河南科技大学毕业设计(论文)
图2-11 弯矩图
（4）做出扭矩图如图2-12所示
扭矩图如图2-12所示
图 2-12 扭矩图
（5）判断危险截面并校核轴的强度
由图2-4和图2-5可知危险截面在小齿轮的安装面上，则：
M?MH2?MV2?11902?32002?3414N?mm
轴的弯扭合成强度条件如下：
?M???T??ca????4????W??2W?22M2???T?W2????1?
式中：
?ca——轴的计算应力，MPa
M——轴轴所受的弯矩，N?mm
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T——轴所受的扭矩，N?mm W——轴的抗弯截面系数，mm3，
???1?——对称循环变应力时轴的许用弯曲应力
代入数值得： ?ca?
=10.5MPa 由《机械设计》表15-1查得： 主轴材料为20Cr时 ???1??305MPa ?ca????1? 因此，主轴安全。 §2.4.6 齿轮的校核 （1）主轴齿轮的校核。
齿轮材料为40Cr； 1） 对齿轮进行受力分析：
M2???T?W2?34142??0.6?1524?0.1?1532MPa
P1=0.88?0.98?0.992?0.84 KW 主轴转速 n =910 r/min 小齿轮所传递的转矩为：
T?9.55?103?P1n0.84 ?9.55?106?910?8815M.mmFt?2T2?8815??588N d30Fr?Ft?tan??588?tan20?214N 2） 齿根弯曲疲劳强度校核:
齿轮在受载荷时，齿根所受的弯矩最大，因此，齿根处的弯曲疲劳强度最弱。齿根危险截面的弯曲疲劳强度条件式为：
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?F?KFYtFaYsa???F? （2—27） bm式中：
K—载荷系数
YFa—齿轮的齿形系数
Ysa—齿轮的应力校正系数
b—齿轮宽度（mm） m—齿轮模数
代入数据得:
?1.52?588?2.8?1.55F?15?2 =129.3 MPa 计算弯曲疲劳许用应力：
??FN??FEF??KS?500?21.6?625Mpa
因?F＜??F?,显然齿根强度满足要求。 3）
齿面接触疲劳强度校核
齿面接触疲劳强度计算公式为：
?H?KFtubd??1u?ZH?ZE?1.52?588
15?30?1?11?2.5?189.8
=945.7 MPa 式中：
1ZE——弹性影响系数，MPa2 数值为189.8 ZH——区域系数
???Hlim1500H???SZNZW?1.4?1?1=1071Mpa 24
2—28） (2—29)
（ 河南科技大学毕业设计(论文)
式中：
?Hlim－齿轮的接触疲劳极限 SHmin－接触强度的最小安全系数 ZN－接触疲劳强度计算的寿命系数 ZW－工作硬化系数
因为?H＜??H?，可见齿面接触强度也满足要求。 综上所述，该齿轮满足使用要求。 （2） 传动轴上大齿轮的校核 齿轮材料40Cr，渗碳淬火。 1) 对齿轮进行受力分析
Ft?2T12?8689.5??217N d180Fr?Fttan??217?tan20??79.0N
2） 齿根弯曲疲劳强度校核:
齿轮在受载荷时，齿根所受的弯矩最大，因此，齿根处的弯曲疲劳强度最弱。齿根危险截面的弯曲疲劳强度条件式为：
?F?式中：
K—载荷系数
KFYtFaYsa???F? bmYFa—齿轮的齿形系数
Ysa—齿轮的应力校正系数
b—齿轮宽度（mm） m—齿轮模数 代入数据得:
?F?1.52?217?2.4?1.67?16.5MPa 40?2计算弯曲疲劳许用应力：
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??F??KFN??FE500?2??625MpaS1.6
显然，?F＜??F?,齿根强度满足要求。3) 齿面接触疲劳强度校核
齿面接触疲劳强度计算公式为：
?H??KFtu?1??ZH?ZEbdu
1.52?2171?1??2.5?189.815?801 =351.8MPa 式中：
ZE——弹性影响系数，MPa 数值为189.8 ZH——区域系数
12??H????Hlim1500ZNZW??1?1?1071MPaS1.4
式中：
?Hlim－齿轮的接触疲劳极限 SHmin－接触强度的最小安全系数 ZN－接触疲劳强度计算的寿命系数 ZW－工作硬化系数
因为?H＜??H?，可见齿面接触强度也满足要求。 综上所述，该齿轮满足使用要求。
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