1．选择齿轮类型、材料、精度等级和齿数 1）按拟定的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。 2）因为滚筒为一般工作器，速度不高，选用法级精度（GB 10095-88）。 3)材料选择，由表10-1选择小齿轮材料为40 Cr(调质)， 硬度为275HBS，大齿轮选用45钢（调质），硬度为240HBS 二者材料相差为30HBS。 4）选用小齿轮齿数为Z1=24，则大齿轮的齿数为 Z2=3×24=72。 2．按齿面接触疲劳强度设计 由d1t≥ 2.32确定有关参数如下： 1)传动比i=3 2)由课本表10-7取φd=0.8 3)选取载荷系数Kt=1.3 4)由表10-6查知材料的弹性影响系数ZE =189.8MPa1/2 φd=0.8 Kt=1.3 = 5) 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极580MPa 限=580MPa和大齿轮的接触疲劳强度极限= =500MPa 6)计算两齿的循环次数 N3 =60* n2* j* Lh
500MPa N3=5.53 ×108 16
=60×213×1×(16×300×8) =5.53×108 N4= N3/3=2.31×106 由图10-19取疲劳寿命系数KHN3=0.95，KHN3 =0.98 7）计算接触疲劳许用应力 N4=2.31 ×106 取失效概率为1%，安全系数为S=1，由式（10-12）可 知： 3=KHN3*3= KHN4* /S=0.95×580=551MPa /S=0.98*500=490MPa 2)/2 V=1.2m/s b=86.35mm mt=4.4975 h=10.119mm b/h=8.534 17
=( 1+ =(540+517)/2MPa=528.5MPa (2)计算 1）试计算小齿轮分度圆直径d1t ,由上述公式可得 d3t>=107.945mm 2)计算圆周速度 V=（π×d3t×N0）/（60×1000）=1.2m/s 3)计算齿宽系数b以及模数mnt b=φd×d1t=0.8×107.94=86.35mm mt=d3t/ Z1=107.94/24=4.4975 h=2.25×mt=10.119mm b/h=8.534 4)计算载荷系数K 使用系数KA=1.25 ,根据V=1.2m/s,7级精度，KV=1.06
由表10-4查得KH=1.301由表10-13查得KF=1.26 由表10-3查得KH=KH=1 K=KAKVKHKH=1.25*1.06*1.301*1=1.724 5)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由 d3=d3t（K/Kt）1/3得 d1=107.945×（1.724/1.3）1/3=118.59mm 6)计算模数mn mt= d3/ z3 =4.94 3.按齿根弯曲强度设计 mt>=(1)确定参数 K=1.724 d1=118.59 mm mt=4.94 K=1.67 1） 计算载荷系数 K= KAKVKFKF =1.25*1.06*1*1.26=1.67 2)齿形系数YFa和应力修正系数YSa 根据齿数Z3=24,Z4=72由表6-9相得 YFa3=2.65 YSa3=1.58 YFa4=2.236 YSa4=1.734 3)由图10-20c查知小齿轮弯曲疲劳强度 σFE3 =450MPa,大齿轮的弯曲强度极限σ FE4=410MPa YFa3=2.65 YFa4=2.236 YSa3=1.58 YSa4=1.734 σ=410MPa KFN3 =0.93 KFN4 =0.97 18
FE4由图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN3 =0.93，KFN4 =0.97 4)计算弯曲疲劳许用应力： 取弯曲疲劳安全系数S=1.4
[σF]3= KFN1σ[σF]4= KFN2σFE1/S=0.93*450/1.5=298.93MPa FE2/S=0.97*410/1.5=284.07 MPa [σF]3=298.9 MPa [σMPa F]4=284 5)计算大小齿轮的YFaYSa/σF并加以比较 YFa3YSa3/σYFa4YSa4/σF3=2.65*1.58/298.73=0.01401 F4=2.236*1.754/284.07=0.01381 （2）设计计算 m>==3.157 对于比较计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m，取mn=4mm已满足要求，但是为了同时满足接触疲劳强度，需要按齿面接触疲劳强度算得的分度圆直径d3=118.59mm来计算应有的齿数，于是 Z3=d3/m=118.59/4=30 Z4=i*Z3=90 4．几何尺寸计算 （1）计算中心距 a=(Z3+Z4)*m /2=(30+90)*4/2=240mm （2）计算大小齿轮分度圆直径 d3=Z3*m=30*4 =120mm d4 = Z4* m=90*4 =360mm (3)计算齿轮宽度 B=φd×d3=0.8*120=100mm 经圆整后，取B4=96mm,B3=100mm
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Z3=30 Z4=90 a=240mm d3=120mm d4 =360mm B4=96mm B3=100mm 5．大带轮结构设计如下图所示： 七、轴的设计 I轴的设计 已知：PI=7.2KW，nII=720r/min, TI =95.5 N·m, B=70mm 1. 求作用在齿轮上的力 已知高速级小齿轮直径为d =62.12mm, Ft=3074.7N Ft=2* TI/d =2*95.5*1000/62.12mm =3074.69N Fr=Ft×tan=3074.69*tan200=1158.57N
Fr=1158.6N 20