辽 宁 工 业 大 学 机 械 设 计 课 程 设 计 说 明 书
pz1n323?153.22?25.4??1.49m/s?15m/s
60?100060?10001000p Ft=
v V=
QF=KQFt=5）链轮直径 d1=
1000KQPv?1000?1.2?5.2474225.8N
1.49P25.4??186.54mm ?180??180?sin??sin???z??23?P25.4??461.1mm ?180??180?sin??sin??z57???? d2?
五、高速级斜齿圆柱齿轮的设计计算：
原始数据：高速轴的输入功率 ： 5.75kW
小齿轮转速 ： 1440 r/min
传动比 ：3.56 单向传动，工作载荷有轻微冲击，
每天工作8小时，每年工作300天，预期工作4.5年。
1.选择齿轮材料精度等级
齿轮减速器为一般机械，小齿轮材料选用45钢，调质处理，由表5—1查得 小齿轮45调质，硬度217～255HB，取硬度为235—255HB；
大齿轮材料选用45钢，正火处理，硬度162～217HB，取190—217HB。 齿轮精度等级为8级
计算应力循环次数N (由教材式5—33)
N1?60n1jLh?60?1440?1?(4.5?300?8?2)?1.866?109 N2?N1i12?1.866?1093.56?5.24?108 查教材图5-17得ZN1=1.0, ZN2=1.08 取Zw=1.0，SHlim1=1.0，ZLVR=1.0，ZX=1.0 由教材图5-16(b)得:
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?Hlim1=580Mpa，?Hlim2=545MPa 由教材式(5-28)计算许用接触应力
??H?1=?Hlim1Z
SHminSHminN1ZXZWZLVR=
580?1.0?1.0?1.0?1.0=580Mpa
1.0545?1.08?1.0?1.0?1.0=588.6Mpa
1.0??H?2=?Hlim2Z
N2
ZXZWZLVR=
2. 按接触疲劳强度计算中心距
取Zx?1.0 a?(u?1)3KT1(ZHZ?ZEZ?/[?H])2 2?au由教材表5—5查得：ZE=189.8MPa 取?R=0.35 T1=9550?p1=38.13N?mm n1初取：KtZ?2?1.2 , 暂取：??12? 估取：?t??n?20? ?b???12? 由教材式5—41 计算ZH
Z??cos??0.99
ZH?2cos?b/cos?tsin?t =
2?cos12?=2.47
cos20??sin20?at?(u?1)3=?3.56?1?3KT1(ZHZ?ZEZ?/[?H])2 2?au1.2?38130?2.47?189.8?0.99???
2?0.35?3.56?580?2=103.7mm
圆整取： a=125mm
一般取： mn?(0.01~0.02)a?(0.01~0.02)?125?1.25~2.5mm
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取标准模数： mn?1.25mm 总齿数： z整取 ： z?=
2acos?=196.325 mn?小齿轮齿数 ：z=z1
=196
??/(u+1)=42.985
整取： z1 =43 大齿轮齿数： z2= z- z1 =153
取： z1=43 z2=153 实际传动比： i?z2153??3.558 z143i理?i实?100%?0.11%＜5% i理传动比误差： ?i?故在范围内。 修正螺旋角 ：
cos??mn(z1?z2)/2a?1.25?(43?153)/(2?125)?0.98
??11.478? 与??12?相近，故Z?、ZH可不修正
d1?mnz1/cos??54.847mmd2?mnz2/cos??195.153mm
3.验证圆周速度
v??n1d160?1000?1.95m/s?6m/s故满足要求 4.计算齿轮的几何参数
由5-3 按电动机驱动，轻度冲击 KA?1.25
vz/100?1.95?43/100?1.78m/s
按8级精度查图5-4(b)得：KV?1.09 齿宽：b??a?a?0.35?125?43.75mm 取整：b2=45mm b1=50mm
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按b/d?45/54.847?0.82，
考虑到轴的刚度较大和齿轮相对轴承为非对称位置查机械设计教材图5-7a 得：K??1.0625 按8级精度 查机械设计教材表5-4得：K??1.2
K?KAKVK?K??1.737 齿顶圆直径：
*da1?d1?2ham?54.847?2?1.25?57.347mm
*da2?d2?2ham?195.153?2?1.25?197.653mm
tan?ntan20o端面压力角：?t?arctan()?arctan()?20.375? ocos?cos11.478齿轮基圆直径：
db1?d1cos?t?54.847?cos20.375??51.415mm db2?d2cos?t?195.153?cos20.375??182.943mm 齿顶圆压力角：
?at1?arccosdb151.415?arccos?26.291? da157.347db2182.943?arccos?22.245? da2197.653?at2?arccos?a?1?z1?tan?at1?tan?t??z2?tan?at2?tan?t???1.76 2????bsin??2.28 ?mn基圆螺旋角：?b?acrtan(tan?cos?t)?10.777? 由教材式5-41得：ZH=
2cos?b?2.45
cos?tsin?t由教材式5-42得：Z??cos??0.99 由教材式5-43得：Z???1?0.75
?
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(u?1) ?H?ZHZEZ?Z?2KT1?301.86MPa?[?H]1?580MPa bd1u 5.验算齿根弯曲强度
由式5-44得
?F=
2KT2YFaYsaY? Y?≤[?F] bd2mnzv1=z1/cos3?=43/ cos311.478? =43.259 zv2=z2/cos3?=153/cos311.478?=154.034
查图5-14得：YFa1=2.43,YFa2=2.19 查图5-15得：Ysa1=1.69,Ysa2=1.83 由式5-47计算Y?：
Y?=1-???120?=1-2.28
11.478?=0.78 120?由式5-48计算Y?：
Y?=0.25+
0.75cos2?b?a0.75?cos210.777?=0.25+=0.661
1.76由式5-31计算弯曲疲劳许用应力
查图5-18b得：?Flim1?220MPa,?Flim2?210MPa 查图5-19得：YN1?YN2?1.0 取： Yx=1.0
取： Yst?2.0,SFmin?1.4
??F1???Flim1YSTYN1YX=220?2?1?1=314.29Mpa
SFmin1.4??F2???Flim2YSTYN2YX=210?2?1?1=300Mpa
SFmin1.4?F1=
2KT1YFa1Ysa1Y? Y? bd1mn
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