xxxx大学机电工程学院本科毕业设计（论文）
6.1.4按齿根弯曲强度设计
设计公式为
m?3（1）确定公式内的各计算数值
由设计手册查得，小齿轮的弯曲疲劳强度极限ζFE1=500MPa；大齿轮的弯曲强度极限ζFE2=380MPa；弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.88，KFN2=0.90；
（2）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4，得
2KT1YFaYSa（6-2） () 公式2?dz1??F???F?1???F?2（3）计算载荷系数K
?KFN1?FE1SKFN2?FE2S?0.88?5001.40.90?3801.4MPa?314.29MPa
?MPa?244.29MPaK=KAKVKFαKFβ=1.25×1.10×1×1.4=1.925
（4）齿形系数
由设计手册查得 YFa1=2.80；YFa2=2.22。 （5）应力校正系数
设计手册查得 YSa1=1.55；YSa2=1.77。 （6）计算大、小齿轮的
YFaYSa??F?并加以比较
YFa1YSa12.80?1.55314.292.22?1.77244.29??F?1YFa2YSa2??0.01381
??F?2大齿轮的数值较大。 6.1.5设计计算
由公式6-2得，
m?
3??0.016452?1.925?100.8?101?2023?0.01645mm?2.52mm
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对比计算结果，由齿轮接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数2.52并圆整为标准值m=3.0,按接触强度算得的分度圆直径d1=82.889mm,得出 小齿轮齿数
z1=
大齿轮齿数
z2=28×4=112
这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。 6.1.6几何尺寸计算 （1）计算分度圆直径
d1=z1m=28×3mm=84mm d2=z2m=112×3mm=336mm
（2）计算中心距
a=
（3）计算齿宽
b=Φdd1=1×84mm=84mm
取B2=85mm,B1=90mm。 6.1.7 齿轮的结构
齿轮Ⅰ，如图6-1；齿轮2，如图6-2。
d1?d22?84?3362?210mmd1m?82.8893.0?28
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图6-1齿轮Ⅰ
图6-2齿轮Ⅱ
6.2 第二级齿轮传动设计
6.2.1 选定精度等级、材料及齿数
（1）弯曲机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。
（2）材料选择。选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度相差为40HBS。 （3）选用小齿轮齿数z1=25,大齿轮齿数z2=3?25?75。
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6.2.2按齿面接触强度设计 （1）确定公式内的各计算数值
试选载荷系数Kt=1.3。由设计手册查得，齿宽系数Φd=1，材料弹性影响系数ZE=189.8MPa?；按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限ζHlim 1=600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限ζHlim 2=550MPa。
（2）计算应力循环次数。
N1=6.48×108/4=1.62×108 N2=1.62×108/3=5.4×107
（3）计算接触疲劳许用应力
由设计手册查接触疲劳寿命系数KHN1=0.95;KHN2=0.97，取失效概率为1%，安全系数S=1，得
??H?1??H?26.2.3计算齿轮的尺寸参数
??KHN1?lim1S?0.95?600?570MPa
KHN2?lim2S?0.97?550?533.5MPa（1）计算小齿轮分度圆直径d1t,在公式6-1代入[ζH]中较小的值
d1t≥2.32?3（2）计算圆周速度v
v=
（3）计算齿宽b
b=Φd·d1t=1×101.620mm=101.620mm
（4）计算齿宽与齿高比
hb1.3?383.06?10134?189.8????3?533.5?2?101.620mm
?d1tn260?1000???101.620?9060?1000?0.479m/s
模数
mt=
齿高
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d1tz1?101.62025?4.065mm
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h=2.25mt=2.25×4.065mm=9.146mm
bh?101.6209.146?11.11
（5）计算载荷系数。
根据v=0.479m/s，8级精度，并有由设计手册查得，动载系数Kv=1.05；直齿轮，KHα=KFα=1；使用系数KA=1.25；用插值法查得8级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，KHΒ=1.463；由?11.11，KHΒ=1.463，查得KFΒ=1.45;
hb故载荷系数
K=KAKVKHαKHΒ=1.25×1.05×1×1.463=1.920
按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由公式得，
d1=d1t3（6）计算模数m
m?d1z1?115.72625?4.63mmKKt?101.620?31.9201.3?115.726mm
6.2.4按齿根弯曲强度设计
（1）确定公式6-2内的各计算数值
由设计手册查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限ζFE1=500MPa；大齿轮的弯曲强度极限ζFE2=380MPa；弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.90，KFN2=0.94；
（2）计算弯曲疲劳许用应力。 取弯曲疲劳安全系数S=1.4，得
??F?1??F?2?KFN1?FE1SKFN2?FE2S?0.9?5001.40.94?3801.4MPa?321.43MPa
??MPa?255.14MPa（3）计算载荷系数K
K=KAKVKFαKFβ=1.25×1.05×1×1.45=1.903
（4）齿形系数
由设计手册查得 YFa1=2.80；YFa2=2.22。 （5）应力校正系数
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