蚌埠学院本科毕业设计（论文）
4KtT1u?1ZE21.3?5.93?103.15?1189.82d1t?2.323?()?2.323?() mm?du[?H]0.43.15807.5 ?55.952 mm
取d1t?56 mm。
2 计算圆周速度v。 ○
v??d1tn160?1000???56?80060?1000 m/s?2.35 m/s
（三） 几何尺寸计算 （1）第一对齿轮（20/63） ○1 模数
m?d56??2.8 mm,圆整后取m?3 mm z20 ○2 计算分度圆直径
d1?z1m?20?3 mm?60 mmd2?z2m?63?3 mm?189 mm
○3 计算齿顶圆直径
da1?(z1?2)m?(20?2)?3 mm?66 mm
da2?(z2?2)m?(63?2)?3 mm?195 mm
3 计算齿根圆直径 ○
df1?(z1?2.5)m?(20?2.5)?3 mm?52.5 mmdf2?(z2?2.5)m?(63?2.5)?3 mm?181.5 mm
○4 计算中心距
a?d1?d260?189? mm?124.5 mm 22 ○4 计算齿轮宽度
b??dd1?0.4?60 mm?24 mm
取B2?30 mm,B1?35 mm。
（2）第二对齿轮（32/51）
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陈金超：普通车床主轴变速系统设计—18级
○1 计算分度圆直径
d1?z1m?32?3 mm?96 mmd2?z2m?51?3 mm?153 mm
○2 计算齿顶圆直径
da1?(z1?2)m?(32?2)?3 mm?102 mmda2?(z2?2)m?(51?2)?3 mm?159 mm
3 计算齿根圆直径 ○
df1?(z1?2.5)m?(32?2.5)?3 mm?88.5 mmdf2?(z2?2.5)m?(51?2.5)?3 mm?145.5 mm
○4 计算齿轮宽度
b??dd1?0.4?96 mm?38.4 mm
取B2?40 mm,B1?45 mm。
（3）第三对齿轮（46/37） ○1 计算分度圆直径
d1?z1m?46?3 mm?138 mmd2?z2m?37?3 mm?111 mm
○2 计算齿顶圆直径
da1?(z1?2)m?(46?2)?3 mm?144 mmda2?(z2?2)m?(37?2)?3 mm?117 mm
3 计算齿根圆直径 ○
df1?(z1?2.5)m?(46?2.5)?3 mm?130.5 mmdf2?(z2?2.5)m?(37?2.5)?3 mm?103.5 mm
○4 计算齿轮宽度
b??dd1?0.4?138 mm?55.2 mm
取B2?60 mm,B1?65 mm。
（四） 按齿根弯曲强度校核
（1）由参考文献[4]图10-20c查取，小齿轮的弯曲疲劳强度极限
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?FE1?550 MPa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限?FE2?450 MPa。
（2）由参考文献[4]图10-18，查取弯曲疲劳寿命系数
KFN1?0.88,KFN2?0.90。
（3）计算弯曲疲劳许用应力。 取弯曲疲劳安全系数S?1.4，有：
[?F]1?KFN1?FE10.88?550? MPa?345.71 MPa S1.4K?0.90?450[?F]2?FN2FE2? MPa?289.29 MPa S1.4 （4）根据参考文献[4]表10-5查取齿形系数及应力校正系数。
YFa1?2.80,YFa2?2.268 YSa1?1.55,YSa2?1.736
（5）计算实际弯曲疲劳应力。
2KtTYFa1YSa12?1.3?5.93?104?2.80?1.55?F1?? MPa?154.89 MPa?[?F]1 32320.4?3?20?dmz1 ?F2??F1YFa2YSa22.268?1.736?154.89? MPa?140.52 MPa?[?F]2
YFa1YSa12.80?1.55所以，符合要求。
3.4.3 第三变速组齿轮的结构设计
已知输入功率P????4.77 kW，主动轮最低转速n1?250 r/min，齿数比
u?3.95。工作平稳，单向回转，由电动机驱动，工作寿命15年（每年工作300
天），两班制。
（一） 选定齿轮类型、材料及精度等级
（1） 按图3-3所示的传动方案，选择直齿圆柱齿轮传动。
（2） 根据参考文献[4]表10-1，小齿轮选用45钢（高频淬火），硬度达550 HBS，大齿轮选用45钢（高频淬火），硬度达520 HBS，两者材料硬度差为30 HBS。
（3） 为一般工作机器，初选8级精度（根据参考文献[3]表5-1）。 （二） 按齿面接触强度设计齿轮
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陈金超：普通车床主轴变速系统设计—18级
计算公式为（参考文献[4]10-9a）：
d1t?2.323KtT1u?1ZE2?()?du[?H]
（1） 确定公式内各个计算数值
1 选取载荷系数K?1.2。 ○
2 计算小齿轮（主动轮）传动的转矩。 ○
t95.5?105P???95.5?105?4.77T1?? N?m?1.82?105 N?m n12503 根据参考文献[4]表10-7，选择齿宽系数??0.4。 ○
○4 根据参考文献[4]表10-6查得材料的弹性影响系数Z?189.8 MPa。 ○5 根据参考文献[4]图10-21d，查得小齿轮的接触疲劳强度极限
dE12?Hlim1?1250 MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限为?Hlim2?1200 MPa。
○6 计算应力循环次数。
N1?60n1jLh?60?250?1?(2?8?300?15)?1.08?109
N11.08?109N2???2.73?108 u3.95 ○7 根据参考文献[4]图10-19，选取接触疲劳寿命系数KHN1?0.80；
KHN2?0.85。
○8 计算接触疲劳许用应力。
选失效概率为1%，安全系数S=1，则：
KHN1?lim1?0.80?1250 MPa?1000 MPaSK?[?H]2?HN2lim2?0.85?1200 MPa?1020 MPa S[?H]1?（2） 计算
1t1 初算小齿轮分度圆直径d○
。
在带入接触疲劳需用应力时，取[?H]中较小的一个。
5KtT1u?1ZE21.2?1.82?103.95?1189.82d1t?2.323?()?2.323?() mm?du[?H]0.43.951000 ?67.518 mm
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取d1t?75 mm。
2 计算圆周速度v。 ○
v??d1tn160?1000???75?25060?1000 m/s?0.98 m/s
（三） 几何尺寸计算 （1）第一对齿轮（20/79） ○1 模数
m?d75??3.75 mm,圆整后取m?4 mm z20 ○2 计算分度圆直径
d1?z1m?20?4 mm?80 mmd2?z2m?79?4 mm?316 mm ○3 计算齿顶圆直径
da1?(z1?2)m?(20?2)?4 mm?88 mmda2?(z2?2)m?(79?2)?4 mm?324 mm
4 计算齿根圆直径 ○
df1?(z1?2.5)m?(20?2.5)?4 mm?70 mmdf2?(z2?2.5)m?(79?2.5)?4 mm?306 mm
5 计算中心距 ○
a?d1?d280?316? mm?198 mm 22 ○6 计算齿轮宽度
b??dd1?0.4?80 mm?32 mm
取B2?40 mm,B1?50 mm。
（2）第二对齿轮（66/33） ○1 计算分度圆直径
d1?z1m?66?4 mm?264 mmd2?z2m?33?4 mm?132 mm
○2 计算齿顶圆直径
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