计算与说明 3.具体设计计算 3.1传动方案的分析与拟定 根据毕业设计方案的要求，选择传动机构。 3.1.1计算传动比 由已知条件计算出工作机地轮的转速为： 主要结果 nd=10r/min nd?60?1000?/(?D)?[60?1000?0.8/(??1520)]r/min ?10r/min根据已知捡膜轮的转速，，nj=75?120r/min取nj=75r/min，故总传动比为i?nj?nd?75???????。根据已计算出的总传动比，选用链传动和齿轮传动。 3.1.2传动比的分配 查参考文献及相关资料，取链传动传动比i2?3,则齿轮传动比为nj=75r/min i???? i2?3 i1?2.5。 3.2传动装置的运动和动力学参数计算 3.2.1各轴的转速 i1?2.5 n1=nj?75r/minn2?n1/i1?75/2.5?30r/minn3?nd?10r/min n4?n1/i3?75/1?75r/min⑴ 各轴的输入功率： P1=5kWP2=P?1=(5?0.97)kW?4.85kW1P3=P2?2=(4.85?0.96)kW?4.656kW 5?2=(5?0.96)kW?4.8kW1 P4=P⑵ 各轴输入的转矩： T1=9.55?10P1/n1=(9.55?10?5/75)Nmm=6.36?10NmmT2=9.55?106P2/n2=(9.55?106?4.85/30)Nmm?1.54?106NmmT3=9.55?10P3/n3=(9.55?10?4.656/10)Nmm?4.45?10Nmm T4=9.55?10P4/n4=(9.55?10?4.8/75)Nmm?6.11?10Nmm
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66566666 3.2.2将上述结果列于表格： 轴号 转速 n/(r/min) 功率 P/kW 转矩T/(10N?mm) 0.636 2.5 2 30 4.85 1.54 6 传动比 i 1 75 5 3 3 10 4.656 4.45 4 75 4.8 0.611 1 ??20? 3.3圆柱齿轮设计 已知小齿轮转速75r/min，传动比u?i1?2.5，选用直齿圆柱齿轮传动，压力角取??20?。 3.3.1选定齿轮精度等级、材料及齿数 1)农用机械的工作速度不高，故选用8级精度。 2)选择材料,小齿轮材料选择40Cr（调质处理），硬度为280HBS；大 齿轮材料45钢（调质处理），硬度为240HBS。 3）选择小齿轮齿数z1?21，大齿轮齿数z2?i1?z1?53。 3.3.2按齿面接触强度设计 由公式计算小齿轮分度圆直径，即 z1?21 z2?53 KHt?1.3 d1t?32KHtT1u?1ZEZHZ?2.() ?du[?H](1) 确定公式内的各计算数值 1 试选载荷系数K○ ○2计算齿轮转矩T1 Ht?1.3。 T1?9.55?10P9.55?10?51??6.36?105N?mm n17566 T1?6.36?105N?mm
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3 由表10-7选择齿宽系数?○d=1。 4 由图10-20查得区域系数ZH?2.5。 ○5 由表10-5选择弹性影响系数Z○E?d=1 1/2?189.8MPa。 ZH?2.5 6 计算疲劳强度用重合度系数Z? ○ZE?189.8MPa1/2 ?z1cos?/?z1?2h???arccos?21cos20/?21?2?1???30.909?a1?arccos*a?*a? ??z2cos?/?z2?2h???arccos?53cos20/?53?2?1???25.106 ?a2?arccos? ???z1tan?a1?tan?'?z2tan?a2?tan?'/2? ?21tan30.909??tan20??z2tan25.106??tan20?/2??1.6714??a?0.881 3H???????????? Z??0.881 Z??7计算接触疲劳许用应力??? ○通过查表，查得小齿轮的接触疲劳强度极限为?Hlim1?600MPa，大齿轮为?Hlim1?550MPa。 计算应力循环次数 8N1?60n1jLh?60?75?1?(1?8?300?10)?1.08?10 N2?N1/2.5?4.32?10 取失效概率为1％，安全系数S=1，参考《机械设计》图10-23则取KHN1?0.90;KHN2?0.95。 7 ??H?1?KHN1?lim1?0.90?600MPa?540MPa S??H?2?KHN2?lim2S?0.95?550MPa?523MPa 取两者中较小者作为齿轮副的接触疲劳许用应力，即 ??H????H?2?523MPa （2）计算
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??H??523MPa 1) 试算小齿轮分度圆直径 d1t?114mm d1t?32KHtT1u?1ZEZHZ?2.()?114mm ?du[?H]2)计算圆周速度v v??d1tn160?103???114?7560?103?0.448m/s v?0.448m/s 3）计算齿宽b b??d?d1t?1?114?114mm 4）计算载荷系数KH 根据 v?0.448m/s，8级精度，由《机械设计》图10-8查得动载荷系数Kv?1.01；由表10-2查得使用系数KA?1；根据表查得齿间载荷分配系数KH??1.2；根据8级精度、小齿轮处于非对称布置时， b?114mm KH?1.75 KH??1.434。 故载荷系数 KH?KAKVKH?KH??1?1.01?1.2?1.434?1.75 6）按照实际载荷系数校正所得的分度圆直径 d1?d1t3KH/KHt?114?31.75?1.3?125.87mm 7）计算模数m d1?125.87mm m?5.99 m?d1/z1?125.87/21?5.99 3.3.3按齿根弯曲强度设计 由弯曲强度的设计公式：mt?3(1)确定公式内的各计算数值 1）试选KFt?1.3。 2）计算弯曲疲劳强度用重合度系数。 2KFtT1Y??YFaYSa?2?dz1????F???? ? KFt?1.3 Y??0.25?3）计算
0.75???0.699 Y??0.699 YFaYSa??F? 7
由图10-17查得齿形系数 ： YFa1?2.80;YFa2?2.22。 由图10-18查得应力校正系数 ：YSa1?1.55;YSa2?1.77。 通过查表，可知小齿轮的弯曲疲劳强度极限?Flim1?500MPa；大齿轮的为?Flim2?380MPa。 由图10-22取弯曲疲劳寿命系数KFN1?0.85，KFN2?0.88。 取弯曲疲劳安全系数S?1.4,得： ??F?1?KFN1?Flim1?0.85?500?303.57MPa， S??F?1?KFN2?Flim2S1.40.88?380??238.86MPa1.4YFa1YSa1??F?1?2.80?1.55?0.0143 303.57大齿轮的YFaYSaYFaYSa??F?大于小齿轮，所以取 ??F??YFa2YSa2??F?2?0.016 YFaYSa （2）计算 1）计算模数 2KFtT1Y??YFaYSa?32?1.3?6.36?105?0.699??mt?3??0.016?5.313 22??1?21?dz1???F????F??0.016 m?5.412 2)计算载荷系数KF KF?KAKVKF?KF??1?1.01?1?1.36?1.3736 3)按实际载荷系数算得的模数 KFm?mt?3?5.412 KFt 通过两种计算结果的比较，由于齿面接触疲劳强度计算的模数m大于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，可以得出计算的模数m?5.412并就近圆整为标准值m?6，接触强度算得的分度圆直径d1?126，算出小齿
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