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3.齿轮计算
3.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
1>按传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。
2>绞车为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）。
3>材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280 HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240 HBS，二者材料硬度差为40 HBS。
4>选小齿轮齿数z1?24，大齿轮齿数z2?24?4.03?96.76。取z25初选螺旋角。初选螺旋角
?97
??14?
3.2按齿面接触强度设计
由《机械设计》设计计算公式（10-21）进行试算，即
d1t?32KtT0??1ZHZE?d??????H
3.2.1确定公式内的各计算数值
（1）试选载荷系数kt?1.61。
（2）由《机械设计》第八版图10-30选取区域系数zh?2.433。
????（3）由《机械设计》第八版图10-26查得??1??2?1.65。 （4）计算小齿轮传递的转矩。
??1?0.78，
??2?0.87，则
95.5?105?p095.5?105?10.41T1??N.mm?6.8?104N.mm
n11460（5）由《机械设计》第八版表10-7 选取齿宽系数?d?1
（6）由《机械设计》第八版表10-6查得材料的弹性影响系数Ze?189.8MPa （7）由《机械设计》第八版图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限
?Hlim1?600MPa ；大齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim2?500MPa 。
13计算应力循环次数。
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N1?60n1jLh?60?1460?1?2?8?300?15?6.3?109 N2?N1?1.56?109 4.03（9）由《机械设计》第八版图（10-19）取接触疲劳寿命系数
KHN1?0.90;KHN2?0.95 。
（10）计算接触疲劳许用应力。
取失效概率为1%，安全系数S=1，由《机械设计》第八版式（10-12）得
??H?1?KHN1?lim1S?0.9?600MPa?540MPa ?0.95?550MPa?522.5MPa
??H?2?KHN2?lim2S（11）许用接触应力
??H????H?1???H?22?531.25MPa
3.2.2计算
（1）试算小齿轮分度圆直径d1t
d1t?332KtT0??1ZHZE?d??????H?316.46?104?0.862=
30.7396?16.46?104=
121.738?10=49.56mm （2）计算圆周速度v0
???d1tn160?1000???1460?49.5660?1000?3.78m/s
（3）计算齿宽及模数
m?dnt?d1tcos?z?49.56mm
1m1tcos?ntz?149.56?cos14?49.56?0.97==2mm
2424h=2.25mnt?2.25?2=4.5mm
b?49.56/4.5=11.01
h（4）计算纵向重合度
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???0.318?dztan??0.318?1?24?tan14?=20.73
1（5）计算载荷系数K。
已知使用系数KA?1,根据v= 7.6 m/s,7级精度，由《机械设计》第八版图10-8查得动载系数Kv?1.11;
由《机械设计》第八版表10-4查得K的值与齿轮的相同，故KH?Kf??1.35由《机械设计》第八版图 10-13查得
H??1.42;
由《机械设计》第八版表10-3查得KH??KH??1.4.故载荷系数
K?KAKVKH?KH??1?1.11?1.4?1.42=2.2
（6）按实际的载荷系数校正所算得分度圆直径，由式（10-10a）得
d1?d1t3KK?49.56?3t2.2?49.56?31.375?55.11mm 1.6（7）计算模数
co?sd m?z1n1?55.11?cos14?0.97?55.11??2.22mm
24243.3按齿根弯曲强度设计
由式（10-17）
mn?32KT1Y?cos?2?z1?d2?YY?FaF????Sa
3.3.1确定计算参数
（1）计算载荷系数。
K?KAKVKf?Kf??1.?11?1.4?1.35=2.09
（2）根据纵向重合度
?0.88影响系数Y?
（3）计算当量齿数。
???1.903 ，从《机械设计》第八版图10-28查得螺旋角
zV1?z?24?24cos?cos140.971333?24?26.37 0.91 第7页 共30 页
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zv2?z?97?97?106.59 cos?cos140.91233（4）查齿形系数。 由表10-5查得YFa1
（5）查取应力校正系数。
由《机械设计》第八版表10-5查得YSa1?2.57;YFa2?2.18
?1.6;YSa2?1.79
?（6）由《机械设计》第八版图10-24c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ?500MPa?380MPaFE1 ；大齿轮的弯曲强度极限 FE2；
?（7）由《机械设计》第八版图10-18取弯曲疲劳寿命系数 KFN2?0.88；
（8）计算弯曲疲劳许用应力。
取弯曲疲劳安全系数S＝1.4,由《机械设计》第八版式（10-12）得
KFN1?0.85，
????F??K?F1?2K?FN1FE1SFN2??FE2S0.85500MPa?303.57MPa1.4
0.88?380?MPa?238.86MPa1.4（9）计算大、小齿轮的YFaYSa 并加以比较。
?F??YYFa1??F?Fa2Sa11?2.592?1.596?0..1363
303.572.211?1.774?0.01642
238.86YY??F?Sa22=
由此可知大齿轮的数值大。
3.3.2设计计算
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n?32?2.10?6.8?10?0.88?(cos14?)422242*1.65?0.01642mm?34.342?0.97mm?34.085?1对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn 大于由齿面齿根弯曲疲
?劳强度计算 的法面模数，取mn2，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度得的分度圆直径100.677mm 来计算应有的齿数。于是由
zcos?55.11?cos14?1?d1m?2?26.73n
取 z1?27 ，则z2?27?4.03?108.81 取z2?109;
3.4几何尺寸计算 3.4.1计算中心距
a=
?z1?z2?mn27?109)?22cos??(2?cos14?1360.97?140.2mm
将中以距圆整为141mm.
3.4.2按圆整后的中心距修正螺旋角
??arccos(z1?z2)mn?arccos(27?109)?22a2?140.2?arccos0.97?14.06?
因?值改变不多，故参数
??、k?、ZH等不必修正。
3.4.3计算大、小齿轮的分度圆直径
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