机械设计课程设计系列 - 华中科技大学 - 二级展开式斜齿圆柱齿轮(2)

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（３）由图１０－２６查得??1?0.78 ??2?0.87 ?????1???2?1.65 （４）计算小齿轮传递的转矩

?10Pn1/? T1?95.515595.?5?104.244?/1440?4146 2. 10N8?mm（５）由表１０－７选取齿宽系数?d?1

（６）由表１０－６查得材料的弹性影响系数ZE?189.8MPa1/2

（７）由图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?550MPa

（８）由式１０－１３计算应力循环次数

N1?60njLh?60?1440?1?(16?300?8)?3.32?10 N2?3.32?10/4.2?0.790?10

（９）由图１０－１９查得接触疲劳强度寿命系数KHN1?0.90KHN2?0.95 （１０）计算接触疲劳强度许用应力

取失效概率为１％，安全系数为S=1，由式１０－１２得 [?H1]?999KHN1?Hlim1?0.9?600MPa?540MPa

SKHN2?Hlim2?0.95?550MP?a522.5MP aS [?H2]? [?H]?([?H1]?[?H2])/2?(540?522.5)/2MPa?531.25MPa

２）计算

（１）试算小齿轮分度圆直径d1t，由计算公式得 d1t?42?1.?62.8?14615.?2?2.433189.8?0???m0 m??37.11?1.654.2531.25??23 （２）计算圆周速度 v??d1tn160?1000???37.10?144060?1000?2.8m/s

（３）计算齿宽ｂ及模数mnt

b??dd1t?1?37.10?37.10mm

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dco?s37.?10? mnt?1tZ124

?cos14?1.50mm

h?2.2mnt5?2?.25?1.mm50b/h?37.10/?3.37510.99

（４）计算纵向重合度??

? ???0.318?dZ1tan??0.318?1?24?tan14?1.903

（５）计算载荷系数K 已知使用系数KA?1

根据v?1.2m/s，７级精度，由图１０－８查得动载荷系数KV?1.11 由表１０－４查得

22KH??1.12?0.18(1?0.6?d)?d?0.23?10?3b?1.12?0.18(1?0.6?1)?1?0.23?10?37.10?1.41722?3

由图１０－１３查得KF??1.34 假定

KAFt?100N/mm，由表１０－３查得KH??KF??1.4 b故载荷系数K?KAKVKH?KH??1?1.11?1.4?1.42?2.21

（６）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式１０－１０ａ得

d1?d1t3K/Kt?37.1032.21/1.6?41.32mm

（７）计算模数mn

dco?s41.?32? mn?1Z1243．按齿根弯曲强度设计

?cos14?1.6mm7

2KT1Y?cos2?YF?YS?由式１０－１７ mn?3 ?2[?]?dZ1??F１） 确定计算参数

（１）计算载荷系数

K?KAKVKF?KF??1?1.11?1.4?1.34?2.08

（２）根据纵向重合度???1.903，从图１０－２８查得螺旋角影响系数 Y??0.88

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（３）计算当量齿数

ZV1?

ZV2Z124??26.2733?cos?cos14

Z2101???110.5633?cos?cos14（４）查取齿形系数

由表１０－５查得YFa1?2.592 YFa2?2.172 （５）查取应力校正系数

由表１０－５查得YSa1?1.596 YSa2?1.798

（６）由图１０－２０ｃ查得，小齿轮的弯曲疲劳强度极限?FE1?500MPa 大齿轮的弯曲疲劳强度极限?FE2?380MPa （７）由图１０－１８查得弯曲疲劳强度寿命系数 KFN1?0.85 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，由式１０－１２得 [?F]1?KFN1?FE10.85?500??303.57MP aS1.4KFN2?FE20.88?380??238.86MP aS1.4YFaYSa

[?F] [?F]2? （９）计算大小齿轮的

YFa1YSa12.592?1.596??0.01363[?F]1303.57YFa2YSa22.172?1.798??0.01635[?F]2238.86

大齿轮的数据大 ２） 设计计算

42?2?2.08?2.8146?10?0.88?cos14mn?3?0.01635?1.186mm 21?24?1.65对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取mn＝1.5mm，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1?41.32mm明德厚学、求是创新

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d1cos?41.32?cos14???26.7 来计算应有的齿数。于是有Z1?mn1.5取Z1?27，则Z2?i1Z1?4.2?27?113.4?114 4．几何尺寸计算

１）

计算中心距a?(Z1?Z2)mn(27?114)?1.5??108.99mm ?2cos?2?cos14将中心距圆整为109mm

２）按圆整后的中心距修正螺旋角

??arccos(Z1?Z2)mn(27?114)?1.5?arccos?14.03?

2a2?109因?值改变不多，故参数??、K?、ZH等不必修正。

３）

计算大、小齿轮的分度圆直径

Z1mn27?1.5??41.75mmcos?cos14.03?

Zm114?1.5d2?22??176.25mmcos?cos14.03?d1?４）

计算大、小齿轮的齿根圆直径

df1?d1?2.5mn?41.75?2.5?1.5?38mmdf2?d2?2.5mn?176.25?2.5?1.5?172.5mm５）

计算齿轮宽度

b??dd1?1?41.75?41.75mm

圆整后取B2?45mm；B1?50mm 5．验算

Ft?2T12?28146??1348.3N d141.75KAFt1?1348.3??32.3N/mm?100N/mm b41.75合适

七.设计低速级齿轮

1．选精度等级、材料及齿数，齿型

1）确定齿轮类型．两齿轮均为标准圆柱直齿轮

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2）材料选择．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，二者材料硬度差为４０HBS。

３）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度

4）选小齿轮齿数Ｚ1＝２４，大齿轮齿数Ｚ2＝ｉ1·Ｚ1＝3.5×24=84。 2．按齿面接触疲劳强度设计

由设计计算公式１０－９ａ进行试算，即 d1t?2.323１）

ktT1u?1ZE2?() ?du[?H]确定公式各计算数值 （１） 试选载荷系数Kt?1.3 （２） 计算小齿轮传递的转矩

T1?95.5?105P2/n2?95.5?105?4.034/342.86?11.239?10N?mm（３） 由表１０－７选取齿宽系数?d?1

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（４） 由表１０－６查得材料的弹性影响系数ZE?198.8MPa（５） 由图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?550MPa （６）由式１０－１３计算应力循环次数

N1?60n1jLh?60?342.86?1?(2?8?300?15)?1.481?10 N2?1.481?10/3.5?0.423?10

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（７）由图１０－１９查得接触疲劳强度寿命系数KHN1?0.96KHN2?1.05 （８）计算接触疲劳强度许用应力

取失效概率为１％，安全系数为S=1，由式１０－１２得 [?H1]?KHN1?Hlim1?0.96?600MPa?576MPa

SKHN2?Hlim2?1.05?550MPa?577.5MPa

S [?H2]?２）

计算

（１） 试算小齿轮分度圆直径d1t，代入[?H]中的较小值

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