卷扬机传动装置设计说明书 - 图文(4)

可见大齿轮的弯曲疲劳强度较弱，所以用大齿轮的参数进行设计，有

考虑磨损失效，将模数适当放大，并取标准值2.5mm。 （4）计算中心距

圆整为.。

此处为了凑配螺旋角，将变为99。从而中心距变为.，圆整为152mm。 （5）计算螺旋角

4.选择齿轮精度等级 小齿轮直径为

齿轮圆周速度为

查表并考虑该齿轮的用途，选择7级精度。 5.精确计算载荷

查表得使用系数；齿轮传动的啮合宽度。 由于切向力为，故，查表得齿间载荷分配系数。

由齿宽系数和减速器轴刚度较大，查表可得齿向载荷分布系数。 综上，实际载荷系数为

实际计算载荷为

6.验算轮齿接触疲劳承载能力

查图得标准齿轮节点区域系数，查表得弹性系数，螺旋角系数。 因大齿轮的许用接触应力较小，故由

即齿面接触疲劳强度满足要求。

由

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7.校验弯曲疲劳强度

修正前后的载荷系数之比为，则根据弯曲疲劳强度，模数应为：1.022×1.772=1.811mm，

因此所取的标准模数满足弯曲疲劳强度的要求。

至此高速级的斜齿圆柱齿轮设计完毕。其参数为：，。 4.5.2.低速级直齿圆柱齿轮的设计

1.选择齿轮材料和热处理方法，确定许用应力

（1）查表初选材料：小齿轮材料选为17CrNiMo6，渗碳淬火，硬度为54~62HRC；大

齿轮材料选为37SiCrMn2MoV，调质处理，硬度为50~55HRC，小齿轮硬度略高于大齿轮，满足要求。

（2）从相关图中的MQ线查得轮齿弯曲疲劳极限应力如下：。 （3）从相关图中的MQ线查得轮齿接触疲劳极限应力如下：，。 （4）计算循环次数

（5）查图可得弯曲寿命系数和接触寿命系；再查表取安全系数如下：。 （6）确定许用应力

2.分析失效、确定设计准则

该齿轮传动属闭式传动，且为硬齿面齿轮，最大可能的失效是齿根弯曲疲劳折断，也可

能发生齿面疲劳。因此，本齿轮传动可按轮齿的弯曲疲劳承载能力进行设计，确定主要参数后，再验算齿面接触疲劳承载能力。

3.按轮齿的弯曲疲劳承载能力计算齿轮主要参数

（1）确定计算载荷：小齿轮转矩为

考虑到原动机、工作机以及载荷的特点，以及本齿轮传动是轴承相对齿轮不对称布置的斜齿圆柱齿轮传动，取载荷系数K=1.3。则计算载荷为

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（2）计算当量齿数：硬齿面，查表取齿宽系数，初选

（3）计算齿轮模数：查图得两轮复合齿形系数为，由

可见大齿轮的弯曲疲劳强度较弱，所以用大齿轮的参数进行设计，有

取标准值3mm。 （4）计算中心距

4.选择齿轮精度等级 小齿轮直径为

齿轮圆周速度为

查表并考虑该齿轮的用途，选择7级精度。 5.精确计算载荷

查表得使用系数；齿轮传动的啮合宽度。 由于切向力为，故，查表得齿间载荷分配系数。

由齿宽系数和减速器轴刚度较大，查表可得齿向载荷分布系数。 综上，实际载荷系数为

实际计算载荷为

6.验算轮齿接触疲劳承载能力

查图得标准齿轮节点区域系数，查表得弹性系数，螺旋角系数。 因大齿轮的许用接触应力较小，故由

即齿面接触疲劳强度满足要求。

由

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7.校验弯曲疲劳强度

修正前后的载荷系数之比为，则根据弯曲疲劳强度，模数应为：0.977×2.87=2.80mm，

因此所取的标准模数满足弯曲疲劳强度的要求。

至此低速级的直齿圆柱齿轮设计完毕。其参数为：，。

4.6.轴的设计

4.6.1.齿轮高速轴设计

1.材料选取

这里选用应用最广泛的45钢，采用调质处理。相关参数为：。 2.按照扭转强度条件性计算 该轴的输入转矩为

根据材料力学的知识，可得该轴的最小直径为

由于与V带连接的轴段弯矩很小，以扭矩为主，故这个可以作为设计准则。考虑开键槽会削弱轴的强度，将轴段1的直径取为30mm。

3.初设参数，按照弯扭合成强度条件性计算

假设轴承支点跨距为200mm，悬臂段长度为100mm受力分析如图5所示。

图5.高速轴受力分析

根据斜齿轮受力的计算公式，有

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根据竖直面的受力情况，由受力平衡及力矩平衡可以解出

再根据水平面的受力情况，同理可以解得

作出竖直面与水平面内的弯矩图如图6、图7。

图6.竖直面弯矩图

图7.水平面弯矩图

作出弯矩的合成图如图8。

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