带式输送机传动总体设计(5)

2?2.01?5.483?101?23?1.6024

mn?3

?30.88?cos14?0.0153?1.4892

mn

大于由齿根弯曲疲劳强度计算

结论：对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数的法面模数，取

mn＝2.0mm，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

d1=53.02mm

来计算应有的齿数。于是由

度算得的分度圆直径z1?d1cos?mn53.02?cos140=

2?25.7，取z1?26，则Z2 = Z1×i齿1 =99.48，取Z2 =99

4.几何尺寸计算 （1）计算中心距a a?(z1?z2)mn2cos??

(26?99)?22?cos140?128.8

将中心距圆整为129mm

（2）按圆整后的中心距修正螺旋角β

(z1?z2)mn2a(26?99)?22?129?14.31因???arccos?arccos值改变不多，故参数

?、

K?、ZH等

不必修正。

（3）计算齿轮的分度圆直径d d?zmncos?z2mncos?故有d1?26?2cos14.310 ?53.67mm

d2??99?2cos14.310?204.34mm

（4）计算齿轮的齿根圆直径df

由df?d?2.5mn可算df1?d1?2.5mn?53.67?2.5?2?48.67mmdf2?d2?2.5mn?204.34?2.5?2?199.34mm

（5）计算齿轮宽度B

由b =φdd1=1?53.67mm圆整后取：B1 =60mm；B2 =55mm （6）验算

Ft?2T1d1?2?5.483?1053.674N = 2177.4N

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KAFtb?1?2177.453.67

N/mm =41.02N/mm＜100N/mm

故合适.

3.2.2 低速级斜齿圆柱齿轮设计

1.定齿轮精度等级、材料、齿数及螺旋角 (1)选齿轮精度等级 查[1]表10-8选7级 (2)材料选择

小齿轮选用45钢调质，齿面硬度为250HBS；大齿轮选用45钢正火，齿面硬度为220HBS. (3)选择齿数Z

由Z3?(20~40)、Z4?iZ3、U?7425Z4Z3；取Z3?25，则大齿轮齿数为Z4?3.00?25?75，取

Z4?74；U??2.96

(4)选取螺旋角β

由??(8~20)初选螺旋角为??14 2. 齿面接触疲劳强度设计 （1）试选Kt 试选

Kt?1.6000

（2）区域系数ZH

由[1]图１０－３０可得ZH?2.43 （3）端面重合度εa

由[1]图１０－２查得εa3=0.78εa4=0.88；所以??(4)计算小齿轮传递的转矩TⅡ 由上可知TⅡ=2.04?10 Nmm (5)齿宽系数Фd

由[1]表１０－７选取齿宽系数(6)材料的弹性影响系数ZE

17

5??a3???4?0.78+0.88=1.66

?d?1

由[1]表１０－６可知ZE?189.8MPa(7) 齿轮接触疲劳强度极限?Hlim

1/2

?由[1]图１０－２１ｄ可知Hlim3?550MPa；?Hlim4?540MPa

（8）应力循环次数N 由[1]式１０－１３可得N3 ? 60n31jLh?60?144.61?1?(16?3?5)?2.08?108

N?108/3.0?7.08?1074?N3/i齿2?2.08

（9）接触疲劳强度寿命系数KHN

由[1]图１０－１９可得KHN3 = 0.97；KHN4 = 0.99 （10）计算接触疲劳强度许用应力[σH]

取失效概率为１％，安全系数为S=1，由[1]式１０－１２得 [σH]3= KHN3?Hlim3?550S? 0.971?533.5MPa； [σH]4=

KHN4?Hlim40.99?540S?1?534.6MPa

所以[σH]=

[?H]3?[?H]4533.5?534.62?2?534.05MPa

（11）试算小齿轮分度圆直径d3t

按[1]式（10－21）试算

dk3tT2?1ZHZE253t?212.43?189.8??ud??u([?)32?1.6?2.04?102H]?1?1.60?3.0?3.0?3(534.05)?73.25mm

（12）计算圆周速度v

v??d3tn23.14?73.25?144.6160?1000?60?1000?0.55m/s

（13）计算齿宽B

由b = φd3 =73.25取B3=80mm；B4=75mm （14）模数mnt 由mdcos?03tnt?z3?73.25?cos1425?2.84

h = 2.25mnt =2.25?2.84?6.39 b/h =7325/6.39=11.46

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?（15）计算纵向重合度?

0

εβ= 0.318φdz3tanβ?0.318?1?25?tan14?1.98 （16）计算载荷系数K

由[1]表10-2查得使用系数KA?1

根据v= 0.55m/s，７级精度，由[1]图１０－８查得动载荷系数

KV?1.1

由[1]表１０－４查得KHβ=1.12+0.18(1+0.6φd2) φd2+0.23×10-3b

?1.12?0.18(1?0.6?12)?12?0.23?10?3?73.25?1.42

由[1]图１０－１３查得KFβ=1.1 假定

KAFtd?100N/mm，由[1]表１０－３查得KH??KF??1.4 1故载荷系数K=KAKVKHαKHβ=1?1.1?1.4?1.42=2.19 （17）按实际的载荷系数校正分度圆直径d3 由[1]式１０－１０ａ可计算D3=d3t3K/K3t?73.25?2.19/1.6?81.33mm（18）计算模数

mn

md3cos?81.33?cos140n?z?325?3.16

3.按齿根弯曲强度设计 （1）计算载荷系数K

由K=KAKVKFαKFβ?1.0?1.1?1.4?1.35?2.079 （2）螺旋角影响系数

Y?

根据纵向重合度εβ=1.66 ，从[1]图１０－２８可得Y??0.88 （3）计算当量齿数ZV 由zzv?cos3?可计算

zz32574v3?cos3??cos3140?27.37zv4?z4cos3??cos3140?81.01；

（4）齿形系数YFa

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由[1]表１０－５得

YFa3?2.57?27.37?2728?2781.01?8090?80(2.55?2.57)?2.563

YFa4?2.22?(2.20?2.22)?2.218（5）应力校正系数YSa 由[1]表１０－５得

YSa3?1.60?YSa4?1.77?27.37?2728?2781.01?8090?80(1.61?1.60)?1.604

(1.78?1.77)?1.771（6）齿轮的弯曲疲劳强度极限?FE 由[1]图１０－２０ｃ可得

?FE3?400MPa；?FE4?350MPa

（7）弯曲疲劳强度寿命系数 由[1]图１０－１８可取

KFN3?0.88；

KFN4?0.92

（8）计算弯曲疲劳许用应力[σF]

取弯曲疲劳安全系数S＝1.3，由式１０－１２得

KFN3?FE3[σF]3=

SKFN4??0.88?4001?352

FE4[σF]4=

S?0.92?3501?322MPa

YFaYSa（9）计算大小齿轮的

YFa3YSa3[?F]3?2.563?1.604252[?F]并加以比较

YFa4YSa4[?F]4?2.218?1.771322?0.0122?0.0117 ；

结论：大齿轮的数值大 （10）齿根弯曲强度设计计算 由[1]式１０－１７可得

2KT2Y?cos??dZ3??22mn?3?YF?YS?[?F]?32?2.079?2.04?101?25?1.6625?30.88?cos14?0.0122?2.022

mn结论：对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算

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