机械设计课程设计精简说明书模板(2)

取弯曲疲劳安全系数 S=1.4，应力修正系数

YST 2.0KFN1 0.88

，

KFN2 0.92

,得

KFN1YST FE1

[ F]1 500 0.88/1.4 314.29MPa

S [ F]2

KFN2YST FE2

380 0.92/1.4 247.71MPa

S

4.计算载荷系数K

K KAKVKF KF 1 1.10 1 1.34 1.474

；

5.查取齿形系数

YFa1

、

YFa2

和应力修正系数

；

YSa1

、

YSa2

由《机械设计》表查得

YFa1 2.76YFa2 2.18

；

YSa1 1.56YSa2 1.79

YFaYSa

[ F]并加以比较；

6.计算大、小齿轮的

YFa1YSa1

0.013699[ F]1

YFa2YSa2

0.015753

[ F]2

大齿轮大 7.

设计计算

m1 1.358mm

对比计算结果，由齿轮面接触疲劳强度计算的模数

m1

大于由齿根弯曲疲劳

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，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数1.358并就进圆整为标准值强度算得的分度圆直径d1=43.668mm，算出小齿轮齿数

m1

=2mm 接触

z1

1

m1

43.325

222

大齿轮z2 i z1 22 4.67 102.74 取z2 103

这样设计出的齿轮传动，即满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。

2>.集合尺寸设计 1.计算分圆周直径d1、d2

d1 z1m1 22 2 44mm d2 z2m1 103 2 206mm

2.计算中心距

d1 d2a (44 206)/2 125mm

2

3.计算齿轮宽度

取

b dd1 1 44 44mm

B2 45mm，B1 50mm。

3>.轮的结构设计

小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用实心打孔式结构 大齿轮的有关尺寸计算如下：

轴孔直径d 43mm 轮毂长度 l与齿宽相等

l 45(mm) 轮毂直径D1 178(mm)

轮缘厚度

0 10(mm) 板厚度 c 14(mm)

腹板中心孔直径

D0 130(mm)

腹板孔直径

d0 20(mm)

齿轮倒角 取n 2(mm) 齿轮工作图如下图所示

六. 低速级齿轮的设计

选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数

1.按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，软齿轮面闭式传动。 2.运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)。 3.材料选择。由《机械设计》，选择小齿轮材料为40Gr（调质），硬度为280HBS，

大齿轮为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。 4.选小齿轮齿数取z4 75

2). 按齿轮面接触强度设计

1. 设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。 2. 按齿面接触疲劳强度设计，即

z3 21

，则大齿轮齿数

z4 i z3 21 3.59 75.39

d3t 2.32

1>.确定公式内的各计算数值 1.试选载荷系数

KT3u 1ZE2

() du[ H]

Kt 1.3

。

2.计算小齿轮传递的转矩

9.55 106P

T3 10.36 104N mm

n

3.按软齿面齿轮非对称安装，由《机械设计》选取齿宽系数

d 1

。

4.由《机械设计》表10-6查得材料的弹性影响系数ZE 189.8MPa。 5.由《机械设计》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.计算应力循环次数

N3 60n jLh 60 205.57 1 365 2 8 10 0.720 109

N4

N3

0.2001 108i

KHN3 0.96

；

7.由《机械设计》图6.6取接触疲劳寿命系数8.计算接触疲劳许用应力

取安全系数S=1

[ H]3

KHN3 Hlim3

S

KHN4 0.98

。

0.96 600MPa 576MPa

[ H]4

KHN4 Hlim4

0.98 550MPa 539MPaS

2>.设计计算

1. 试算小齿轮分度圆直径

d3t

，代入[ H]中较小的值。

KT3u 1ZE2

d3t 2.32 () 64.363mm

du[ H]

2.计算圆周速度v。

v/

d3tn

60 1000

64.363 205.57

60 1000

0.692s

计算齿宽b b d d3t

1 64.363mm 64.363mm

计算齿宽与齿高之比b/h

mt

64.363mm 3.065mm21z

h 2.25m 2.25 3.065mm 6.896mm

1t1

t

b64.363 9.33h6.896

3.计算载荷系数K

查表10-2得使用系数KA=1.0;根据v 0.692ms、由图10-8 得动载系数

/

KV 1.10

直齿轮K

KF 1

；由表10-2查的使用系数KA

1

查表10-4用插值法得7级精度查《机械设计》，小齿轮相对支承非对称布臵

K

由

1.423

b/h=9.33

K

1.423

由图10-13得

K

F

1.35

故载荷系数

K KAKVK K 1 1.10 1 1.423 1.565

4.校正分度圆直径d1 由《机械设计》，

d3 d3tk/Kt 64.363 .565/1.3mm 70.626mm

5.计算齿轮传动的几何尺寸 1.计算模数m

m2 d3/z3 70.626/21 3.36mm

m2

2.按齿根弯曲强度设计，公式为

1>.确定公式内的各参数值

1.由《机械设计》图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲强度极限 Flim4 380MPa； 2.由《机械设计》图10-18取弯曲疲劳寿命系数3.计算弯曲疲劳许用应力；

取弯曲疲劳安全系数 S=1.4，应力修正系数

YST 2.0KFN3 0.92

Flim3 580MPa；

，

KFN4 0.94

,得

[ F]3

KFN3YST FE3

500 0.92/1.4 328.57MPa

S KFN4YST FE4

380 0.94/1.4 255.14MPa

S

[ F]4

4.计算载荷系数K

K KAKVKF KF 1 1.10 1 1.35 1.485

5.查取齿形系数

YFa3

、

YFa4

和应力修正系数

；

YSa3

、

YSa4

；

由《机械设计》表查得

YFa3 2.76YFa4 2.26YSa3 1.56

；

YSa4 1.764

YFaYSa

[ F]并加以比较；

6.计算大、小齿轮的

YFa3YSa3

0.013104

[ ]F3 YFa4YSa4

0.015625

[ F]4

大齿轮大

7.设计计算

m2 2.22mm

对比计算结果，由齿轮面接触疲劳强度计算的魔术

m2

大于由齿根弯曲疲

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，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数2.22并就进圆整为标准值触强度算得的分度圆直径

d3

m2

=2.5mm 接

=70.626mm，算出小齿轮齿数

z3

d370.623

28m22.5

大齿轮