北华大学机械工程学院宋东宪机设12-120121501000323课程设计
YFa2FSa22.15?1.8168??0.016107（5.16） [?F]2242.86所以 3m?1.3?49240?0.0161070.35??1?0.5?0.35??25?2.2?1222?0.013197 =1.42mm 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿面弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮的模数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，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲强度算得的模数1.42，并就近圆标为标准值m=2，按接触强度算得d1=90.5mm算出小齿轮齿数。z1?d1?45.25，取?1?46（5.17）mYSa1=1.605 YSa2=1.97 m=1.42 所以大齿轮齿数z2?2.2X46=101.2，取z2=102 4、计算几何寸 （1） d1=z1m?46?2=92mm （2） d2=z2m?102?2=204mm d（3） ?1?arccot1=24.325??24?19?30?? d2??46 1z2=102 d1=92mm d2=204mm ?1?24?19?30???2?65?40?30?? （4） ?2?90??1?65?40?30?? （5） R?d1?2?12?d12.22?1?109.65mm 2R=109.65mm B1=41mm B2=36mm （6） b?R?R=38.37圆整取B2=36mmB1=41mm (二）低速级圆柱齿轮传动的设计计算 1、选精度等级、材料及齿数 1）材料及热处理： 选择小齿轮材料为调质钢40Cr（调质），硬度为HB1?280HBS， 大齿轮材料为调质钢45钢（调质），硬度为HB2?240HBS，
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二者材料硬度差为40HBS； 2）精度等级选用7级精度（GB 10095—88）； 3）试选小齿轮齿数Z1＝22， 大齿轮齿数Z2＝Z1?i圆柱?22?4?88； 2、按齿面接触强度设计 由教材公式（10—9a）进行计算，即 KtTu?1?ZE?·?mm（5.18） d1t≥???φdu??σH??（1）确定公式内的各计算数值1）转矩T2=101880N·mm 32 2）试选载荷系数kt1=1.6 u=i圆柱?4 3）根据教材表（10-7）选取尺宽系数?d＝1。 4)由教材表（10-5）查得材料的弹性影响系数ZE＝189.8 kt1=1.6 ?Hlim1＝12Mpa 5)小齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim1＝650Mpa； 大齿轮的解除疲劳强度极限?Hlim2 =550Mpa； 650Mpa； ?Hlim2 =550Mpa 6) 根据教材式（10-13）计算应力循环次数： 436.36×1×（2×8×300×10）＝1.256?109N1＝60 n2jLh＝60×KHN1=0.90 NKHN2=0.95 N2=1i?1.256?109/4=0.314?109（5.19） 圆柱u?i圆柱?4 7) 由教材图10-23查得接触疲劳的寿命系数： KHN1=0.90 KHN2=0.95 8) 通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求，选取安全 系数SH=1.0，由公式（10-12）得： [σH]1=σHlim1 KHN1/SH=650×0.90/1.0Mpa=585Mpa [σH]2=σHlim2 KHN2/SH=550×0.95/1.0Mpa=553.75Mpa （5.20） N1?0.6912?109［?H］=[?H]2=553.75 MPa (2)设计计算 1）所以小齿轮分度圆直径： N2?0.1728?109
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d1t≥31.3?118022 4?1189.82?()=55.67mm 14517 v带?1.0053m/s2）算圆周速度???d1tn260?1000??1.27m/s v带??Dn360?10003.14?320?60??1.0048m/s60?10001.27-1.0?100%?0.48% 1.03）运输带速度允许误差为?5%，所以合理。（5.22） 齿宽b与齿高h之比 （5.21）d1tb=?d×d1t=55.67mm （5.23）模数；m ==2.455mm（5.24） z1齿高:h=2.25m=5.24mm （5.25） b4)所以=10.62（5.26） h5)计算载荷系数K 已知载荷较平稳，有轻微冲击，根据教材表（10-2）查取KA=1 6)根据v=0.92m/s，7级精度，由图10-8查得动载系数Kv=1.08；由表10-4查取KH?=1.420；由教材图10-13查得KF?=1.32；由教材表10-3查得KHa=KFa =1.4故载荷系数K= 1.08×1.1×1.420=2.147（5.27） KA?KV?KH??KH?=1×7)按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式（10-10a）得 d1?d1t3KKt3?55.67?2.147?61.4mm（5.28） 1.6 8）计算模数m d1?61.4/22=2.7, 取标准值m=3 m=z13、按齿根弯曲疲劳强度计算 1）根据教材P201式（10-5）得弯曲强度设计公式为：
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b=55.67mm m=2.455mm h=5.24mm K=2.147 北华大学机械工程学院宋东宪机设12-120121501000323课程设计
m?32KT2YFaYSa?dz12???F（5.29） d1?61.4mm 转矩：T2=101880N·mm 2）根据教材由图（10-24C）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限[?FE1]=520Mpa 大齿轮的弯曲疲劳强度极限:[?FE2]=400 Mpa 3）图（10-18）取弯曲疲劳寿命系数KFN1?0.86KFN2?0.90 T2 m=3 4）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： ?K0.86?490?315.71 Mpa ?F1= FE1FN1?S1.4=101880N·mm ?FE2KFN20.9?420（5.30）K=?F2???251.43Mpa S1.4 1.05×1.1×1.423=1.99（5.31） KA?KV?KH??KF?=1× 5）根据教材P200由表（10-5）查得：YFa1?2.65YFa2?2.198 查取应力校正系数 由表（10-5）查得：YSa2?1.58YSa2?1.786 YSaYFa6）计算大小齿轮的，并加以比较 [?F] YFa1YSa12.65?1.58??0.01326 301?F1K=1.99 ??????YFa2YSa2????F22.198?1.786?0.01554 270YFa1?2.65 YFa2?2.198 YSa2?1.58 大齿轮的数值大。 7）设计计算 m?32?1.644?1180220.01454=1.87mm 21?24YSa2?1.786 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿面弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮的模数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
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