【正文】 t11 ?? ?? [ πβεβ tanzΦ 1d? （齒寬系數(shù) 1Φd ? ） αββαεεεεε????)(134Z ?? 56220t .α ?? ?? 6411.?αε 8251.?βε 4630Z .?ε g) 螺旋角系數(shù) ββ cosZ ? 9850Z .?β h) 接觸疲勞許用應(yīng)力 根據(jù)齒輪的材料及硬度， 查《機(jī)械設(shè)計》 P211 圖 1025(d)，得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為M Pa600H lim 1 ?σ ， M Pa550H lim 2 ?σ ； 根據(jù)三班制， 每年以 240 工作日計 算 ，工作年限 5 年，得9h11 101 . 2 6 2jLn60N ??? （小齒輪轉(zhuǎn)速r/min22730n 1 .? ） 812 103 . 3 7 5uNN ??? （傳動比 2386zzu 12 ?? ）； 查《機(jī)械設(shè)計》 P208 圖 1023，得接觸疲勞壽命系數(shù) 950K900K HN2HN1 .,. ?? ； 取失效概率為 1%，安全系數(shù) 1S? ，得M P a5 4 0SK H l i m 1H N 11H ?? σσ ][ M P a55 2 2SK H l i m 2H N 22H .][ ?? σσ 取 1H][σ 和 2H][σ 中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即 M P a55 2 22HH .][][ ?? σσ 2) 試算小齒輪分度圓直徑 mm1 2 327ZZZZu 1uΦ TK2d 3 2HEHd 1Ht1t .)][( ??? σ βε (2) 調(diào)整小齒輪分度圓直徑 1) 計算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 a) 圓周速度 100060ndv 11t?? π （小齒輪轉(zhuǎn)速 r/min22730n 1 .? ） m/s0371v .? b) 齒寬 1tddΦb ? （齒寬系數(shù)1Φd ? ） mm12327b .? 2) 計算實(shí)際載荷系數(shù) a) 使用系數(shù) 根據(jù)沖擊大，原動機(jī)為電動機(jī)， 查《機(jī)械設(shè)計》 P192表 102 751KA .? b) 動載 系數(shù) 根據(jù)速度 m/s0371v .? ，精度等級為 IT7， 查《機(jī)械設(shè)計》 P194 圖 108 041Kv .? c) 齒間載荷分配系數(shù) 齒輪的圓周力N107482 dT2F 31t1t1 ?? ?. （小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩mmN107 2 73T 41 ??? .，小齒輪分度圓直徑mm12327d 1t .? ） 21KH .?α N /m m30177bFK t1A .? （使用系數(shù) 751KA .? ，齒寬 mm12327b .? ）， 查《機(jī)械設(shè)計》 P195 表 103 d) 實(shí)際載荷系數(shù) 根據(jù)兩支承相對于齒輪作不對稱布置，齒輪精度等級為 IT7， 查《機(jī)械設(shè)計》P196 表 104，得 齒向載荷分布系數(shù) 4141KH .?β ； 實(shí)際載荷系數(shù)βα HHvAH KKKKK ? 0883KH .? 3) 分度圓直徑及相應(yīng)的模數(shù) 3HtH1t1 KKdd ? （小齒輪分度圓直徑mm12327d 1t .? ，載荷系數(shù) 31KHt .? ） 11n zcosdm β? （螺旋角??14β ，小齒輪齒數(shù)23z1 ? ） 1 ? mm5271m n .? 3. 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計 (1) 試算齒輪模數(shù) 3FsaFa21d21Ftnt )][YY(zΦc o sYYT2Kmσββε? 1) 確定公式中的各參數(shù)值 a) 試選載荷系數(shù) 31KFt .? b) 彎曲疲勞強(qiáng)度的重合度系數(shù) )c o sa r c ta n ( ta n tb αββ ? （ 螺旋角 ??14β ，端面壓力角 ?? 56220t .α ） b2v cos βεε αα ? （直齒圓?? 14013b .β 7301v .?αε 6840Y .?ε 柱齒輪的重合度6411.?αε ） vαε ε750250Y .. ?? c) 彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角系數(shù) ??? 1201Y βε ββ （ 斜齒輪的軸面重合度8251.?βε ， 螺旋角??14β ） 7870Y .?β d) 計算][ YYFsaFaσ 由當(dāng)量齒數(shù) 182514c o s23c o szz 331v1 .???? β，149414c o s86c o szz 332v2 .???? β， 查《機(jī)械設(shè)計》P200 圖 1017，得齒形系數(shù) 652YFa1 .? ， 202YFa2 .? ； 查《機(jī)械設(shè)計》 P201 圖 1018，得應(yīng)力修正系數(shù) 591Ysa1 .? ，801Ysa2 .? ； 根據(jù)齒輪的材料及硬度， 查《 機(jī)械設(shè)計》 P209 圖 1024(c)，得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為MP a500Flim 1 ?σ ， M Pa380Flim 2 ?σ ； 根據(jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)， 查《機(jī)械設(shè)計》 P208 圖 1022，得彎曲疲勞壽命系數(shù) 850KFN1 .? ， 880KFN2 .? ； 取彎曲疲勞安全系數(shù) ? ，得M P a573 0 3SK][ F l i m 1F N 11F .?? σσ M P a86238SK][ F l i m 2F N 22F .?? σσ 0 1 390][ YY 1F sa 1Fa 1 .?σ ， 01660][ YY 2F sa 2Fa 2 .?σ 因?yàn)榇簖X輪的][ YYFsaFaσ大于小齒輪，所以取 01660][ YY][ YY 2F s a 2F a 2F saFa .?? σσ 2) 試算齒輪模數(shù) mm1551)][YY(zΦc o sYYT2Km 3FsaFa21d21Ftnt .?? σββε (2) 調(diào)整齒輪模數(shù) 1) 計算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 a) 圓周速度 βcoszmd 1nt1 ? 100060 ndv 11?? π （小齒輪轉(zhuǎn)速 r/min22730n 1 .? ） mm37827d 1 .? m/s0471v .? b) 齒寬 1ddΦb ? （齒寬系數(shù)1Φd ? ） mm37827b .? c) 齒高及寬高比 nt*n*an )mc(2 hh ??（ 1h*an? ， 250c*n .? ，齒輪模數(shù) m1551mnt .? ） mm5992h .? 5310hb .? 2) 實(shí)際載荷系數(shù) a) 動載系數(shù) 根據(jù)速度 m/s0471v .? ，精度等級為 IT7， 查《機(jī)械設(shè)計》P194 圖 108 041Kv .? b) 齒間載荷分配系數(shù) 齒輪的圓周力N107232 dT2F 311t1 ?? ?. （小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩mmN107 2 73T 41 ??? .，小齒輪分度圓直徑mm37827d 1 .? ） N /m m05174bFK t1A .? （使 用系數(shù) 751KA .? ，21KF .?α 齒寬 mm37827b .? ）， 查《機(jī)械設(shè)計》 P195 表 103 c) 載荷系數(shù) 根據(jù)兩支承相對于齒輪作不對稱布置，齒輪精度等級為 IT7，齒面為軟齒面，查《機(jī)械設(shè)計》 P196 表104，得 4141KH .?β ，結(jié)合 5310hb .? 查《機(jī)械設(shè)計》 P197 圖 1013，得331KF .?β 載荷系數(shù)βα FFvAF KKKKK ? ( 751KA .? ) ? 3) 按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù) mm5101KKmm 3FtFntn .??（ 齒輪模數(shù) m1551mnt .? ，載荷系數(shù) 31KHt .? ） 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù) nm 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)。從滿足彎曲疲勞強(qiáng)度出發(fā)，從標(biāo)準(zhǔn)中就近取 mm51m n .? ；為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 1 ? 來計算小齒輪的模數(shù)，即4123mc o sdz n11 .?? β 取 23z1 ? ，則 0586uzz 12 .?? ，取 86z2 ? ， 1z 與 2z 互為質(zhì)數(shù)。 4. 幾何尺寸計算 (1) 中心距 β2c os )mz(za n21 ?? mm2584a .? 圓整中心距為 85mm (2) 修正螺旋角 2a )mz(zar cc o s n21 ??β ?? (3) 小、大齒輪的分度圓直徑 βcosmzd n11 ? βcosmzd n22 ? mm8735d 1 .? mm13134d 2 .? (4) 齒輪寬度 1ddΦb ? （齒寬系數(shù)1Φd ? ） mm8735b .? 取 mm40b2 ? ， mm45b1 ? 5. 圓整中心距后的強(qiáng)度校核 齒輪副的中心距在圓整后， HK 、 εZ 和 FK 、 εY 、 βY 等均產(chǎn)生變化，應(yīng)重新校核齒輪強(qiáng)度 ，以明確齒輪的工作能力。 (1) 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 按前述類似做法，先計算 βεσ ZZZZu1udΦTK2 EH31d 1HH??中的各參數(shù)。計算結(jié)果如下：6803417141061751KKKKK HHvAH ..... ?????? βαmmN107 2 73T 41 ??? . 1Φd ? mm8735d 1 .? 2386zzu 12 ?? 422ZH .? 21E M P a8189Z .? 65301 . 6 2 02 . 0 8 5)0852(13 62020)(134Z... ?????????αββαε εεεε 9 8 10c o sZ .?? ββ 將它們代入式中，得到][M P a5780 7ZZZZu 1udΦ TK2 HEH31d1HH σσ βε ???? . 不滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件。 修改小齒輪齒數(shù) 31z1 ? ，則 98115ziz 1122 .?? 取 116z2 ? 1176。 計算中心距 mm6311 32c os )mz(za n21 .??? β ，取 mm115a ? 2176。 修正螺旋角 ???? 53162a )mz(zar cc o s n21 .β 3176。 計算小齒輪分度圓直 徑 mm5048c osmzd n11 .?? β 4176。 代入式中，得][M P a6513ZZZZu 1udΦ TK2 HEH31d1HH σσ βε ???? . 滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件 (2) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 按前述類似做法，先計算 213nd2saFa1FF zmΦco sYYYYTK2 βσ βε?中的各參數(shù)，計算結(jié)果如下： 6803417141061751KKKKK FFvAF ..... ?????? βαmmN107 2 73T 41 ??? . 462YFa1 .? 651Ysa1 .? 182YFa2 .? 821Ysa2 .? 6450Y .?ε 5970Y .?β ?? 1Φd ? mm51m n .? 31z1 ? 將它們代入式中，得到1F213nd2saFa1FF1 ][M P a51 2 1zmΦc o sYYYYTK2 σβσ βε ??? . 2F213nd2saFa1FF2 ][M P a119zmΦco sYYYYTK2 σβσ βε ??? 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求，并且小齒輪抵抗彎曲疲勞破壞的能力大于大齒輪。 6. 受力分析 1537NN5048 1072732dT2F 41 1t1 ????? .. N114N50181 1072732d T2F 42 1t2 ????? .. 5 8 4 NNc o s 1 6 . 5 3t a n 2 01 5 3 7c o st a nFF nt1r1 ?????? βα 156NNc o s 1 6 . 5 3t a n 2 0411c o st a nFF nt2r2 ?????? βα N456Nt a n 1 6 . 5 31537t a nFF t1a1 ????? β N122Nt a n 1 6 . 5 3411t a nFF t2a2 ????? β 7. 設(shè)計結(jié)論 齒數(shù) 31z1 ? 、 116z2 ? ，模數(shù) mm51m n .? ，壓力角??20α ，螺旋角 ?????? 4831165316 .β ，變位系數(shù)0xx 21 ?? ，中心距 mm115a ? ，齒寬 mm45b1 ? ，mm40b2 ? 。小齒輪選用 40Cr（調(diào)質(zhì)），大齒輪選用 45 鋼（調(diào)質(zhì)）。齒輪按精度 IT7 設(shè)計。