【正文】 計算項目 計算說明及過程 計算結果 小齒輪當量齒數1VZ 111 2 1 .6 5co sVZZ ??? 1VZ ? 太原理工大學陽泉學院 畢業(yè)設計說明書 27 大齒輪當量齒數2VZ 222 3 4 6 .3 9c o sVZZ ??? 2VZ ? 小齒輪齒形系數1FY 根據當量齒數 VZ 查新版《機械設計 手冊》第三卷圖 FsY =，再乘修正系數 ； 1 1 .1 5 4 .7 2 5 .4 2 8FY ? ? ? 1FY ? 大齒輪齒形系數2FY 根據當量齒數 VZ 查新版《機械設計 手冊》第三卷圖 FsY =，再乘修正系數 ； 2 5 8 92FY ? ? ? 2FY ? 相對應力集中系數 1srY 查《實用機械設計手冊》第二版 圖 得 ?srY ?srY 相對應力集中系數 2srY 查《實用機械設計手冊》第二版 圖 得 ?srY ?srY 彎曲疲勞壽命系數 NTY 按無限壽命設計，查《實用機械設計 手冊》第二版圖 1?NTY 1?NTY 彎曲疲勞尺寸系數 xY 查《實用機械設計手冊》第二版 圖 得 1?xY 1?xY 齒向載荷分布系數 HK? 、 FK? 對于經過齒向修正的齒輪 HK? =～ 查《機械零件設計手冊》圖 158 FK? = HK? =～ FK? = 太原理工大學陽泉學院 畢業(yè)設計說明書 28 齒間載荷分配系數 K?? 、 FK? 對于修正齒輪 K?? = FK? =1 K?? = FK? =1 抗彎強度計算的重合度系數 Y? nY? ???? 當量齒輪端面重合度 2 b?? ?? ? ?? Y? = Y? = 抗彎強度計算的螺旋角系數 Y? 查《機械零件設計手冊》圖 1514 Y? = Y? = 彎曲應力 Fst? m a xtF st V F F F snFK K K Y Y Ybm? ? ? ?? ? ? 1 9Fst MPa?? 2 2Fst MPa?? 1 9Fst MPa?? 2 2Fst MPa?? 齒輪的彎曲疲勞極限應力 39。 limF? 39。 limlim F NT XFsrYYY??? 39。 lim 1 M Pa?? 39。 lim 2 680F MPa?? 39。 lim 1 M Pa?? 39。 lim 2 680F MPa?? 齒輪的彎曲疲勞安全系數 FS 39。 limFF FS ?? ? 1 min23FFSS?? 2 m ?? 安全 二 、 斜齒圓柱齒輪設計計算 ㈠ 、選擇材料，確定齒輪的疲勞極限應力 參考 《新版機械設計手冊》第三卷 表 ，選擇齒輪的材料為 太原理工大學陽泉學院 畢業(yè)設計說明書 29 小齒輪： 38SiMnMo，調質，硬度 320340HBS 大齒輪： 35SiMn，調質，硬度 280300HBS 由 《新版機械設計手冊》第三卷 圖 ，及 《新版機械設計手冊》第三卷 圖 2lim 1 790 /H N mm? ? 2lim 2 760 /H N mm? ? 21 640FE mm? ? 22 600FE mm? ? ㈡ 、按齒面接觸疲勞強度設計 ； 計算項目 計算說明及過程 計算結果 初步確定中心距 a 3 124 7 6 ( 1) a H PKTau u??? ? 小齒輪傳遞的轉矩 T 111pT = 9550 n Nm? T = m? 載荷系數 K 考慮齒輪對稱軸承布置，沖擊負荷 較大，故取 K= K= 齒寬系數 a? 由吳宗澤主編《機械設計》表 6— 10查 取得 ?? ?? 齒數比 u 2112 4 .9 2Znu Zn? ? ? u= 許用接觸應力HP? 按《新版機械設計手冊》第三卷 表 limlimHHP HS?? ? 取最小安全系數 lim 1HS ? ，按大齒輪 計算 222 760 / 6 9 1 /1 .1HP N m m N m m? ?? 269 1 /HP N mm? ? 太原理工大學陽泉學院 畢業(yè)設計說明書 30 確定中心距 a 3 ( 1 ) 691 a m mmm?????? 圓整為標準中心距 a =600mm a=600mm 模數 nm 按經驗公式 ( 7 )nma? ～ =～ 8 取標準模數 8nm? 8nm? 初取螺旋角 ? 初取 9?? c os c os 9 7? ?? ? 09? 小齒輪齒數 1z 1 2 c o s 2 4 .7 5 5( 1)naz mu ???? 取 1 25z? 1 25z? 大齒輪齒數 2z 21123z uz?? 2z? 123 精求螺旋角 ? 12()c o s 0 .9 8 72nm z za? ??? 所以 ?? ? =176。 斷面模數 tm 05cosnt mm ??? tm = 小齒輪分度圓直徑 1d m z?? mm 1d = 太原理工大學陽泉學院 畢業(yè)設計說明書 31 大齒輪分度圓直徑 2d 22 m z?? mm 2d = 齒寬 b 240aba???mm b=240mm ㈢ 、校核計算 ⑴ 、校核齒面接觸疲勞強度 計算項目 計算說明及過程 計算結果 接觸應力 H? 11tH H E A V H HF uZ Z Z K K K Kb d u?? ? ?? ?? 圓周力 tF 4112 5 .8 1 0t TFNd? ? ? tF 10 N?? 使用系數 AK 由《新版機械設計手冊》第三卷 查表 得， AK = AK = 動載系數 VK 由《新版機械設計手冊》第三卷見 式 － 12求得 VK = VK = 齒向載荷分布系數 HK? 由《新版機械設計手冊》第三卷 按表 31 ( ) 10HbKbd? ?? ? ? ?? HK? = 齒向載荷分配系數： HK? 按 / 241 .66 7 /AtK F b N m m? ， 由《新版 機械設計手冊》第三卷 查表 ，HK? = HK? = 太原理工大學陽泉學院 畢業(yè)設計說明書 32 節(jié) 點 區(qū) 域 系 數HZ 按 ?? ， x=0， 由《新版機械設計手冊》第三卷 查圖 ， HZ = HZ = 材料彈性系數 EZ 由《新版機械設計手冊》第三卷查表 218 /EZ N m m? 218 /EZ N mm? 當量齒數 1vz 11 3 26cosv zz ??? 1vz =26 當量齒數 2vz 22 3 1 2 7 .9 2 5c o sv zz ??? 2vz = 齒輪端面重合度1a? 按 ? =176。 1vz = 從《新版 械設計手冊》第三卷圖 查得 1 ? ? 1 ? ? 當量齒輪端面重合度 va? 12 a a? ? ?? ? ? v?? ? 齒輪端面重合度?? 按 / 30m bm? ?? ?? 查《新版機械設計手冊》第三卷圖 得 ?? ? ?? ? 重合度與螺旋角系數 ??? 按 v?? ? ， ?? ? ， ? ? ，查圖 得 ??? ? ??? ? 齒 面 接 觸 應 力H? 11tH H E A V H HF uZ Z Z K K K Kb d u?? ? ?? ?? /N mm? H? /N mm? 太原理工大學陽泉學院 畢業(yè)設計說明書 33 接觸疲勞壽命系數 HTZ 按無限壽命設計查《實用機械設計 手冊》第二版圖 1HTZ ? 1HTZ ? 工 作 硬 化 系 數WZ 因大小齒面都是軟齒面所以 查《實用機械設計 手冊》第二版圖 得 1WZ ? 1WZ ? 齒輪的接觸疲勞極限應力 39。 limH? 39。 limm in 760H N WHaHZZ MPS?? ?? 39。 limH? 760 aMP? 齒輪的接觸疲勞安全系數 HS 39。 limm in1 .3 3 1HHHHSS??? ? ? ? 安全 ⑵ 、按齒根彎曲疲勞強度校核 計算項目 計算說明及過程 計算結果 彎曲應力 F? tF A V F F a F SnF K K K K Y Ybm ? ??? ? 載荷分布系數FK? FK? = HK? ? FK? ? 載荷分配系數FaK FaK = HK? = FK? = 太原理工大學陽泉學院 畢業(yè)設計說明書 34 復合齒形系數1FSY 按 1vz 26? 查《新版機械設計手冊》第三卷圖 得 1 ? 1 ? 復合齒形系數2FSY 按 2vz ? 查《新版機械設計手冊》第三卷圖 得 2 ? 2 ? 重合度與螺旋角系數 Y?? 按 v?? ? ， ?? 查《新版機械設計手冊》第三卷圖 ??? ??? 彎曲應力 1F? 1 tF A V F F a F SnF K K K K Y Ybm ? ??? ?? /N mm? 21 /F N mm? ? 彎曲應力 2F? 21212 1 7 6 . 7 9 8 /FSFFFSY N m mY???? 2F? /N mm? 壽命系數 NTY 按無限壽命設計，查《實用機械設計 手冊》第二版圖 得 1?NTY 1?NTY 相對齒根圓角敏感系數 relTY? 由《新版機械設計手冊》第三卷圖 知 1 ? ， 2 ? 查 表 ，得 121relT relTYY???? 121relT relTYY???? 太原理工大學陽泉學院 畢業(yè)設計說明書 35 相對齒根表面狀況系數 RrelTY 查《新版機械設計手冊》第三卷表 ，齒面粗糙度 R m??? 按式 得 1RrelTY ? 1relTY? ? 尺寸系數 xY 查《新版機械設計手冊》第三卷圖 得 xY1? xY1? 彎曲強度最小安全系數 minFS 查《新版機械設計手冊》第三卷 表 取 minFS = minFS = 安全系數 1FS 1 m i n= 3 . 8 5 8 F E N T r e lT R r e lT XFFFY Y Y YSS?? ?? 安全 安全系數 2FS 2 m i n3 . 5 0 7 F E N T r e lT R r e lT XFFFY Y Y YSS?? ??? 安全 三 、 軸的設計計算 ㈠ 、選擇材料 由于用于傳遞的載荷較大，耐磨，要求強度級韌性均較高所以選 40CrNi 鋼，熱處理，調質， 硬度： 241HBS～ 270HBS , 抗拉強度： 785B MPa? ? 屈服強度： 570S MPa? ? 彎曲疲勞極限： 1 370MPa? ? ? ㈡ 、 估算軸最小直徑 由新版《機械 設計手冊》 第三卷 式有： 3 nPdA?