【正文】 （一）高速級直齒圓柱齒輪設(shè)計計算表 項 目 計算（或選擇）依據(jù) 計算過程 單位 計算（或確定）結(jié)果 1．選齒輪精度等級 查 《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》 表 17 傳輸機為一般工作機速度不高 級 7 2．材料選擇 查 《機械設(shè)計》P132 表 小齒輪 40Cr(調(diào)質(zhì) ) 大齒輪 45 鋼 (調(diào)質(zhì) ) 小齒輪 280HBS,大齒輪 240HBS 3．選擇齒數(shù) Z )40~20(1 ?z 12 izz ? 241?z Z2= = 個 1z ＝ 24 2Z ＝ 143 5．按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 （ 1）試選 K 試選 K= (2)計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1 1161 nPT ??? T=9550x4740/1440=31400 Nmm T=31400 (3)齒寬系數(shù) Ф d 由 《機械設(shè)計》表 ~ Ф d=1 (4)材料系數(shù) ZE 由 《機械設(shè)計》 鍛鋼 ZE= 8 表 (5) 齒輪接觸疲勞強度極限 limH? 由 《機械設(shè)計》圖 ?1limH? 600 ?2limH? 550 MPa ?1limH? 600 ?2limH? 550 （ 6）應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 由 [1]式１０－１３ 8129112 5 08811 4 4 06060????????????uNNjLnN h 91 ??N 82 ??N （ 7）接觸疲勞強度壽命系數(shù) NZ 由 《機機械設(shè)計》 圖 121 ?? NN ZZ 121 ?? NN ZZ （ 8）計算接觸疲勞強度許用應(yīng)力[σ H] 查《機械設(shè)計》表 為 ?HS [σ H]1= min1limHHNSZ ? = [σ H]2= min2lim2HHHNSZ ? = 500 MPa [σ H]1= [σ H]2= 500 （ 9）試算小齒輪分度圓直徑 td1 按 《機械設(shè)計》式（ ）試算 mmuuKTZZZddHPEH)1(2)(3 121?????? ? mm （ 10）計算圓周速度 v 100060 11?? ndv t? v= m/s V= （ 11）計算齒寬 B b = φ dd1t B1=1 mm B1= 9 （ 12）模數(shù) ntm 11zdm tnt ? ntm ＝ ＝ h = = b/h =mm ntm = h = b/h= （ 13）計算載荷系數(shù) K 由 [1]表 102 查得使用系數(shù) 1?AK 查得動載荷系數(shù) ?VK ??K , ??K K= （ 14） 按實際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑 由 [1]式 1010ａ d1=d1t 3 / tKK = mm d1= （ 15）計算模數(shù)nm 11zdmn ? = mm mn= 6．按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計 （ 1）計算載荷系數(shù) K ?? KKKKK VA? 45 *** ??? ?? KKKKK VA K＝ (2)齒形系數(shù) FaY 由 《機械設(shè)計》 表 1FaY = 2FaY =+(8)(142100)/(150100)= 1FaY = 2FaY = （ 3）應(yīng)力校正系數(shù) SaY 由《機械設(shè)計》表 1SaY = 2SaY =+()(142100)/(150100)= 1SaY = 2SaY = （ 4）齒輪的彎曲 由 《機械設(shè)計》 ?1FP? 500 MPa ?1FP? 500 10 疲勞強度極限FP? 圖 ?2FP? 380 ?2FP? 380 （ 5）彎曲疲勞強度壽命系數(shù) NY 由 《機械設(shè)計》 圖 121 ?? NN YY 121 ?? NN YY （ 6）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 ? ?F? 取彎曲疲勞安全系數(shù) S＝ ， ? ?1F? = SY FPN 11? ＝， ? ?2F? = SY FPN 22?＝ MPa ? ?1F? = ? ?2F? = （ 7）計算大小齒輪的][ FSaFaYY?并加以比較 111 ][FSaFaYY? ＝ 222 ][FSaFaYY? ＝ 結(jié)論：取 111 ][FSaFaYY? ＝ 222 ][FSaFaYY? =大齒輪值大 （ 8）齒根彎曲強度設(shè)計計算 由 《機械設(shè)計》式 （ ）3 211 ][2FSFdnYYZKTm ? ????? 3 211 ][2FSFdnYYZKTm ? ????? =87 mm 結(jié)論：對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù) nm 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，取 nm ＝ ，已可滿足彎曲強度。于是由nmdz 11? =， 取 Z1=24,Z2=143 11 3．幾何尺寸計算 （ 1）計算中心距a 2 )( 21 nmzza ?? A=(24+143)= mm a= （ 2）計算齒輪的分度圓直徑 d d=zmn d1==42 d2== mm d1=42 d2= 3）計算齒輪的齒根圓直徑 df nf mdd ?? nf mdd ?? =422.5*= nf mdd ?? =*= mm df1= df2= （ 4）計算齒輪寬度 B b = φ dd1 圓整后?。? B1 = 50 B2 = 45 mm B1 = 50 B2 = 45 （ 5）驗算 112dTFt ? =2x31500/42N =1500N bFK tA =1x1500/45N/mm = ＜ 100N/mm 合適 12 （二）低速級直齒圓柱齒輪設(shè)計計算表 項目 計算（或選擇）依據(jù) 計算過程 單位 計算（或確定）結(jié)果 1．選齒輪精度等級 查 《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》 表 17 傳輸機為一般工作機速度不高 級 7 2．材料選擇 查 《機械設(shè)計》P132 表 小齒輪 40Cr(調(diào)質(zhì) ) 大齒輪 45 鋼 (調(diào)質(zhì) ) 小齒輪280HBS,大齒輪 240HBS） 3．選擇齒數(shù)Z )40~20(3 ?Z 34 iZZ ? 3Z=23 4Z==2 個 3Z =23 4Z=98 5．按齒面接觸強度設(shè)計 （ 1 ） 試選Kt Kt= (2) 計算小齒輪 傳遞的轉(zhuǎn)矩 TⅡ 2262 nPT ??? 2262 nPT ??? =181000 Nmm 181000 (3)齒寬系數(shù)Ф d 由 《機械設(shè)計》表 d=~ Ф d=1 (4) 材料系 由 《機械設(shè)計》 鍛鋼 MPa1/2 ZE= 13 數(shù) ZE 表 (5) 齒輪接觸疲勞強度極限 limH? 由 《機械設(shè)計》圖 ?3limH? 600 ?4limH? 550 MPa ?3limH? 600 ?4limH? 550 （ 6）應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 由 《機械設(shè)計》式 （ N3=60n3jLh=60x25= N4 = N3/ i 齒 2 == N3= N4= （ 7）接觸疲勞強度壽命系數(shù) KHN 由 [1]P203 圖1019 KHN3 = KHN4 = KHN3 = KHN4 = （ 8）計算接觸疲勞強度許用應(yīng)力[σ H] 取失效概率為１％，安全系數(shù)為 S=1，由 [1]式１０－１２得 [ σ H]3= SK HHN 3lim3? =＝ 540 [ σ H]4= SK HHN 4lim4?