机械课程设计圆柱齿轮设计传动零件的设计计算.docx

五、传动零件的设计计算 设计高速级齿轮 选精度等级、材料及齿数 确定齿轮类型：选用标准直齿锥齿轮齿轮传动，压力角取 20°。 材料选择：由表 10-1，选择小齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为 240HBS，大齿轮材料为 45 钢（正火），硬度为 200HBS，二者材料硬度差为 40HBS。 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度。 选小齿轮齿数（一般初选20-25）Z ＝24，大齿轮齿数Z ＝i ×Z ＝4.816 1 2 高 1 ×24=115.584，圆整取 Z =115。 2 按齿面接触疲劳强度设计 由设计计算公式 10－29 进行试算，即 3k T? (1 3 k T ? (1 ? 0.5? R Z t 1 )2 u ( )2 R [? ] H E 1t 确定公式各计算数值(公式中 u= i ) 高 试选载荷系数 Kt ? 1.3 1小齿轮传递的转矩 T 1 T =T =2.679×104 (N·mm) （注：见“四、传动装置的运动和动力参数 1 Ⅰ出 的计算”） 选取齿宽系数? ? 0.3 R 由表 10—5 查得材料的弹性影响系数：ZE=189.8 MPa 1/2 由图 10-20 查的区域载荷系数标准直齿圆锥齿轮传动 ZH=2.5 由图 10—25d 查得 小齿轮的接触疲劳强度极限 由图 10—25c 查得 ? Hlim1 ? 550MPa 大齿轮的接触疲劳强度极 ? Hlim2 由式 10-15 计算应力循环次数  ? 450MPa N ? 60n jL 1 1 h ? 60 ? 1440 ? 1 ? (2 ? 8 ? 300 ? 10) ? 4.147×109 N ? N / i 2 1 高 ? 8.611×108 由图 10－23 曲线 1 查得接触疲劳强度寿命系数 K ? 0.90, K ? 0.95 HN 1 HN 2 计算接触疲劳强度许用应力 取失效概率为 1%，安全系数为 S=1，由式 10－14 得 K ? 0.90 ? 550 [? ] ? H1  HN1 Hlim1 ? S 1 ? 495MPa [? ] ? H2 K ? HN2 S  Hlim2 ? 0.95 ? 450 1  ? 427.5MPa H试算小齿轮分度圆直径d ，代入[? ] 中的较小值 H 1t 3k T? (1 3 k T ? (1 ? 0.5? R Z t 1 )2 u ( )2 R [? ] H E 1t 31.3 ? 267900.3 3 1.3 ? 26790 0.3 ? (1 ? 0.5 ? 0.3)2 ? 4.816 ? (189.8 )2 427.5 ? 54.707mm 计算圆周速度 V d ? d（1 - 0.5? m 1 1t R ) ? 54.707 ? (1 ? 0.5 ? 0.3)mm ? 46.501mm v ? ?d n m1 1 ? ? ? 46.501 ? 1440 ? 3.506m / s 计算齿宽 b 60 ? 1000 60 ? 1000 b ? (? d R 1t u2 ? 1)/ 2 ? (0.3 ? 54.707 ? 4.8162 ? 1)/ 2 ? 40.303mm 计算当量齿轮的齿宽系数Φd ? ? b / d ? 40.303 / 46.501 ? 0.867 d m1 计算载荷系数 K 根据 v= 3.506 m/s，7 级精度，由图 10－8 查得动载荷系数 Kv= 1.12 假设 K F A t / b ? 100 N / mm ，由表 10－3 查得 K ? K ? 1 H? F? 由表 10－2 查得使用系数 KA=1 由表 10－4 查得 K ? 1.12 ? 0.18(1 ? 0.6?2 )?2 ? 0.23 ? 10?3 b H? d d ? 1.12 ? 0.18 ? (1 ? 0.6 ? 0.8672 ) ? 0.8672 ? 0.23 ? 10? 3 ? 40.303 ? 1.326 故载荷系数 K ? K K K K ? 1 ? 1.12 ? 1 ? 1.326 ? 1.485 A v H? H? 3 1.485 / 1.3按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式 10 3 1.485 / 1.3 3K / Ktd 3 K / K t 1 1t 计算模数ｍ ? 54 .707 ? ? 57 .188 mm m ? d / Z ? 57 . 188 / 24 ? 2 . 383 1 1 按齿根弯曲强度设计 由式 10－27 得弯曲强度的设计公式为 K T K T Y Ft 3 ? (1 ? 0.5? R 1 )2 Z 2 1 ? F? S? Y u 2 R ? 1 [