机械课程设计圆柱齿轮设计传动零件的设计计算.doc

五、传动零件的设计计算1设计高速级齿轮1）选精度等级、材料及齿数(1) 确定齿轮类型：选用标准直齿锥齿轮齿轮传动，压力角取20°。(2) 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。(3) 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。(4) 选小齿轮齿数（一般初选20-25）Z124，大齿轮齿数Z2i高×Z14.816×24=115.584，圆整取Z2=115。 2）按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式1029进行试算，即确定公式各计算数值(公式中u= i高)(1) 试选载荷系数(2) 小齿轮传递的转矩T1 T1=T出=2.679×104 (N·mm) （注：见“四、传动装置的运动和动力参数的计算”）(3) 选取齿宽系数(4) 由表105查得材料的弹性影响系数：ZE=189.81/2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(5) 由图1025d查得小齿轮的接触疲劳强度极限由图1025c查得大齿轮的接触疲劳强度极(6) 由式10-15计算应力循环次数4.147×1098.611×108(7) 由图1023曲线1查得接触疲劳强度寿命系数 (8) 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1014得(9) 试算小齿轮分度圆直径，代入中的较小值 (10) 计算圆周速度V (11) 计算齿宽b(12) 计算当量齿轮的齿宽系数d(13) 计算载荷系数K 根据v= 3.506 m/s，7级精度，由图108查得动载荷系数Kv= 1.12 假设，由表103查得由表102查得使用系数KA=1由表104查得故载荷系数 (14) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式1012得(15) 计算模数3）按齿根弯曲强度设计由式1027得弯曲强度的设计公式为确定公式内的计算数值(1) 试选KFt=1.3由分锥角和，可得当量齿数，(2) 由图1024c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限由图1024b查得大齿轮的弯曲疲劳强度极限(3) 由图1022查得弯曲疲劳寿命系数(4) 计算弯曲疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数为S=1.7，由式1012得 (5) 查取齿形系数由图1017查得，(6) 取应力校正系数 由图1018查得(7) 计算大小齿轮的，并比较(8) 设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，可取由齿根弯曲强度算得的模数m=1.063mm，并就近圆整为标准值m1.25mm。但为了同时满足接触疲劳强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=57.188 mm来计算应有的齿数。于是有Z1=d1/1.25=45.750，取Z1=46 大齿轮齿数取4）几何尺寸计算(1) 计算分度圆直径(2) 计算分锥角 (3) 计算齿宽取 4）验算合适2设计低速级齿轮1）选精度等级、材料及齿数(1) 确定齿轮类型：两齿轮均取为渐开线标准直齿圆柱齿轮。(2) 材料选择：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。(3) 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。(4) 选小齿轮齿数（一般初选23-30）Z328，大齿轮齿数Z4i低×Z33.705×28=103.74，圆整取Z4=103。 2）按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式109a进行试算，即确定公式各计算数值(公式中u= i低)(1) 试选载荷系数(2) 小齿轮传递的转矩T3 T3=T出=1.239×105 (N·mm) （注：见“四、传动装置的运动和动力参数的计算”）(3) 由表107选取齿宽系数(4) 由表106查得材料的弹性影响系数：ZE=189.81/2(5) 由图1025d查得小齿轮的接触疲劳强度极限由图1025c查得大齿轮的接触疲劳强度极(6) 由式10-15计算应力循环次数(7) 由图1023曲线1查得接触疲劳强度寿命系数 (8) 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1014得(9) 试算小齿轮分度圆直径，代入中的较小值(10) 计算圆周速度V (11) 计算齿宽b(12) 计算齿宽与齿高之比 b/h模数齿高 (13) 计算载荷系数K 根据v=1.245 m/s，7级精度，由图108查得动载荷系数Kv= 1.04 假设，由表103查得由表102查得使用系数KA=1由表104查得由图1013查得故载荷系数 (14) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式1012得(15) 计算模数2）按齿根弯曲强度设计由式105得弯曲强度的设计公式为确定公式内的计算数值(1) 由图1024c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限由图1024b查得大齿轮的弯曲疲劳强度极限(2) 由图1022查得弯曲疲劳寿命系数(3) 计算弯曲疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数为S=1.4，由式1012得(4) 计算载荷系数(5) 查取齿形系数由图1017查得，(6) 取应力校正系数 由图1018查得(7) 计算大小齿轮的，并比较(8) 设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，可取由弯曲强度算得的模数m=1.962mm，并就近圆整为标准值m2mm。但为了同时满足接触疲劳强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径d3=83.123mm来计算应有的齿数。于是有Z3=d3/m=83.123/2=41.562，取Z3=42 大齿轮齿数取3）几何尺寸计算(1) 计算分度圆直径(2) 计算齿根圆直径(3) 计算中心距(4) 计算齿宽取4）验算合适