机械设计课程设计两级展开式斜齿圆柱齿轮传动(3)

1）计算中心距 a??z1?z2?mn??23?112??2.5mm?173.92mm

2cos?2?cos14? 2）按圆整后的中心距修正螺旋角

??arccos?z1?z2?mn2a?arccos?23?112??2.5?14.00502

2?174 因?值改变不多，故参数?a,K?,ZH等不必修正。 3）计算打、小齿轮的分度圆直径 d1?z1mn23?2.5?mm?59.26mm ocos?cos14.0052z2mn112?2.5?mm?288.58mm cos?cos14.0052od2?4）计算齿轮宽度

b??dd1?1.0?59.26mm?59.26mm 圆整后取B2=59mm B1=66mm

5.2 低速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算

设计的内容有：齿轮的材料、齿轮的齿数、模数、中心距、齿宽、螺旋角、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径和结构尺寸。

1、选定齿轮的精度等级、材料及齿数 1)选用8级精度。

2）材料选择。8选择小齿轮材料为40cr(调质)，硬度为250HBS,大齿轮材料为45钢（调质），硬度为220HBS，二者硬度差为30HBS。 3）选小齿轮齿数z1=29大齿轮齿数,取Z2?112。

4）选取螺旋角，初选螺旋角??20?

2、按齿面接触面强度设计

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2KtT1??1?ZHZE???（1）计算公式d1t?3 ???d?a????H?? 1）试选Kt?1.3 2）扭矩T2?9.55?106P2?232.566?103N?mm n22 3）选取齿宽系数?d=1.0 4）材料弹性影响系数ZE?189.8 5）选区域系数ZH=2.433.

6）查得小齿轮的接触疲劳强度极限=600MPa齿轮的接触疲劳强度极限=550MPa。

0 7） ??arctan(tan ?n/cos?)?21.172830 ?at1?arccosz1cos?t/(z1?2cos?)?28.867 1 ?at2?arccosz2cos?t/(z2?2cos?)?23.470 6 ?a?1.593 ???3.368 z??0.97 8）由式10-13计算应力循环次数。

?108 N2?N1?60n1jLh?4.25878N1??1.1027?108

9）接触疲劳寿命系数KHN1=0.96 KHN2=0.97

10）计算解除疲劳许用应力（取失效率为1%，安全系数为s=1

?700MPa?672MPa ??H?1?KHN1??Hlim1?0.961S??H?2?kHN2??Hlim2S（2）计算

?0.97?650MPa?630MPa

11) 计算小齿轮分度圆直径

d1t?32KtT1??1?ZHZE??d?a?????H????=66.239mm ?2

10

2）计算圆周速度v?dn?3.14?66.293?295.75m/s?1.026m/s

60?100060?1000?1t23)计算齿宽b及模数mnt b??dd1t=66.239

mnt?d1tcos?64.93?cos20?=1.84 ?z1294) 计算载荷系数 KA=1.0 Kv=1.1 KH??KF?1.4 KH?=1.5 所以K?KAKVKH?KH?=2.31

5） 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径 d1?d1t3K2.31=80.295 ?66.2933Kt1.36） mn?d1cos?80.295?cos20??mm?2.6 z1293、 按齿根弯曲强度设计

（1）计算公式mn?32KT1Y?cos2?YFaYSa? ??F??dz12?a1） 计算载荷系数K?KAKVKF?KF?=1.848

2) 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限?FE1=540MPa; 大齿轮的弯曲疲劳强度极限 ?FE2=430MPa。

3）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.93，KFN2=0.95。 4）计算完全疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数S=1.4

??F?1?KFN1?FE10.9?540?MPa?358.7MPa S1.4K?0.95?430?FN2FE2?MPa?292MPa

S1.4??F?25） 计算当量齿数zv1?z129z2112?z?? v2cos3?cos320?cos3?cos320?6）查取齿形系数利用插值法算得YFa1=1.925，YFa2=2.05

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7）查取应力校正系数利用插值法算得YSa1=1.62，YSa2=1.78 8）计算大小齿轮的

YFaYSa??F?并加以比较。

YFa1YSa1??F?1＜

YFa2YSa2??F?2 选较大者

于是有mn?32KT1Y?cos2?YFaYSa??1.84 2??F??dz1?a（2）调整模数

1）计算实际载荷Kf?KAKVKF?KF?=1.848 2）计算法面模数mn?mnt3?3）综上可取mn?2.5

4、几何尺寸

KF?2.065 KFT（1）计算中心距 a??z1?z2?mn??29?112??2.5mm?187.56mm 取整为187mm

2cos?2?cos20?（2）按圆整后的中心距修正螺旋角

??arccos?z1?z2?mn2a?arccos?29?112??2.5?19.521970因

2?187故参数?值改变不多，

?a,K?,ZH等不必修正。

（3）计算大、小齿轮的分度圆直d1?z1mn29?2.5??76.922mm cos?cos19.52197d2?z2mn112?2.5??297.077mm cos?cos19.52197（4）计算齿轮宽度： b??dd1=1×76.922=76.922mm圆整后取B2=77mm；

B1=83mm

第六章 轴的设计

轴是用于支撑旋转的机械零件。在两级斜齿轮传动中，用到了三根轴件，即高速轴、中间轴及低速轴。齿轮则安装其上，三根轴既承受转具有承受弯矩，都是转轴。

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因考虑有利于提高轴的强度和便于轴上零件的固定、装拆，故而采用阶梯状轴。阶梯轴的设计和具体尺寸由所选用的轴承和轴上零件决定，同时考虑轴的疲劳强度和弯曲强度。

6.1 中间轴的设计 1、确定轴的最小直径

因传递的功率不大，并对重量及机构无特殊要求，故选45钢，调质处C=112

dmin?A03p27.20225?105?3mm?30.465mm 因为该轴因大于高速轴的直径，故取n2295.75dmin=40mm

2、轴的结构设计（如图

6.1 中间轴结构简图）

图6.1 中间轴结构简图

2、根据轴上零件的定位、装配及轴的工艺性要求，做齿轮轴时d3＜1.8ds，故做成轴轮一体式，

此轴分为七段，轴颈为两段，两个齿轮位置为两段，两个轴承安装尺寸为两段，还有以讴歌轴肩定位段。

轴颈直径与安装尺寸由所选轴承而定，所选轴承为30208型圆锥滚子轴承轴颈直径为40mm、轴向长度18mm，安装尺寸为47mm、轴向长度20mm，齿轮3由轮的参数而定，轴向长度59mm，齿轮2段直径为51mm、轴向长度83mm，轴肩直径为57mm、长度为10mm。

3、键的选择

由直径为51mm，故选用b×h=16×11的普通平键、键长L=54mm。

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