计算及说明 4） 选小齿轮齿数24，2.7824=66.72，取。 §4-1按齿面强度设计 设计公式为： 结果 1)确定公式内的各计算数值 1） 由文献【3】表11-3试选载荷系数：1.3 2）计算小齿轮传递的转矩：= =1.152 N·mm 2） 由文献【1】表10-7选取齿宽系数。 3） 由文献【1】表10-6查得材料的弹性影响系数189.8。 =1.152 N·mm 4） 由文献【1】图10-21d按齿面硬度差得小齿轮的接触疲劳强度极限600M； 大齿轮的接触疲劳强度极限=550M。 5） 计算齿轮应力循环次数： 6060265.21（1836510）=4.6463 =1.6713 7）由文献【1】图10-19取接触疲劳强度寿命系数0.91；0.921 8）计算接触疲劳需用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-12）得：==0.9600M=546M ==0.92550M=506.55M 2)计算 1) 试算小齿轮3分度圆直径，代入中较小的值。 11
计算及说明 结果 mm v1.007m/s =mmmm 2)计算圆周速度v。 vm/s1.007m/s 3)计算齿宽b。 b=172.53mm=72.53mm 4)计算齿宽与齿高之比。 模数=mm=3.02mm 齿高h=2.25=2.25mm=6.79mm ==10.681 5)计算载荷系数。 根据v=1.007m/s，7级精度，由文献【1】图10-8查得动载系数1.1； 直齿轮，1； 由文献【1】表10-2查得使用系数1； 6.57mm h=6.79mm 由文献【1】表10-4用插值法的7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时， 1.420。 由=10.671，1.420查文献【1】图10-13得1.38； 故载荷系数K=11.11.420=1.562 6）按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径，由文献【1】式（10-10a）得72.53mmmm 7)计算模数mm· K?1.562 mm m=3.21mm 12
计算及说明 §4-2 按齿根弯曲强度设计 由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为m 1）确定公式内的各计算数值 1） 由文献【1】图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限500 M；大齿轮的弯曲疲劳强度极限380 M； 2） 由文献【1】图10-18取弯曲疲劳寿命系数=0.87，=0.89； 3） 计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10-12）得 =M=310.70M =M=241.57M 4） 计算载荷系数K= K==11.111.38=1.518 5） 查取齿形系数。由表10-5查得2.65，2.256。 6） 查取应力校正系数。由表10-5查得=1.58，=1.738。 7） 计算大、小齿轮的并加以比较。 结果 K?1.518 0.0135 0.0162 因此，大齿轮的数值大。 2)设计计算 mmm=2.14mm 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，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算的得模数3mm，按接触强度算得的分度圆直径=72.53mm 13
计算及说明 算出小齿轮齿数=24.1724 大齿轮齿数2.6524=63.6，取 结果 Z3?24 这样设计出来的齿轮传动，即满足了齿面的接触疲劳强度，又满足了齿根弯 曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。 3)几何尺寸计算 （1）计算分度圆直径=m=243mm=72mm =m=673mm=201mm （1） 计算中心距=mm （3）计算齿轮宽度b= 172mm=72mm 取72mm，77mm。 d3?72mm =201mm a=136.5mm B3?77mm第五章各轴设计方案 §5-1高速轴的的结构设计 B4?72mm 1)、求Ⅰ轴上的功率p1?3.297KW 转速n1?960r/min 转矩T1?32.8N/min 2)、计算作用在齿轮上的力： 转矩：T1?9.55?106P1 n1圆周力：Ft?2T12?32.8??1286.3N ?3d51?10径向力：Fr?Ft?tan20??1286.3?0.36397?468.17N 3）、初步估算轴的直径： 选取45号钢作为轴的材料，调质处理。硬度为217~255HBS查表取A0=112 3根据公式d?A?0虑键槽的影响。 3.297mm?16.9mm计算轴的最小直径，并加大3%以考96014
计算及说明 4）、.轴的结构设计： （1）确定轴的结构方案： 该轴（输入轴）的轴承分别从两端装入，由挡油盘定位，如图3-2-1。 结果 7 6 5 4 3 2 1 图3-2-1 输入轴 轴段①主要用于安装联轴器，其直径应于联轴器的孔径相配合，因此要先选择联轴器。联轴器的计算转矩为Tca?KA?T1，考虑到转矩变化很小，根据工作情况选取KA?1.3，则： Tca?KA?T1?1.3?32.8?42.64N?m。 根据工作要求选用弹性套柱销联轴器，型号为TL4,与输入轴联接的半联轴器孔径d1?20mm，因此选取轴段①的直径为d1?20mm。半联轴器轮毂总长度（J型轴孔），与轴配合的轮毂孔长度为L1?38mm。 L?52mm， （2）确定各轴段的直径和长度： 轴段1:为配合轴颈，按半联轴器孔径，选取轴段①直径为d1?20mm。为保证定位要求，半联轴器右端用需制出一轴肩，轴段①的长度应比半联轴器配合段轮毂孔长度略短2~3mm，轴段①总长为L?36mm。 轴段2：此轴段为连接轴身，为了保证定位轴肩有一定的高度其直径确定为：d2?23mm。对于轴承端盖的宽度有取轴承端盖的宽度为，取端盖的外端面与半联轴器左端面间的距离，故取。 轴段3:为支撑轴颈，用来安装轴承。预选轴承型号为6305深沟球轴承。宽度B?17mm。所以轴段③直径应为轴承内圈直径d2?25mm；为保证轴承的轴向定位用挡油盘定位。 15
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