机械设计课程设计西工大4C(2)

????dz1tan?/??1?20?tan14o/??1.587 Z???4???(1???)???3??4?1.6271.587(1?1.587)??0.715 31.627 6) 由参考文[2]式10-23可得螺旋角系数Z? Z??0.715 7) 由参考文献[2]图10-25d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 Z??cos??cos14?0.985 ?Hlim1?600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim2?550MPa 8) 由参考文献[2]式（10-15）计算应力循环次数 Z??0.985 ?Hlim1?600MPa ?Hlim2?550MPa N1?60n1jLh?60?1440?1?(2?8?300?10)?4.1472?10 94.1472?109N2?N1/i1??0.9191?109 4.5129) 由参考文献[2]图10-23查得接触疲劳寿命系数 KHN1?0.9，KHN2?0.93； 10) 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1，由参考文献[2]式（10-14）得： KHN1??lim1?0.9?600MPa?540MPa SK??[?H]2?HN2lim2?0.93?550MPa?511.5MPa S[?H]1? N1?4.1472?109 N2?0.9191?109 KHN1?0.93 KHN2?0.93 故取[?H]?[?H]2?511.5MPa 试计算小齿轮分度圆直径d1t，由计算公式得 d1t?332KHtT1u?1ZHZEZ?Z?2()?du[?H][?H]?511.5MPa 2?1.3?36.111?1034.512?12.433?189.8?0.715?0.9852?()?35.931mm14.512511.5（3） 调整小齿轮的分度圆直径 1) 计算圆周速度 v??d1t?n160?1000?3.14?35.931?1440ms?2.709ms 60?1000d1t?35.931mm 5

2) 计算齿宽b b??dd1t?1?35.931?35.931mm 3) 计算实际载荷系数KH v?2.709ms 由题意，齿轮工作时有轻微振动，由参考文献[2]表10-2查得使用系数b?35.931mm KA?1.25 根据vm?0.894m/s，7级精度，由参考文献[2]图10-8查得动载系数 KV?1.09 对于斜齿圆柱齿轮传动 2?36.111?103 Ft1?2T1/d1t??2.01?103N/mm 35.931 1.25?2.01?103 KAFt1/b??69.926N/mm?100N/mm 35.931 由参考文献[2]表10-3查得齿间载荷分配系数KH??1.4 由传动简图可知斜齿圆柱齿轮均为两端支承，查表10-4用插值法得出 KH??1.416 KH??1.4 由此，得到实际载荷系数KH?KAKVKH?KH??1.25?1.09?1.4?1.416?2.701 4) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由参考文献[2]式（10-12）得： d1?d1t35) 计算模数 KH??1.416 KH?2.701 K2.701?35.931?3mm?45.849mm Kt1.3mn?d1cos?45.849?cos14?mm?2.224mm Z120?d1?45.849mm （4） 按齿根弯曲强度设计 由参考文献[2]式（10-20） mnt?3mn?2.224 6

2KFtT1Y?Y?cos2?YFaYSa ??dz12[?F]

确定计算参数 1) 试选载荷系数KFt?1.3 2) 参考文献[2]式10-18，可得计算弯曲疲劳强度的重合度系数Y? ?b?arctan(tan?cos?t)?arctan(tan14?cos20.562?)?13.140? ??v???/cos2?b?1.627/cos213.140??1.716 Y??0.25?0.75/??v?0.25?0.75/1.716?0.687 3) 从参考文献10-19，可得计算弯曲疲劳强度的螺旋角系数14?Y??1????1?1.587?0.815 120?120? ?Y??0.687 4) 计算当量齿数 Z120Zv1???21.89433?cos?cos14 Z290Zv2???98.52133?cos?cos145) 查取齿型系数 由参考文献[2]表10-17查得YFa1?2.75；YFa2?2.19 6) 查取应力校正系数 由参考文献[2]表10-18查得YSa1?1.57；YSa2Y??0.815 Zv1?21.894 Zv2?98.521 ?1.8 7) 由参考文献[2]图10-24c查得小齿轮的弯曲疲劳极限?Flim1?500MPa，大齿轮的弯曲疲劳极限?Flim2?380MPa 8) 由参考文献[2]图10-22，查得弯曲疲劳寿命系数KFN1?0.85，YFa1?2.75 YFa2?2.19 YSa1?1.57 YSa2?1.8 KFN2?0.89； 9) 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳许用应力S=1.4，由文献[2]式（10-14）得 KFN1??Flim10.85?500?MPa?303.57MPaS1.4 KFN2??Flim20.89?380[?F]2??MPa?241.57MPaS1.4[?F]1?[?F]1?303.57MPa [?F]2?241.57MPa 10) 计算大，小齿轮的 YFaYSa，并加以比较 [?F]7

YFa1?YSa12.75?1.57??0.0142[?F]1303.57YFa2?YSa22.19?1.8??0.0163[?F]2241.57YFa1?YSa1YFa2?YSa2 ?[?F]1[?F]2 则取YFaYSa?0.0163 [?F] YFaYSa?0.0163 [?F]11) 试算模数 22KFtTY1?Y?cos?YFaYSamnt?3??dz12[?F]2?1.3?36.111?103?0.687?0.815?cos214??3?0.0163 1?202?1.264mm（5） 调整齿轮模数 1) 圆周速度v d1?mntZ1/cos??1.264?20/cos14??26.054mmv? mnt?1.264mm ??26.054?144060?1000?d1n160?1000??1.964m/s 2) 齿宽b b??dd1?1?26.054?26.054mm 3) 齿高h及宽高比b/h **h?(2han?cn)mnt?(2?0.25)?1.264?2.844b/h?26.054/2.844?9.161 4) 计算载荷系数KF 根据v?1.964m/s ,7级精度由参考文献[2]图10-8查得载荷系数 2?36.111?103?2.772?103N/mm， Kv?1.07 ；Ft1?2T1/d1?26.0541.25?2.772?103KAFt1/b??132.99N/mm?100N/mm 26.054

v?1.964m/s b?26.054mm h?2.844 b/h?9.161 Kv?1.07 8

由参考文献[2]，查表10-3得齿间载荷分配系数KF??1.2 5) 由参考文献[2]，查表10-4用插值法查得KH?查图10-13，得KF??1.32 6) 计算载荷系数KF 结合b/h?9.161?1.414，KF??1.2 KH??1.414 KF??1.32 KF?KAKvKF?KF??1.25?1.07?1.2?1.32?2.119 7) 按实际载荷系数算得的齿轮模数 mn?mnt3KF2.119?1.264?3?1.487mm KFt1.3KF?2.119 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn大于由齿跟弯mn?1.487mm 曲疲劳强度计算的法面模数，取mn?2mm，已可满足弯曲强度。但为 了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算出的分度圆直径 d1?45.849mm来计算应有的齿数。于是由 d1cos?45.849?cos14???22.24，取Z1?23 Z1?mn2则Z2?i1?Z1=4.512?23?103.776,取Z2=104，Z1和Z2互为质数。 （6） 几何尺寸计算 1) 计算中心距 mn?2mm Z1?23 Z2=104 a?130mm ?Z?Z2?mn??23?104??2mm?130.888mm a?12cos?2?cos14?将中心距圆整为a?130mm。 2) 按圆整后的中心距修正螺旋角 Z1?Z2?mn???arccos2a23?104??2??arccos?12?19?58?2?130 3) 计算大、小齿轮的分度圆直径 ??12?19?58?

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