机械设计课程设计西工大4C(4)

4) 计算当量齿数 Z126??28.5cos3?cos314? Z287Zv2???95.24cos3?cos314?Zv1?5) 查取齿型系数 由参考文献[2]表10-17查得YFa1?2.58；YFa2?2.2 6) 查取应力校正系数 由参考文献[2]表10-18查得 Zv1?28.5 Zv2?95.24 YFa1?2.58 YFa2?2.2 YSa1?1.62 YSa1?1.62；YSa2?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，YSa2?1.8 8) 由参考文献[2]图10-22，查得弯曲疲劳寿命系数KFN1?0.9， KFN2?0.95； 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 大齿轮的弯曲疲劳极限?Flim2?380MPa KFN1??Flim10.9?500?MPa?321.429MPaS1.4 KFN2??Flim20.95?380[?F]2??MPa?257.857MPaS1.4[?F]1?[?F]1?321.429MPa[?F]2?257.857MPa 10) 计算大，小齿轮的 YFaYSa，并加以比较 [?F]YFa1?YSa12.58?1.62??0.013[?F]1321.429YFa2?YSa22.2?1.8??0.0154[?F]2257.857YFa1?YSa1YFa2?YSa2 ?[?F]1[?F]2 则取YFaYSa?0.0154 [?F]11) 试算模数 YFaYSa?0.0154 [?F] 15

mnt?32KFtT2Y?Y?cos?YFaYSa?2?dz1[?F]22?1.3?158.085?103?0.666?0.759cos214??3?0.0154 21?33?1.646mm mnt?1.646mm v?0.737m/s b?44.106mm h?3.704 b/h?11.908 （5） 调整齿轮模数 1) 圆周速度v d1?mntZ1/cos??1.646?33/cos14??44.106mmv??d1n260?1000???44.106?319.14960?1000?0.737m/s 2) 齿宽b b??dd1?1?44.106?44.106mm 3) 齿高h及宽高比b/h **h?(2han?cn)mnt?(2?0.25)?1.646?3.704b/h?44.106/3.704?11.908 4) 计算载荷系数KF 根据v?0.737m/s ,7级精度由参考文献[2]图10-8查得载荷系数 2?158.085?103?7.168?103N/mm， Kv?1.03 ；Ft1?2T1/d1?44.1061.25?7.168?103KAFt1/b??203.710N/mm?100N/mm 44.106由参考文献[2]，查表10-3得齿间载荷分配系数KF??1.2 Kv?1.03 KF??1.2 5) 由参考文献[2]，查表10-4用插值法查得KH??1.417，结合 b/h?11.908查图10-13，得KF??1.42 KF??1.42 6) 计算载荷系数KF KF?KAKvKF?KF??1.25?1.03?1.2?1.42?2.194 7) 按实际载荷系数算得的齿轮模数 KF?2.149 16

mn?mnt3 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 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?63.478mm来计算应有的齿数。于是由 ?dcos?63.478?cos14??30.801，取Z1?33 Z1?1Z1?33 mn2 则Z2?i2?Z1=3.342?33?110.286,取Z2=110，Z1和Z2互为质数。 Z2=110 （6） 几何尺寸计算 1) 计算中心距 a? a?150mm KF2.194?1.646?3?1.960mm KFt1.3mn?1.960mm ?Z1?Z2?mn??33?110??2mm?147.378mm 2cos?2?cos14?将中心距圆整为a?150mm。 2) 按圆整后的中心距修正螺旋角 ??arccos?Z1?Z2?mn2a?arccos?33?110??2?17?34?23?2?150??17?34?23? 3) 计算大、小齿轮的分度圆直径 Z1mn33?2??69.231mmcos?cos17?34?23? Zm110?2d2?2n??230.769mmcos?cos17?34?23?d1?4) 计算齿轮宽度 b??dd1?1?69.231=69.231mm 圆整后取b2?60mm；b1?65mm。 d1?69.231mmd2?230.769mm b1?65mm b2?60mm （7） 圆整中心距后的强度校核 1) 齿面接触疲劳强度校核 按前述类似做法，为节省篇幅这里只给出计算结果：

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KH?KAKvKH?KH??1.25?1.03?1.4?1.423?2.565 ； ?d?1 ；T2?158.085?103N/mm ；d1?69.231mm ；u?3.342 ; ZH?2.4 ;Z??0.441 ;Z??0.976; 计算齿面接触应力 ?H?2KHT2u?1?ZHZEZ?Z??dd13u2?2.565?158.085?1033.342?1???2.4?189.8?0.441?0.976 1?69.23133.342?349.114MPa?[?]2?533.5MPa满足齿面接触疲劳强度条件。 2) 齿根弯曲疲劳强度校核 ?H? 349.114MPa 按前述计算方法，这里只给出计算结果： KF?KAKvKF?KF??1.25?1.03?1.4?1.36?2.451； T2?158.085?103N/mm；YFa1?2.43；YSa1?1.65；YFa2?2.18； YSa2?1.81； Y??0.669 ；Y??0.513 ；??17?34?23?；?d?1 ；mn?2 ；Z1?33 ； 计算齿根弯曲应力 22KFT2YFa1YSa1Y?Y?cos? ?F1?32?dmnZ1 2?2.451?158.085?103?2.43?1.65?0.669?0.513?cos217?34?23?? ； 1?23?332?F1? ?111.242MPa?[?F]2?257.857MPa111.242MPa?F2?2KFT2YFa2YSa2Y?Y?cos2??dmZ3n212?2.451?158.085?103?2.18?1.81?0.669?0.513?cos217?34?23??； 1?23?332?109.475MPa?[?F]2?257.857MPa齿根弯曲疲劳强度条件满足。 （8） 主要设计结论 齿数Z1?33 、Z2?110，模数mn?2mm ，压力角??20? ，螺旋角

?F2?109.475MPa 18

b1?65mm、b2?60mm 小齿轮选用40Cr(调质)，大齿轮选用45钢（调质）。 齿轮精度等级为7级。 （9） 结构设计 以大齿轮为例，因齿轮齿顶圆直径大于160mm，而小于500mm，故以腹板 式式结构为宜。 1. 选择链轮齿数 ??17?34?23?? ，变位系数x1?x2?0 。中心距a?150mm ，齿宽 四、链传动设计 取小链轮齿数Z1=27，取大链轮齿数Z2?i3Z1=1.5?27?41，取Z2=41 2. 确定计算功率 Z1=27 Z2=41 查表9-6得KA?1.5, 查图9-13得KZ?0.94,双排链Kp?1.75,则计算功 率的 KAKZ1.5?0.94Pca=P=?5.075=4.089KW Kp1.75Pca=4.089KW 根据Pca=4.089KW, n3?95.496r/min 可选16A -2在查表 链条节距为 P?25.4mm P?25.4mm 4. 计算链节数和中心矩 初选中心矩a0??30~50?P??30~50??25.4?762~1270，取a0?900mm 链节数 2 a0z1?z2z1?z22p90027?41?41?27?25.4Lpo?2??()?2???? ??p22?a025.42?2??900 ?105.006mm 取L=106 查表中心矩计算系数f=0.24951 3. 选择链条型号和节距 p1最大中心矩 a?f1p??2Lp?(z1+z2)??=0.24951?25.4?[2?106-(27+41)]=912.608mm Lp=106 5. 计算链速V,确定润滑方式

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