直齿圆柱齿轮设计例题.doc

直齿圆柱齿轮设计例题 如图设计带式输送机减速器的高速级齿轮传动。已知输入功率P1=40KW，小齿轮转速n1=960r/min,齿数比u=3.2,由电动机驱动，工作寿命15年(每年工作300天)，两班制，带式运输机工作平稳，转向不变。 解： 选择齿轮类型、材料、精度等级和齿数 选用直齿轮。 材料：考虑到功率较大，大小齿轮均用硬齿面. 材料为40Cr；调质后表面淬火，齿面硬度为48(55HRC. 选取精度等级：初取7级精度 齿数：Z1=24；Z2=uZ1=77 按齿面接触疲劳强度设计 1)设计公式： 2)确定各参数值 初取Kt=1.3 转矩 T1=95.5×105P/n1=95.5×105×40/960=3.98×105N·m 选取齿宽系数. ?d=0.9 弹性影响系数. ZE=189.8Mpa1/2 许用应力 接触疲劳强度极限 ?Hlim=??Hlim1=??Hlim2=1170Mpa b)应力循环次数： N1=60n1?Lh=60(960(1((2(8(300(15)=4.147(109 N2=N1/u=4.147(109/3.2=1.296(109 c) 寿命系数：KN1=0.88 KN2=0.90 d) 许用安全系数 [s]=1 e)许用应力： [?Hlim1]=?????Hlim1/s=0.88(1170/1=1030Mpa [?Hlim2]=?????Hlim1/s=0.9(1170/1=1053Mpa [?Hlim]=???Hlim1]=1030Mpa 初算直径 3)修正计算 速度： v=?d1n1/60(1000=3.14(68.39(960/60(1000=3.44(m/s) 齿宽 b=?dd1t=0.9(68.39=61.55mm 计算齿宽与齿高之比 模数：mt=d1t/Z1=68.39/24=2.85 齿高：h=2.25mt=2.25(2.85=6.413 b/h=61.55/6.413=9.6 计算载荷系数 a) 动载系数 Kv=1.12 b) 使用系数 KA=1 齿间载荷分配系数 设KAFt/b(100N/mm 则：KH?=KF?=1.1 齿向载荷分布系数：KH?=1.43，KF?=1.37 载荷系数： KH=KAKV KH? KF?=1(1.12(1.1(1.43=1.72 KF= KAKV KH? KF?=1(1.12(1.1(1.37=1.69 修正分度圆： 计算模数m m=d1/Z1=75.08/24=3.128mm 2.按齿面弯曲疲劳强度设计 计算公式 确定公式内的各参数值 KF=1.69；T1=3.98(105；?d=0.9；Z1=24 许用应力 极限应力： ?F1=?F2=680Mpa 寿命系数： KFN1=0.88；KFN2=0.90 安全系数：S=1.4 许用应力： [?F1]=KFN1?F1/S=0.88(680/1.4=427.4Mpa [?F2]=KFN2?F2/S=0.90(680/1.4=437.14Mpa 齿形系数：YFa1=2.65；YFa2=2.226 应力校正系数：YSa1=1.58；YSa2=1.764 计算YFaYSa/[?F] YFa1YSa1/[?F1]=2.65(1.58/???????????? YFa2YSa2/[?F2]=2.226(1.764/?????????????? YFaYSa/[?F]=0.0098 计算 几何计算 分度圆直径： d1=75mm；d2=mZ2=3(80=240 模数：由接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算，取m=3mm 齿数：Z1=d1/m=75/3=25 Z2=uZ1=3.2(25=80 齿轮宽度：b=?dd1=0.9(75=67.5mm 取B1=73mm；B2=68mm 验算： Ft=2T1/d1=2(3.98(105=10613.33N KAFt/b=1(10613.33/68=156.08N/mm100N/mm合适 结构设计（略） 7 6 5 4 3 2 1