斜齿轮设计(史上最详细的计算过程,有图有表有计算).doc

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1、例题：已知小齿轮传递的额定功率P=95KW，小斜齿轮转速n1=730r/min,传动比i=3.11,单向运转，满载工作时间35000h。1.确定齿轮材料，确定试验齿轮的疲劳极限应力参考齿轮材料表，选择齿轮的材料为：小斜齿轮：38SiMnMo,调质处理，表面硬度320～340HBS（取中间值为330HBS）大斜齿轮：35SiMn,调质处理,表面硬度280～300HBS（取中间值为290HBS）注：合金钢可提高320～340HBS由图16.2-17和图16.2-26，按MQ级质量要求选取值，查得齿轮接触疲劳强度极限σHlim

2、及基本值σFE：σHlim1=800Mpa,σHlim2=760MpaσFE1=640Mpa,σFE2=600Mpa注：对于合金钢的计算公式为：σHlim1=1.5HBS+330=1.5×330+330=825MpaσHlim2=1.5HBS+330=1.5×290+330=760Mpa13132.按齿面接触强度初步确定中心距，并初选主要参数：按公式表查得：a≥476（u+1）3KT1φaσHP2u1)小齿轮传递扭矩T1：T1=9550×Pn1=9549×95730=1243N.m2)载荷系数K：考虑齿轮对称轴承布置，速

3、度较低，冲击负荷较大，取K=1.63)查表16.2-01齿宽系数φα：取φα=0.4134)齿数比u=Z2/Z1=3.115)许用接触应力σHP：σHP=σHlimSHmin查表16.2-46，取最小安全系数sHmin=1.1，按大齿轮计算σHP2=σHlim2SHmin2=7601.1MPa=691MPa6)将以上数据代入计算中心距公式：a≥4763.11+131.6×12430.4×6912×3.11=292.67mm取圆整为标准中心距a=300mm7）确定模数：按经验公式mn=(0.007～0.02)α=(0.00

4、7～0.02)x300mm=2.1～6mm取标准模数mn=4mm8）初选螺旋角β=9°，cosβ=cos9°=0.9889）确定齿数：z1=2acosβmn(u+1)=2×300×0.9884×(3.11+1)=36.06Z2=Z1i=36.03×3.11=112.15Z1=36,Z2=112实际传动比i实=Z2/Z1=112/36=3.11110）求螺旋角β：13cosβ=mnZ1+Z22a=4×36+1122×300=0.98667,所以β=9°22’11）计算分度圆直径：d1=mnZ1cosβ=4×360.9866

5、7=145.946mmd2=mnZ2cosβ=4×1120.98667=454.053mm12）确定齿宽：b=Фα×a=0.4×300=120mm13）计算齿轮圆周速度：V=πd1n160×1000=π×145.946×73060×100=5.58m/s根据齿轮圆周速度，参考表16.2-73，选择齿轮精度等级为8-7-7(GB10095-2002)3.校核齿面接触疲劳强度根据σH=ZHZEZεβF1bd1u+1uKA×KV×KHβ×KHa1）分度圆上的圆周F1：F1=2T1d1=2×1243×103145.946=170

6、34N2）使用系数KA：查表16.2-36，KA=1.53）动载荷系数KV：KV=1+K1KAF1b+K2Z1V100u21+u2查表16.2-39得K1=23.9,K2=0.0087代入上式得KV=1+23.91.5×17034120+0.008736×5.581003.1121+3.11213=1.234）接触强度计算的齿向载荷分布系数KHβ，根据表16.2-40，装配时候检验调整：KHβ=1.15+0.18×bd12+0.31×10-3×b=1.15+0.18×120145.9462+0.31×10-3×120=1

7、.2695）齿间载荷分配系数KHα:查表16.2-42，得：KAFtb=1.5×17034120=213N/mm2,KHα=1.16)节点区域系数ZH，查图16.2-15，ZH=2.477)弹性系数ZE，查表16.2-43，ZE=189.8MPa138)接触强度计算的重合度与螺旋角系数Zεβ：当量齿数：ZV1=Z1COS3β=360.986673=37.5ZV2=Z2COS3β=1120.986673=116.6当量齿轮的端面重合度?av:?av=?aI+?aII,查图16.2-10，分别得到?aI=0.83，?aII=

8、0.91，?av:?av=?aI+?aII=0.83+0.91=1.74按φm=bm=1204=30,β=9°22’，查图16.2-11，得?β=1.5513按?av=1.74，?β=1.55，β=9°22｀，查图16.2-16，得Z?β=0.769）将以上数据代入公式计算接触应力σH=2.47×189.8×0.76