齿轮传动设计计算实例.pdf

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1、各类齿轮传动设计计算实例例1设计铣床中的一对标准直齿圆柱齿轮传动。已知：传递功率P7.5kW、小齿轮转速n11450r/min、传动比i2.08，小齿轮相对轴承为不对称布置，两班制，每年工作300d（天），使用期限为5a（年）。解：（1）选择齿轮材料及精度等级考虑此对齿轮传递的功率不大，故大、小齿轮都选用软齿面。小齿轮选用40Cr，调质，齿面硬度为240～260HBS；大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度为220HBS（表8.5）。因是机床用齿轮，由表8.10选7精度，要求齿面粗糙度Ra1.6～3.2m。（2）按齿面接触疲劳强度设计因两齿轮均为钢制齿轮，所以由（8.28

2、）式得KT1u1d176.4332duH确定有关参数如下：1）齿数z和齿宽系数d取小齿轮齿轮z130，则大齿轮齿数z2iz12.083062.4，圆整z262。z262实际传动比i02.067z130ii02.082.067传动比误差0.6%＜2.5%可用。i2.08齿数比ui02.067由表8.9取0.9（因非对称布置及软齿面）d2）转矩T16P67.54T19.55109.5510Nmm4.9410Nmmn114503）载荷系数K由表8.6取K1.354）许用接触应力HHlimZNTH

3、SN由图8.33c查得Hlim1775MPa，Hlim2520MPa由式（8.33）计算应力循环次数NL9NL160n1rth60145011630052.0910N9L12.09109NL21.0110i2.076由图8.34查得接触疲劳的寿命系数ZNT10.89，ZNT20.93通过齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数SH1.0。所以计算两轮的许用接触应力Hlim1ZNT17750.89H1MPa689.81MPaSH1.0Hlim2ZNT25200.93H2MPa483.6MPaS

4、H1.0故得KTu1411.354.94102.0761d176.43376.433mm59.40mm22duH0.92.076483.6d159.40计算模数mmm1.98mmz130由表8.1取标准模数m2mm（3）校核齿根弯曲疲劳强度2KT1由式（8.29）F2YFaYSaFbmz1确定有关参数和系数1）分度圆直径d1mz1230mm60mmd2mz2262mm124mm2）齿宽bdd10.960mm54mm取b255mm，b160mm3）齿形系数YFa和应力修正系数YSa根据齿数z1

5、30，z262，由表8.8查得YFa12.52、YSa11.625；YFa22.288，YSa21.734。4）许用弯曲应力FFlimYSTYNT由式（8.34）FSF290MPa210MPa由图8.35c查得：Flim1Flim2由图8.36查得YNT10.88YNT20.9试验齿轮的应力修正系数YST2按一般可靠度选取安全系数SF1.25计算两轮的许用弯曲应力Flim1YSTYNT129020.88F1MPa408.32MPaSN1.25Flim2YSTYNT221020.9F2MPa302.

6、4MPaSN1.25将求得的各参数代入式（8.29）KT42121.354.9410F12YFa1YSa122.521.625MPabmz15523082.76MPa＜F12KT1YFa2YSa22.2881.734F22YFa2YSa2F182.76MPabmz2YFa1YSa12.521.62580.18MPa＜F2故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够。（4）计算齿根传动的中心距am2az1z23062mm92mm22（5）计算齿轮的圆周速度vd1n13.14601450vm/s4.55m/s60

7、1000601000由表8.11可知，大齿轮选用7级或8级精度的齿轮。（6）计算齿轮的几何尺寸并绘制齿轮零件工作图（略）。例2在一对标准斜齿圆柱齿轮中，已知传动的中心距α=190mm，齿数z1=30，z2=60，法向模数mn=4mm。试计算其螺旋角β、基圆直径db、分度圆直径d及顶圆直径da的大小。mn4解：cosz1z230600.94742a2190所以1840tanntan200.3640tant0.3842coscos18400.9474mn