齿轮计算过程.docx

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1、计算过程解1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按图10-26所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，压力角取为20°。（2）带式输送机为一般工作机器，参考表10-6，选用7级精度。（3）材料选择。由表10-1，选择小齿轮材料为40Cr（调质），齿面硬度280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），齿面硬度240HBS。（4）选小齿轮齿数z1=24，大齿轮齿数z2=uz1=4.5×24=108，取z2=108。2.按齿面接触疲劳强度设计（1）由式（10-11）试算小齿轮分度圆直径，即d1t≥32KHtT1φd∙u+1u∙ZHZEZεσH2

2、1）确定公式中的各参数值试选KHt=1.3。计算小齿轮传递的转矩。T1=9.55×106Pn1=9.55×106×7.5970N∙mm=7.384×104N∙mm由表10-7选取齿宽系数φd=1。由图10-20查得区域系数ZH=2.5。由表10-5查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa1/2。由式（10-9）计算解除疲劳强度用重合度系数Zε。αa1=arccosz1cosα/z1+2ha*=arccos24×cos20°/24+2×1=29.841°αa2=arccosz2cosα/z2+2ha*=arccos108×cos20°/

3、108+2×1=22.690°εα=z1tanαa1-tanα'+z2tanαa2-tanα'2π=24×tan29.841°-tan20°+108×tan22.690°-tan20°2π=1.731Zε=4-εα3=4-1.7313=0.870计算解除疲劳许用应力σH。由图10-25d查得小齿轮和大齿轮的解除疲劳极限分别为σHlim1=600MPa、σHlim2=550MPa。由式（10-15）计算应力循环次数：N1=60n1jLh=60×970×1×2×8×300×15=4.190×109N2=N1u=4.190×/24=9.311×

4、108取失效概率为1%、安全系数S=1，由式（10-14）得σH1=KHN1σHlim1S=0.90×6001MPa=540MPaσH2=KHN2σHlim2S=0.98×5501MPa=539MPa取σH1和σH2中较小者作为该齿轮副的解除疲劳许用应力，即σH=σH2=539MPa1）试算小齿轮分度圆直径d1t≥32KHtT1φd∙u+1u∙ZHZEZεσ2=32×1.3×7.384×1041×10824+×2.5×189.8×0.mm=51.763mm（2）调整小齿轮分度圆直径1）计算实际载荷系数前的数据准备。圆周速度v。v=πd1t

5、n160×1000=π×51.632×97060×1000m/s=2.6m/s齿宽b。b=φdd1t=1×51.632mm=51.632mm2）计算实际载荷系数KH。由表10-2查得使用系数KA=1。根据v=2.6m/s、7级精度，由图10-8查得动载系数Kv=1.08。齿轮的圆周力。Ft1=2T1d1t=2×7.384×10451.632N=2.86×103NKAFt1b=1×2.86×10351.632N/mm=55.4N/mm<100N/mm查表10-3得齿间载荷分配系数KHα=1.2。由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支

6、承非对称布置时，得齿向载荷分布系数KHβ=1.421。由此，得到实际载荷系数KH=KAKvKHαKHβ=1×1.08×1.2×1.421=1.843）由式（10-12），可得按实际载荷系数算得的分度圆直径d1=d1t3KHKHt=51.632×31.841.3=57.971mm及相应的齿轮模数m=d1z1=57.97124mm=2.415mm3.按齿根弯曲疲劳强度设计（1）由式（10-7）试算模数，即mt≥32KFtT1Yεφdz12∙YFaYsaσF1）确定公式中的各参数值试选KFt=1.3。由式（10-5）计算弯曲疲劳强度用重合度系数

7、。Yε=0.25+0.75εα=0.25+0.751.731=0.683计算YFaYsaσF。由图10-17查得齿形系数YFa1=2.65、YFa2=2.23。由图10-18查得应力修正系数Ysa1=1.58、Ysa2=1.76。由图10-24c查得小齿轮和大齿轮齿根弯曲疲劳极限分别为σFlim1=500MPa、σFlim2=380MPa由图10-22查得弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.85，KFN2=0.88。取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10-14）得σF1=KFN1σFlim1S=0.85×5001.4MPa=303.75MPa

8、σF2=KFN2σFlim2S=0.88×3801.4MPa=238.86MPaYFa1Ysa1σF1=2.65×1.58303.75=0.0138YFa2Ysa2σF2=2.23×1.762