带式输送机传动装置齿轮的设计.doc

项目设计内容，步骤和说明结果一 确定齿轮材料，精度及其热处理工序运输机为一般工作机器，选用7级精度(GB 10095-88)的直齿轮，小齿轮1选40cr钢，调质处理280HBS;大齿轮2同选40cr钢，调质处理240HBS,两者材料硬度差为40HBS二 齿轮设计二 齿轮设计二 齿轮设计1.齿轮齿数的选定初选小齿轮1齿数z1=24，大齿轮2的齿数z2=i1xz1=4.3x24=103,u=z2/z1=103/24=4.3Z1=20Z2=103 u=4.32.齿轮接触疲劳强度设计由设计计算公式进行试算的d1，即d1t2.32 其中K=KAKvKHKH(1) 试选载荷系数Kt=1.3(2) 小齿轮1传递的转矩 T1=106.5=1.065x105Nm（3）由表10-7选取齿宽系数d=1（4）由表10-6查的材料的弹性系数ZE=189.8Mpa1/2（5）由图10-21d按齿面硬度查的小齿轮1的接触疲劳强度极限Hlim1=600Mpa大齿轮2的接触疲劳强度极限Hlim2=550Mpa（6）计算应力循环次数N1=60n1jLh=60x1470x1x（2x8x300x8）=3.387x109N2=3.387x109/4.3=7.877108（7）由图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1=0.90，KHN2=0.96 （8）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数s=1，由式（10-12）得 H1= KHN1Hlim1/S=0.89x600=534MpaH2= KHN2Hlim2/s=0.96x500=528Mpa所以 H=528MpaKt=1.3d=1ZE=189.8Mpa1/2KHN1=0.90KHN2=0.96H1=540MpaH2=480MpaH=480Mpa3.计算3.计算（1）试算小齿轮1分度圆直径d1t,代入H中d1t2.32=2.32 =65.057mm（2）计算圆周速度vV=d1t n1/（601000）=65.0571470/（60x1000）=5.007m/s（3）齿宽bb=d d1t=165.057mm=65.057mm（4）计算齿宽与齿高之比b/h模数 mt= d1t/z1=65.057/24=2.711mm齿高 h=2.25 mt=2.252.711mm=6.100mmb/h=65.057/6.100=10.66mm（5）计算载荷系数根据v=5.009m/s ，7级精度，由图10-8查得动载系数Kv=1.15直齿轮，KH= KF=1 由表10-2查得使用系数KA=1由表10-4用插值法查得8级精度，小齿轮1相对支承非对称布置时，KH=1.423由b/h=10.67，KH=1.423, 查图10-13得KF= 1.35 ，故载荷系数 K= KAKvKHKH=11.1511.423=1.63645（6）按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径，由（10-10a）得d1=d1t=65.057x=70.2447mm（7）计算模数m m=d1/z1=72.144/24=3.006mmd1t=65.057mmv=5.007m/sb=65.057mmmt=2.711b/h=10.66mmKv=1.15KH= KF=1KA=1KH=1.423KF= 1.35K=1.63645d1=70.2447mmm=3.006mm4.按齿根弯曲强度校核4.按齿根弯曲强度校核由式（10-5）得弯曲强度设计公式为m(1) 确定公式的计算数值1）由图10-20c查得小齿轮1的弯曲疲劳极限FE1 =500Mpa, 大齿轮2的弯曲疲劳极限FE2 = 380mpa 2）由10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1= 0.83 ，KFN2=.0.903）计算弯曲许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4 ，由式（10-12）得 F1= KFN1FE1/S=500x0.83/1.4=296.42Mpa F2= KFN2FE2/S=380x0.90/1.4=244.286Mpa4）计算载荷系数KK=KAKvKFKF=11.1511.35=1.55255）查取齿形系数由表10-5查得 YFa1=2.65 ，YFa2=2.186）查取应力校正系数由表10-5查得 YSa1= 1.58，YSa2=1.797）计算大、小齿轮的YFa YSa/ F并加以比较。 YFa1 YSa1/ F1=2.651.58/296.429=0.01412YFa2 YSa2/ F2=2.181.79/244.286=0.01597大齿轮2的数值大,故取YFa YSa/ F=0.01597(2) 设计计算m=mm=2.09 mm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的m大于由齿根弯曲疲劳强度计的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿轮的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数2.09并加以圆整，得标准m=2.5mm，按接触强度算得的分度圆直径d1=70.2447mm ，算出小齿轮齿数Z1=d1/m=70.2447/ 2.528大齿轮z2=i1Z1=4.328120，取z2=120这样设计出的齿轮传动，即满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。FE1 =500MpaFE2 = 380mpaKFN1= 0.83KFN2=.0.90F1=296.42MpaF2=244.286MpaK=1.5525YFa1=2.65YFa2=2.18YSa1= 1.58YSa2=1.79YFa YSa/ F=0.01597m=2.5mmz1=28z2=1205.几何尺寸计算（1）计算分度圆直径 d1=z1m=282.5mm=70mm d2=mz2=2.5120mm=300mm（2）计算中心距 a=（70300）/2=185mm(3) 计算齿轮宽度b=dd1=1x70mm=70mmb1=70mm ， b2=75mm d1=70mmd2=300mma=185mmb1=70mmb2=75mm第二级齿轮设计项目设计内容，步骤和说明结果三 确定齿轮材料，精度及其热处理工序运输机为一般工作机器，选用7级精度(GB 10095-88)的直齿轮，小齿轮1选40cr钢，调质处理280HBS;大齿轮2同选40cr钢，调质处理240HBS,两者材料硬度差为40HBS三 齿轮设计三 齿轮设计四 齿轮设计1.齿轮齿数的选定初选小齿轮3齿数z3=26，大齿轮4的齿数z4=i2z3=3.126=81 u=z4/z3=80.6/26=3.1Z3=26Z4=81 u=3.12.齿轮接触疲劳强度设计由设计计算公式进行试算的d1，即d3t2.32 其中K=KAKvKHKH(3) 试选载荷系数Kt=1.3(4) 小齿轮3传递的转矩 T2 =444.3Nm（3）由表10-7选取齿宽系数d=1（4）由表10-6查的材料的弹性系数ZE=189.8Mpa1/2（5）由图10-21d按齿面硬度查的小齿轮1的接触疲劳强度极限Hlim1=600Mpa大齿轮2的接触疲劳强度极限Hlim2=550Mpa（6）计算应力循环次数N3=60n2jLh=60341.91（283008）=7.88x108N4=7.88x108/3.1=2.54x108（7）由图10-19取接触疲劳寿命系数KHN3=0.96，KHN4=1.00（8）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数s=1，由式（10-12）得H3= KHN3Hlim1/S=0.96600=576MpaH4= KHN4Hlim2/s=1.00550=550Mpa所以 H=550MpaKt=1.3d=1ZE=189.8Mpa1/2KHN3=0.96KHN4=1.00H3=576MpaH4=550MpaH=550Mpa3.计算3.计算（1）试算小齿轮1分度圆直径d1t,代入H中d3t2.32=2.32 =104.34mm（2）计算圆周速度vV=d3t n2/（601000）=104.34341.9/（602）计算圆周速度vV=d3t n2/（601000）=104.34341.9/（601000）=1.87m/s（3）齿宽bb=d d3t=1104.34mm=104.34mm（4）计算齿宽与齿高之比b/h模数 mt= d3t/z3=104.34/26=4.01mm齿高 h=2.25 mt=2.254.01mm=9.029mmb/h=104.34/9.029=11.56mm（5）计算载荷系数根据v=1.87m/s ，7级精度，由图10-8查得动载系数Kv=1.12直齿轮，KH= KF=1 由表10-2查得使用系数KA=1由表10-4用插值法查得7级精度，小齿轮1相对支承非对称布置时，KH=1.423由b/h=11.56，KH=1.423, 查图10-13得KF= 1.33 ，故载荷系数 K= KAKvKHKH=11.1211.423=1.59376（6）按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径，由（10-10a）得d3=d3t=104.34x=116.7mm（7）计算模数m m=d3/z3=116.7/26=4.488mmd3t=1mmv=1.87m/sb=104.34mmmt=4.01b/h=11.56mmKv=1.12KH= KF=1KA=1KH=1.423KF= 1.33K=1.59376d3=116.7mmm=4.488mm4.按齿根弯曲强度校核4.按齿根弯曲强度校核由式（10-5）得弯曲强度设计公式为m(4) 确定公式的计算数值1）由图10-20c查得小齿轮1的弯曲疲劳极限FE3 =500Mpa, 大齿轮2的弯曲疲劳极限FE4= 450mpa 2）由10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN3= 0.85，KFN4=.0.903）计算弯曲许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.3 ，由式（10-12）得 F3= KFN3FE3/S= 0.85x500/1.3=326.9Mpa F4= KFN4FE4/S=0.90450/1.3=311.54Mpa4）计算载荷系数KK=KAKvKFKF=11.1211.33=1.48965）查取齿形系数由表10-5查得 YFa3=2.60 ，YFa4=2.226）查取应力校正系数由表10-5查得 YSa3= 1.595，YSa4=1.777）计算大、小齿轮的YFa YSa/ F并加以比较。 YFa3 YSa3/ F3=2.60x1.595/326.9=0.01268YFa4 YSa4/ F4=2.221.77/311.54 =0.01260大齿轮3的数值大,故取YFa YSa/ F=0.01268(5) 设计计算m= mm=2.98mm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的m大于由齿根弯曲疲劳强度计的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿轮的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数 并加以圆整，得标准m=3.0mm，按接触强度算得的分度圆直径d3=116.7mm，算出小齿轮齿数Z3=d3/m=116.7/339大齿轮z4=i2Z3=3.139=121，取z4=121这样设计出的齿轮传动，即满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。FE1 =500MpaFE2 = 450mpaKFN1= 0.85 KFN2=.0.90F3=326.9MpaF4=311.54MpaK=1.48