课程设计齿轮传动设计

1、3. 2高速级齿轮传动的设计 3. 2. 1传动齿轮的设计要求 1）齿轮材料：软齿面齿轮传动 小齿轮：45号钢，调质处理，齿面硬度为240HBS； 大齿轮：45号钢，正火处理，齿面硬度为200HBSo 2）轴向力指向轴的非伸出端； 3）每年300 0,每班8小时，两班制 4）齿宽系数; 丰=0.8 1.0 ）螺旋角； B = 8*-*20 6）中心距取整，分度圆直径精确计算（保留小数点后两位）。 3.2.2选择齿轮类型，精度等级及齿数 1）参考表10.6,取通用减速器精度等级为7级精度 u = 4.78 S 2）取小齿轮齿数为，齿数比，即大齿轮齿数 Zj = 24 z2 = 115 z2 =

2、u z: = 1785*24 = 114.3i 取；，3） ；选择斜齿圆柱齿轮，取压力角 a = 20 初选螺旋角4） B = 14。 3. 2. 3按齿面接触疲劳强度设计 1. 计算小齿轮的分度圆直径，即 $ 确定公式中的各参数值1） =1.3 试选载荷系数R b）计算小齿轮传递的转矩 104 106 106 =9.55*7=9.55*4.496/1450(N?mm)=2.96*N?mm Ti c) 取齿宽系数=1.0 =2. 433； d)由图10. 20查得区域系数 1 MP云 e)二189.8由表10. 5查得材料的弹性影响系数 f)计算接触疲劳强度用重合度系数 Ze /tan)=ar

3、ctan(tan20/tanl4=arctan(tan)=20.562 =arccos % =arccos24*cos20.562/(24+2*l*cosl4)=29.974 =arccos 卿叫/ + 2h：ncosp) =22.963 (tana 一 tang) + 22(tanaat2 一 tanaJJ/271 = 24* (tan29.974-tan22.963)+115*(tan22.963-tan20.562)/2 =1.474 =l*24*tanl4/=1.905 佇（一此=广g Ze V cos 14 螺旋角系数二二g）二0. 985 h）计算接触疲劳许用应力山图10. 25c

4、, d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限 分别为 =500MPat =375MPa 应力循环次数分别为 Kh“ = 1.4 *=60*1450*1* (2*8*300*8)=3.341 = 60 5心 3341*10755 6.98 102 由图10. 23查得接触疲劳寿命系数 khmi =尺収2 = 95 取失效概率为安全系数S二1,则小齿轮和大齿轮的接触疲劳许用应 力分别为 =4S0MPa r i:仃Hl： 【唧2 = =356MPa 取较小值为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即 W = W2=3S6MP 试算小齿轮分度圆直径2） =43.178mm 2 调整小齿轮分度圆直径 1）计算实际载荷前

5、的数据准备 i.计算圆周速度v ng n 43.178 1450 v = 775 =60 i000 m/s = 3-28ra/s b =电id 仏=43.178mm 齿宽ii.2）计算实际载荷系数 KH i.由表10. 2查得使用系数 Ka = 10 根据v=3.28m/s , 7级精度，由图10. 8查得动载系数ii. Kv = 1.10 =296* 10 /43 17g N = 1.371 * 1O3N 齿轮的圆周力iii. =31.752N/mm lOWmm 心比_匸0八37“ 1O3 b43.178 ，mm 查表10. 3得齿间载荷分配系数 山表10.4用插值法查得7iv级精度，小齿轮

6、相对支承非对称布置时, Kpp = 1.419 则载荷系数为 Kh = KAKvKHaKH3 = 2.225 3) 按实际载荷算得的分度圆直径为. 叫-工$忆=51.648 * coslF/24 mm = 2.088mm 即相应的齿轮模数 按齿根弯曲疲劳强度设计3.2.4试算齿轮模数，即1 3问 确定公式中各参数值1)试选载荷系数a) KPt = 1.3 计算弯曲疲劳强度的重合度系数b) Ys 久=arctanftanPcosc) = arctan(tanl4cos20.562) = 13.140c Y厂 0.25+75/- = 0.733 弯曲疲劳强度的螺旋角系数C) Y3 = 1 - =

7、1-1.905 = 0.778 BB 120c12010 Y汕y Cop 计算d) =26.27 小齿轮和大齿轮的当量齿数 =115/co3314 = 12589 0 10. 17得齿形系数查图 Y如=262YFft2 = 2.17 山图10. 18查得应力修正系数 丫沁=L6, J = L80 10. 24b, C由图查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为. Fhmi = 380MPS, rpliin2 = 32CMP3 山图10. 22查得弯曲疲劳寿命系数 Kfn1 = 0.85. KFK2 = 0.88 取弯曲疲劳安全系数S二1. 4,即小齿轮及大齿轮的弯曲疲劳许用应力分别为 空込竺

8、=竺竺MPa = 23O.71MPa s1.4 0.88*320 MPa = 201.14MPa 1.4 Mi 230.71 咎二竺竺密“ 4 讥 201.14 取较大值即 Yp兀_ M 二罕輕.=0.0194 oph 2) 试算齿轮模数 2KJYMpCOs20 jY,叭 =1.2S8nini 调整齿轮模数2 计算实际载荷前的数据准备1) 计算圆周速度1. g =叫宀/cos盯1185 * 厶曲钏=31丄2讪 v = ndinV60 100D = I 31A2A145%0 1000（mA）= 2.36% ii齿宽 b = 4）ad1 = 1.0 = 31.12mm = 31.12mm iii.

9、计算齿高h及宽高比 h =(2b 二 += 2.831m K=311%i = 10-99 2) 计算实际载荷系数 Kf i.根据v=2. 36 m/s, 7级精度，由图10. 8查得动载系数 Kv = 1.05 F“ = 2T#d = 1.902* 103N ii由 查表10. 3得齿间载荷系数 1.4 iii. Ill表io4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时, Kpjg = 1.415 % = 10.99 结合，查图10. 13得 Kpg = 1.34 iV实际载荷系数 Kf = KAKvKFaKFS = 1.97 按实际载荷系数算得的齿轮模数3) =1.445mm ；KFt

10、 4) 对比计算结果，山齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于山齿根弯曲疲劳 ,强度计算的法面模数，从满足弯曲疲劳强度出发，从标准中取整 mn = 2mm 为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径 = 51.65mm ,计算小齿轮的齿数，即 21 =切。呵叫=51.65 幺 co514y2 = 24.74 取，则大齿轮齿数，取，互 S =5 =4.785*25= 1118, 3=25 z2 = 112 为质数几何尺寸计算3.2.5计算中心距1 2cos3 =141.19mm,取整即 a = 142nun 按圆整后的中心距修正螺旋角2. B = arccosTlf =迄25（。 2

11、a 计算小齿轮和大齿轮的分度圆直径3. COS1S.2S00 26*2 mm = 51.825mm 4. 计算齿轮宽度 b = 5山=51.825mm b2 - 52mm, bt = b + (510),取三 57mm 取 主要设计结论3. 2. 6 zt = 25犬齿轮齿败Z2 = M2,核数m = 2mm,圧力角a = 20, 数齿齿轮小 15.250 = 1515V 齿宽，中心距,螺旋角，变位系数 a= 142mm x1 = x2 = 0 S = S7rrunb2 = 52nun o正火号钢（）大齿轮采用（。小齿轮选用45号钢调质），45 低速级齿轮传动设计03. 3 3. 3. 1传动

12、齿轮的设计要求齿轮材料：软齿面 齿轮传动1） 4545小齿轮：号钢，调质处理；大齿轮：号钢，正火处理. 2）轴向力指向轴的非伸出端； 3）每年300 0,每班8小时，两班制 4）齿宽系数0=0.81.0； 5）螺旋角B二8。20 ； 6）中心距取整，分度圆直径精确计算（保留小数点后两位）。 3. 3.2选择齿轮类型，精度等级及齿数 1）参考表10.6,取通用减速器精度等级为7级精度 2）取小齿轮齿数为，齿数比，即大齿轮齿数 u = 3.16 Zj = 24 Z2 = UZt = 3.16 *24= 75.84 ;，取 22 = 76 选择斜齿圆柱齿轮，取压力角。；3） 0（ = 20 4）初选

13、螺旋角3. 3. 3按齿面接触疲劳强度设计 1.计算小齿轮的分度圆直径，即 $ 确定公式中的各参数值1） 试选载荷系数R b）计算小齿轮传递的转矩 =1.3 106 106 = 9.55*7=9.55*5.68 9/327.3 (N?mm)=1.66*N?nun c）取齿宽系数二1.0 =2. 433； d）由图10. 20查得区域系数 e) 由表=189. 8 10.5查得材料的弹性影响系数 f) 计算接触疲劳强度用重合度系数 /cos)=arctan(tan20/cosl4=arctan(tan)=20.562 B =arccos zcosc/fz! + 2h 二 cosB) % =arc

14、cos24*cos20562/(24+2*l*cosl4)=29.974 诃枫/ + 2hcosg) =arccos % =arccos76*cos20 562/ (7 6+2*l*cosl4)=24.07 9 2(tanoi卫 一 tanoQ + (tana 一 tanc/2n = 24* (tan29.974-tan20562)+71*(tan24.079-tan20562)/2 Tt =1.638 =l*24*tanl4/=1.905 8 挣(7+ =样弋5)+岳=0.671 Ze Vcosl4-= 0.98S 螺旋角系数 Zb b）计算接触疲劳许用应 山图10. 25c, d查得小齿轮

15、和大齿轮的接触疲劳极限分别为 =500MPat =375MPa 应力循环次数分别为 10B *=60=60*327.3*1*(2*8*300*8)=7.54 口2% N1/U = 7MO7316 2.39 10s 由图10. 23查得接触疲劳寿命系数 Khni = 0.95. Khxz = 0.98 取失效概率为1%,安全系数s二1,则小齿轮和大齿轮的接触疲劳许用应 力分别为 OjjJj =卜、号卜传& = 47SMPa oH2二细严唾=竺=巴、回=3675MPa 取较小值为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即 M =讥=3675MPa 2）试算小齿轮分度圆直径 2 0.3 * 1.66* 10 3

16、.1611 3.16 73.18773 ig = 4.536 10sN 齿轮的圆周力iii. 1.0*4536 总 103 73.18 N/mm =6198N/mm lOON/mm 10. 3得齿间载荷分配系数查表 陥=14 级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，用插值法查得7iv. 10. 4由表 Kpjg = 1.424 则载荷系数为 Kh 二 心/皿二 1.01.04 1.4 - 1.424 二 2.073 3) 按实际载荷算得的分度圆直径为 dt= d 打 2.073 =73.18 * 1mm = 85.50mm J 1.3 即相应的齿轮模数. 叫=dicos，2i 二 85.50 鼻

17、cos14/24 mm = 3.46mm 3. 3. 4按齿根弯曲疲劳强度设计 1.试算齿轮模数，即 心心T启YJOS邛/YH 叫J付 1）确定公式中各参数值 a）试选载荷系数 Kr = 1.3 b）计算弯曲疲劳强度的重合度系数 Ys 仇=arctaa(tan(?cosat) = arctan(tanl43cos205622) = 13.140 = 1.727 Y, = 0.25 + Q 出d. = 0.25 + 0,75/l727 = 06S4 c) 弯曲疲劳强度的螺旋角系数 614 Y = 1 - = 1 - 1.90S = 0.778 3 B120120 Copl d）计算 26.27

18、小齿轮和大齿轮的当量齿数 7 = ZVcos30= 76/cos314 = 8320 查图10.17得齿形系数 = 2.64, YF12 = 2.17 10. 18查得应力修正系数由图 J = 16 J = 1.77 山图10. 24b, C查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为 = 380MPa. artim2 = 320MPa 由图10. 22查得弯曲疲劳寿命系数 Kp| = 0.83. Kpw2 = 0.90 取弯曲疲劳安全系数s二1. 4,即小齿轮及大齿轮的弯曲疲劳许用应力分别为 op,二；厲：皿= 0 88 * 380MPa = 238.86MPa 41 Kpjj*Oplini0

19、 0.9 0 * 320 。2 =MPa = 20S.71MPa S1 Y = 2 = ooi76 Gh 258.86 =0.0187 沧2丫远_ 2.17 也 cp 2205.71 取较大值即 2）试算齿轮模数 2KFtT2YgYpcos /Yx 击丿 5乜73766“0-0駅匸0刀边弐0.0187 =耳5丽 N 2 调整齿轮模数 1）计算实际载荷前的数据准备 i.计算圆周速度v dx = %。站 阿5尢24/窗4小卄47.37mm ”=叫 1000 44737 “ 327 760 100 % 查表103得齿间载荷系数 K“ = 1.2 vii. Ill表10. 4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时, K 邯=1.418 %= 11.00 结合，查图10. 13得 Kpb 二 134 Viii实际载荷系数 Kp 二 KAKvKFaKpg 二 1 - 1.01 - 12 134 二 1.624 按实际载荷系数算得的齿轮模数3) 4) 对比计算结果，山齿