直齿圆柱齿轮软齿面设计

1、妙尊微研技专隆设计题目设计如图所示给料机用二级圆柱齿轮减速器中低速级的直齿圆柱齿轮传动。已知低速级小齿轮传递的功率P=17KW,小齿轮的转速n = 30r /min，1传动比比=4,单向传动，工作平稳，每天工作8小时，每年工作300天，预 期寿命10年。要求：基本要求同大作业3,同时要求说明书层次清楚，数据来源准确。设计出 齿轮的结构。设计思路：根据上图的给料机模型，整个模型采用了 3对齿轮，分别是斜齿轮、直齿 轮和锥齿轮。根据题目对低速级直齿轮进行设计。在设计时对齿轮的精度等级、 材料及齿数进行选择并对其强度进行校核计算。直齿轮传动的设计1：已知条件及齿轮的选择根据题目已知条件低速级小齿轮传

2、递功率P=17KW，小齿轮的转速 n =30r/min，传动比i = 4,单向传动，工作平稳，每天工作8小时,1每年工作300天，预期寿命10年。则可知n = n / = 75尸,min，传递的功率p=i7kw0211）运输机的工作速度不高，故选用7级精度。2）材料的选择，由机械设计P191表10-1选择小齿轮材料40Cr （调质）， 硬度为280HBS，大齿轮材料45钢（调质），硬度为240HBSo3）选择小齿轮齿数Z = 20，大齿轮齿数Z = x z = 80。1212：按齿面接触强度设计.、.如 kt .u 1 ( Z 由设计公式d - 232 |- d确定公式内的各计算数值Q试选载荷

3、系数K二13。tQ对齿轮转矩T的计算 1丁 95.5 x 105P 95.5 x 105 x 17T = =幻 5.412 x 106 N / mm1 n301q齿宽系数e的选择d装置 状况两支撑相对于小齿 轮做对称布置两支撑相对于小齿轮做不 对称布置小齿轮做悬臂布置ed0.9-1.4 (1.2-1.9)0.7-1.15 (1.1-1.65)0.4-0.6注：大、小齿轮皆为硬齿面时e d应取表中偏下限值；若为软齿面或仅大齿 轮为软齿面时，ed可取表中偏上限的数值。所以选择齿宽系数广12。Q由机械设计第八版P201表10-6，根据大小齿轮都属于锻钢，所以选择弹性影响系数Z T89.8MPa 1/

4、2oEQ 由机械设计第八版P201表10-21d按齿面硬度MQ查小齿轮的接触疲劳强度极限= 775MPa ；大齿轮的接触疲劳强度极限H lim1= 600MPa OH lim2Q计算应力循环次数N = 60n jL = 60 x 30 x 1.2x （1 x 8 x 300 x 10） = 5.184 x 1071 hN = N /4 = 1.296x 1071Q计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数S=1,参考机械设计第八版P207图10-19 则取 K = 0.90; K = 0.95。b =七乙=0.9 x 775MPa = 697.5MPahn 1、iim1H 1Sb = Kh

5、n：s = 0.95 x 600MPa = 570MPaH 2S(2)计算1)试算小齿轮分度圆直径门，代入(2)计算1)试算小齿轮分度圆直径门，代入L hI中较小的值。w 216.443mm2）计算圆周速度v o_ nd n V 60 x103nx 216.443 x 3060 x 103w 0.34m / s3）计算齿宽bb =e d = 1.2x216.443 = 259.732mmd 1t4）计算齿宽与齿高之比b / h o模数：m = d /z = 216.443/20 w 10.822 1t 1齿高：h = 2.25m = 2.25 x 10.822 w 24.35mm tb/h =

6、 259.732/24.35 w 10.667计算载荷系数。根据V = 34m/ S , 7级精度，由机械设计第八版P194图10-8,查的动载荷系数K = Ll；直齿轮，K = K = 1,由表10-2查使用系VHaFa数K = 1 :由表10-4查7级精度、小齿轮相对支撑非对称布置时， AK = 1.454 ;由 b/h = 10.667，K = 1.454 查图 10-13 得HPHPk = 1.36 ；Fp，故载荷系数K = KKK K = 1x 1.1x 1x 1.454牝 1.469A V Ha HP6）按照实际载荷系数校正所得的分度圆直径d = d KK = 216.443x 玉

7、 1.469 : 13 225.44mm11t t7）计算模数m。m = d / z = 225.44/2 幻 11.272I I3.按齿根弯曲强度设计2 KT （ Y Y 由弯曲强度的设计公式：m - 3 ：底了 如弓d 1F确定公式内的各计算数值1）由机械设计第八版 P图10-20C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 。e 1 = 5MPa ;齿轮的弯曲疲劳强度极限。e2 = 38MPa ；2）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数F = .85, F = .88FN1FN 23）计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数fc =F 1fc =F 1S = 取弯曲疲劳安全系数fc =F 1fc =F 1

8、七二 1 =爵5 X 5 = 33.57 MPaS 114，K 乙 2 =爵8 x 38 = 238.86MPa214，4）计算载荷系数K。但尊依研技专隆K = K K K K = 1 x 1.01 x 1x 1.36 = 1.3736 ,A V Fa 邓= 2.80; Y = = 2.80; Y = 2.22 OFa 1Fa 2= 1.55; Y = 1.77 oSa 1Sa 2Y Y7)计算大、小齿轮的 MJ并加以比较FY Y 2.80 x 1.55 Y Y2.22 x 1.77f 1 sa 1 = 蚀 0.0143 Ca2 sa2 = 蚀0.016ITT 303.57238.86F 2由

9、表10-5查的由表由表10-5查的F 1大齿轮的数值大。（2）设计计算6 x 0.016 牝 7.9136，、：2x 1.3736x5412x 106 x 0.016 牝 7.9136，1.2 x 202m Z 3 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于齿根弯曲疲劳强度计算 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（即模数与齿数的乘积） 有关，可取弯曲强的计算的模数m = 7.9136并就近圆整为标准值m = 8, 接触强度算得的分度圆直径d = 1.2 x 2021z = d / m A 29，大齿轮齿数

10、 z = 29 x 4 = 116。1124几何尺寸计算计算分度圆直径d = z xm = 29x8 = 232mm,d = zm = 116x8 = 928mm1计算中心距1计算中心距(d + d )/ 2 = 580mm12(3)计算齿轮宽b =e d = 1.2x232 = 278.4d 1取 B = 283.4mm, B = 278.4mm(2)a =5齿轮结构设计及绘制齿轮零件图。小齿轮大齿轮分度圆直径d = 2321d = 9282齿顶高h = 8a齿根高h = 1.25 x 8 = 10 f齿全高h = 18齿顶圆直径d= 232 +16 = 248d = 928 +16 = 944 a 2齿根圆直径df1 = 232 - 20 = 212d = 928 - 20 = 908 f 2基圆直径d/ 232 x cos200 = 218d = 928 x cos 200 = 872 b 2齿距p =兀 m = 25.2齿厚s =n