课程设计齿轮传动设计.doc

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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200HBS。2)轴向力指向轴的非伸出端；3)每年300日，每班8小时，两班制4)齿宽系数ϕ=0.8～1.0；5)螺旋角β=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2)取小齿轮齿数为z1=24，齿数比u=4.785，即大齿轮齿数z2=

2、u•z1=4.785*24=114.84,取z2=115；3)选择斜齿圆柱齿轮，取压力角α=20°；4)初选螺旋角β=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d1T≥32KHtT1Φd•u+1u•ZHZEZεZβσH21)确定公式中的各参数值a)试选载荷系数KHt=1.3b)计算小齿轮传递的转矩T1=9.55*106•Pn1=9.55*106*4.496/1450(N•mm)=2.96*104N•mmc)取齿宽系数Φd=1.0d)由图10.20查得区域系数ZH=2.433；e)由表10.5

3、查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa12f)计算接触疲劳强度用重合度系数Zεαt=arctan(tanαn/tanβ)=arctan(tan20°/tan14°)=20.562°αat1=arccosz1cosαt/(z1+2han*cosβ)=arccos[24*cos20.562°/(24+2*1*cos14°)]=29.974°αat2=arccosz2cosαt/(z2+2han*cosβ)=22.963°εα=z1tanαat1-tanαt'+z2(tanαat2-tanαt'/2π=[24*(tan

4、29.974°-tan22.963°)+115*(tan22.963°-tan20.562°)]/2π=1.474εβ=ϕdz1tanβ/π=1*24*tan14°/π=1.905Zε=4-εα31-εβ+εβεα=4-1.4743*1-1.905+1.9051.474=0.728g)螺旋角系数Zβ=β=cos14°=0.985a)计算接触疲劳许用应力σH由图10.25c,d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为σHlim1=500MPa，σHlim2=375MPa应力循环次数分别为N1=60n1jLh=60*1450

5、*1*(2*8*300*8)=3.341*109N2=N1u=3.341*1094.785=6.98*108由图10.23查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.90，KHN2=0.95取失效概率为1%，安全系数s=1，则小齿轮和大齿轮的接触疲劳许用应力分别为σH1=KHN1σHlim1s=450MPaσH2=KHN2σHlim2s=356MPa取较小值为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即σH=σH2=356MPa1)试算小齿轮分度圆直径d1t≥32KHtT1Φd•u+1u•ZHZEZεZβσH2=43.178mm2.调整小齿轮

6、分度圆直径1)计算实际载荷前的数据准备i.计算圆周速度vv=πd1tn160*1000=π*43.178*145060*1000m/s=3.28m/sii.齿宽b=ϕdd1t=43.178mm2)计算实际载荷系数KHi.由表10.2查得使用系数KA=1.0ii.根据v=3.28m/s，7级精度，由图10.8查得动载系数Kv=1.10iii.齿轮的圆周力Ft1=2T1d1t=2*2.96*10443.178N=1.371*103NKAFt1b=1.0*1.371*10343.178Nmm=31.752N/mm<100N/

7、mm查表10.3得齿间载荷分配系数KHα=1.4iv.由表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，KHβ=1.419则载荷系数为KH=KAKVKHαKHβ=2.2253)按实际载荷算得的分度圆直径为d1=d1t3KHKHt=51.65mm即相应的齿轮模数mn=d1cosβz1=51.648*cos14°/24mm=2.088mm3.2.4按齿根弯曲疲劳强度设计1.试算齿轮模数，即mnt≥32KFtT1YεYβCOS2βϕdZ12•YFaYsaσF1)确定公式中各参数值a)试选载荷系数KFt=1.3b)

8、计算弯曲疲劳强度的重合度系数Yεβb=arctantanβcosαt=arctantan14°cos20.562°=13.140°εαv=εαcos2βb=1.554Yε=0.25+0.75εαv=0.733c)弯曲疲劳强度的螺旋角系数YβYβ=1-εββ120°=1-1.905*14°120°=0.778d)计算YFaYsaσF