课程设计齿轮传动设计
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工序7:粗车外圆.端面.车工序采用计算法确定切削用量
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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） 齿宽系数总0卫LU
5） 螺旋角（3 = Ba io0；
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= 24，齿数比u = 4-7&S，即大齿轮齿数
u I ij.-,取二 -；
3）选择斜齿圆柱齿轮，取压力角.1
4）初选螺旋角1 ；.
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
1）确定公式中的各参数值
a）试选载荷系数皿=1.3
b) 计算小齿轮传递的转矩
「=9.55怙咙=9.55*1 J*4.496/1450(N?mm)=2.967(/N?mm
c） 取齿宽系数":i：：J=1.0
d） 由图10.20查得区域系数卜』=2.433;
e） 由表10.5查得材料的弹性影响系数ZE=189.%pJ 工序7:粗车外圆.端面.车工序采用计算法确定切削用量
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f） 计算接触疲劳强度用重合度系数虫
盯=arctan（taz /tan」）=arctan（tan20 /tan14）=20.562°
u •二arccosi ""心⑺ | g"甲" 工序7:粗车外圆.端面.车工序采用计算法确定切削用量
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=arccos[24*cos20.562 /(24+2*1*cos14 )]=29.974
d , =arccosl「Tr」.宀-,, _i “一口
=22.963
=[24*(ta n29.973-ta n22.963)+115*(ta n22.963-ta nZOWGK)]/?”
=1.474
i, =电—i〕”：=1*24*ta n14/-==1.905
•叫 )ffl 4-M74 . r \ 1-905 ,
5 7 "9巧八⑷4“刀8 g)螺旋角系数即="=Jssi4 =0.985
h)计算接触疲劳许用应力GJ
由图10.25c,d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为
(JHi*Ei=500MPa,创怙3=375MPa
应力循环次数分别为
M=60mjb=60*1450*1*(2*8*300*8)=3.341* TO9
f 4-78?
由图10.23查得接触疲劳寿命系数KHMT = 0*90< KHN3 = 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
I I KHNiCHllTni
■oiA = ---------- = 450MPa
I I KHNIGHIITTIZ
= = 356MPa
$
取较小值为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即
luj = IQHIJ =巧倔 Pa
2) 试算小齿轮分度圆直径 IzAfanaat) - tanarJ + ati - tan atJ/27T 工序7:粗车外圆.端面.车工序采用计算法确定切削用量
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2. 调整小齿轮分度圆直径
1）计算实际载荷前的数据准备
i. 计算圆周速度v
nditrii n * 43」？書 * *45°
v = -= - —m/s =
6o * woo 6o * 1000
ii. 齿宽 b = = 43J78imm
2）计算实际载荷系数卜、
i. 由表10.2查得使用系数KA = LO
ii. 根据v=3.28m/s, 7级精度，由图10.8查得动载系数Kv = MO
iii. 齿轮的圆周力°卯""屮肿_i”汀「瓷Ai
查表10.3得齿间载荷分配系数Kim= L4
iv. 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，
KHP = M19
则载荷系数为鬥一 1、卜小小
3）按实际载荷算得的分度圆直径为
di = d「
\|KHI
即相应的齿轮模数nin = *3邛人=5山也* cosi^y^^ mm = i.o83mm
3.2.4按齿根弯曲疲劳强度设计
1. 试算齿轮模数，即
lKFtTiYeYpCOS3p {YFaY5?
Hint 歳 3 ---------------- 叭 _H
Q 如若 I GFI 7 43
=3i-75^N/mm < iooN/mm 工序7:粗车外圆.端面.车工序采用计算法确定切削用量
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1）确定公式中各参数值 工序7:粗车外圆.端面.车工序采用计算法确定切削用量
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a） 试选载荷系数心| I..；
b） 计算弯曲疲劳强度的重合度系数|T：|
（Jb = arctan ^tanpcosat^ = arctan （tani4d<0520*s626） -
13*140"
= / = ^*554
9 COS Pb
YE = 0.25 + °75/ = 0733
c） 弯曲疲劳强度的螺旋角系数
p 140
YP = ^邛而二'* 3心5 *而=67沖
、丄省T/口
d） 计算
小齿轮和大齿轮的当量齿数Zvi二21/ 坯二子©二26.27
7 COSJ0 cos^f4
- / =打 孑 0 = 1巧*&90
! cosJ0 ‘ cosJl4
查图10.17得齿形系数■■刍 u
由图10.18查得应力修正系数「一,. v .... - 1..O-
由图10.24b,c查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为
OFiimi = 3 So MPa* onirnj = 32oMPa
取弯曲疲劳安全系数s=1.4,即小齿轮及大齿轮的弯曲疲劳许用应力 分别为 由图10.22查得弯曲疲劳寿命系数 NI - 0.83? KFMI = 0>88 工序7:粗车外圆.端面.车工序采用计算法确定切削用量
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取较大值即I I KFNlCTFlimi 685 * =
$ = IKFhUdirru 0.88 * 320
5 = 2.62 * 1.6
心1 'MM '
¥ FaiV s^2 2J7ON L80 23o.7iMPa
=2otd4MPa
0.0132
-oxt94
仙」4 = 工序7:粗车外圆.端面.车工序采用计算法确定切削用量
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2）试算齿轮模数
2KFtTTYEYpcos2p YFaYsa
=仏巧Bmm
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
ktBs * 24 / _
cos0= /cosi4°min = 31
Tt^Tli / 71 * J1J 2 * 1450
丫二 60* 1000 =
ii. 齿宽b = (|bdi = ho * 3U2rnm = suzmm
2）计算实际载荷系数2
i.根据v=2.36 m/s, 7级精度，由图10.8查得动载系数卜」1宀
iii. 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,
KHP= 1*415 结合“人二2*99，查图10.13得= 查表10.3得齿间载荷系数= TTlntZl
60 * 1000 YraYsa
=0^019iii. 计算齿高h及宽高比 工序7:粗车外圆.端面.车工序采用计算法确定切削用量
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iv. 实际载荷系数KF = 卜点珂=1*97工序7:粗车外圆.端面.车工序采用计算法确定切削用量
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3）按实际载荷系数算得的齿轮模数
4）对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 I大于由齿根 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
径小刃上护⑴〕，计算小齿轮的齿数，即
取&二巧，贝U大齿轮齿数 乞二u站二4・785 * 25 = 1仏88,，取乙二It2，2忆工互为质
数
3.2.5几何尺寸计算
1.计算中心距
Zi + z?)mn
=(4(」9Tnnv
2.按圆整后的中心距修正螺旋角
Q] + Z2Jmn
p = arccos ----------- = 15-250^
23
3. 计算小齿轮和大齿轮的分度圆直径
Zirrin 16 * 2
di =■ — = ■ nmm = 51*8 巧 mm
cosp co五 z3mn
d3 = = 232d8mm
COS&
4. 计算齿轮宽度
b 二如li = 51*8巧mm
取bj = 52mrn・ bi = b + （5 ' WKbi = 57mm
3.2.6主要设计结论 51*65 * =珂？4
