计 算 及 说 明 四、传动零件的设计计算 一、圆锥齿轮传动的设计计算 已知输入功率P1?2.957Kw（略大于小齿轮的实际功率），小齿轮的转速为：n1?1720rmin，大齿轮的转速为n2?437.33rmin，传动比i?3，由电动机驱动，工作寿命（设每年工作300天），两班制，带式输送，平稳，转向不变。 1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 （1）按传动方案，选用直齿圆锥齿轮传动，齿形制JB110?60,齿形角??20?，齿顶高系数h**?a?1，顶隙系数c?0.2，螺旋角?m?0，不变位。 （2）、运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。 （3）、材料选择，小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度相差40HBS。 （4）、选小齿轮齿数z1?23,则z2?u?z1?3?23?69 2.按齿面接触疲劳强度设计 公式： 32 d??K1t≥2.92?ZE????F??T1???2R(1?0.5?R)u （1）、确定公式内的各计算值 1）查得材料弹性影响系数Z12E?189.8MPa。 2）按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim1?600MPa，大齿轮的接触疲劳极限?Hlim2?550MPa。
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结果 - 9 -
计 算 及 说 明 3）计算应力循环次数 小齿轮：N91?60njLh?60?1420?1?(2?8?300?7)?2.863?10 大齿轮：NN182?u?2.863?1093?9.542?10 4）查得接触批量寿命系数 KHN1?0.93 KHN2?0.97 5）计算接触疲劳许用应力 ??1H?1?KHL1?HlimS?0.93?600MPa?558MPa ???KHL2?Hlim2H?2S?0.97?550MPa?533.5MPa 6）试选Kv?1.2，查得 Ka?1.0,K??1,K??1.5?1.25?1.875 所以，K?Ka?K??Kv?K??1.0?1.2?1?1.875?2.25 7）T541?95.5?10?P1?105?2.957n?95.51420?1.989?10N?mm 8）?1R?3 （2）、计算 1）试算小齿轮的分度圆直径，带入??H?中的较小值得 324d1t≥2.92?189.8??533.5?2.25?1.989?10???13?(1?0.5?12?58.79mm 3)?32）计算圆周速度v v??d1tn160?1000???58.79?142060?1000?4.369ms
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结果 - 10 -
计 算 及 说 明 3）计算载荷系数 根据v?4.369ms，8级精度，查得Kv?1.23， 所以K?Ka?K??Kv?K??1.0?1.23?1?1.875?2.31。 4）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径： 33d1?d1t?KK?58.79?2.31?59.31mm t2.255）技术模数 m?d1z?59.31122?2.696mm 3.按齿根弯曲疲劳强度设计 公式： 3m≥4KT1FaYSa?2R(1?0.5?R)2z1u2?Y?1??F? （1）、确定公式内的各计算值 1）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限?FE1?500MPa，大齿轮的弯曲疲劳强度?FE2?380MPa。 2）查得弯曲疲劳寿命系数 KFN1?0.86,KFN2?0.9 3）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4，则， ??KFN1?FE10.86?500F?1?S?1.4MPa?307.14MPa ??N2?FE20.9?380F?2?KFS?1.4MPa?244.29MPa
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结果 - 11 -
计 算 及 说 明 4）载荷系数 K=2.31 5）节圆锥角 ??1?arctan1u?18.435 ????2?90?18.435?71.565 6）当量齿数 Z1V1?zcos??23??24 1cos18.435Zz269V2?cos???218 2cos71.565?7）查取齿形系数 YFa1?2.65,YFa2?2.115 8）查取应力校正系数 YSa1?1.58,YSa2?1.86 9）计算大小齿轮的 YFaYSa??F?,并加以比较。 YFa1YSa1?2.65?1.58????0.0136 F1307.14YFa2YSa2???2.115?1.86F?2244.29?0.01619 大齿轮的数值大。 （2）、设计计算 3 m≥4?2.31?1.989?10413(1?0.5?1)2?2322?0.01619?2.033 3?3?1 综合分析考虑，取m=3mm,z1?23 得，z2?u?z1?23?3?69，d1?m?z1?23?3?69mm
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