Ⅰ.由《机械设计》图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限?FE1?500MPa；大 齿轮的弯曲强度极限?FE2?380MPa； Ⅱ.由《机械设计》图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1?0.85，KFN2?0.88； Ⅲ.计算弯曲疲劳许用应力； 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4，有 K? [?F]1?FN1FE1?303.6MPa S K? [?F]2?FN2FE2?238.9MPa S Ⅳ.计算载荷系数K； K?KAKVKF?KF??1.375 1>.确定公式内的各计算数值 Ⅴ.查取齿形系数； 由《机械设计》表10-5查得YFa1?2.85；YFa2?2.21 Ⅵ.查取应力校正系数； 由《机械设计》表10-5查得YSa1?1.54；YSa2?1.77 Ⅶ.计算大、小齿轮的YFa1YSa1[?F]1YFa2YSa2[?F]2YFaYSa[?F] K?1.375 并加以比较； ?0.0146 ?0.0164 大齿轮的数值较大。 Ⅷ.设计计算 m?
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32KT1YFaYSa()?1.9mm 2?dz1[?F]m?2mm
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮的模数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 由弯曲强度算得的模数1.9并就近圆整为标准值m?2mm，按接触强度算得的分度 圆直径，算出小齿轮齿数 z1?大齿轮齿数，取z2?111。 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。 (4).几个尺寸计算 1>.计算分度圆直径 d1?z1m?50mm d2?z2m?222mm 2>.计算中心距 a? d1m?25 z1?25 z2?111 d1?50mmd2?222mm a?136mmd1?d22?136mm 3>.计算齿轮宽度 b??dd1?50mm 取B2?50mm，B1?55mm。 (5).结构设计及绘制齿轮零件图 B2?50mmB1?55mm 首先考虑大齿轮，因齿轮齿顶圆直径大于160mm，而又小于500mm，故以选用腹 板式结构为宜。其他有关尺寸按《机械设计》图10-39荐用的结构尺寸设计，并绘制 大齿轮零件图如下。 其次考虑小齿轮，由于小齿轮齿顶圆直径较小，若采用齿轮结构，不宜与轴进行 安装，故采用齿轮轴结构，其零件图见滚动轴承和传动轴的设计部分。 14
7. 滚动轴承和传动轴的设计 (一).轴的设计
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7. 滚动轴承和传动轴的设计 (一).轴的设计 Ⅰ.输出轴上的功率P???、转速n???和转矩T??? 由上可知P????2.16kw，n????108rmin，T????2.362?10N?mm Ⅱ.求作用在齿轮上的力 因已知低速大齿轮的分度圆直径 d2?mz2?2?111?222mm 而 Ft?5 Ft?2128N2T???d2?2128N Fr?Fttan?cos??774.5N Fr?774.5N Fa?0 Ⅲ.初步确定轴的最小直径 材料为45钢，正火处理。根据《机械设计》表15-3，取A0?110，于是 Fa?0
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径d????。为了使所选的轴直径d???? 与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。 联轴器的计算转矩Tca?KAT???，查《机械设计》表14-1，取KA?1.5，则： 5 Tca?KAT????3.543?10N?m 按照计算转矩Tca应小于联轴器公称转矩的条件，查手册，选用LH3型弹性柱销联轴器， 其公称转矩为 630N?m。半联轴器的孔径 d??42mm，故取d?????42mm，半联轴n???'?A03 dminP???dmin?36.7mm?36.7mm，由于键槽的影响，故dmin?1.03dmin?37.8mm 'd?????42mm器长度L?112mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度L??84mm dⅡ?Ⅲ?48mmⅣ.轴的结构设计 (1).根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1).为了满足办联轴器的轴向定位要求，Ⅰ-Ⅱ段右端需制出一轴肩，故取Ⅱ-Ⅲ段 的直径dⅡ?Ⅲ?48mm；左端用轴端挡圈定位。半联轴器与轴配合的毂孔长度L??84mm， lⅠ?Ⅱ?82mm为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的长度应比L? 略短一些，现取lⅠ?Ⅱ?82mm 选取单列角7011AC 2).初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用角接触球接触球轴承轴承。按照工作要求并根据dⅡ?Ⅲ?48mm，查手册选取单列角接触球轴承7011AC，其尺寸为d?D?B?55mm?90mm?18mm，故dⅢ?Ⅳ?dⅥ?Ⅶ?55mm；而lⅥ?Ⅶ?18mm。 3).取安装齿轮处的轴端Ⅳ-Ⅴ的直径dⅣ?Ⅴ?60mm；齿轮的左端与左轴承之间采
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dⅢ?Ⅳ?55mmdⅥ?Ⅶ?55mmlⅥ?Ⅶ?18mmdⅣ?Ⅴ?60mm