任务书

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四、传动零件的设计计算 1. 圆锥齿轮的设计计算 已知输入功率P1=PⅠ=2.26Kw,小齿轮的转速为1430r/min，齿数比为u=2.08，由电动机驱动，工作寿命为10年（每年工作300天），单班制，连续单向运转，载荷平稳，室外工作。 PI=14.98Kw PII=14.3kW PIII=13.9kW PIV=13. 8 kW Td=198 N·m TI=196N·m （1）选定齿轮精度等级，材料和确定许用应力 1）选择材料和热处理办法，，确定许用应力 参考表6-1初选材料。小齿轮：40Cr，调质，241~286HBW；大齿轮：42SiMn，TII=497.7N·m 调质，217~269HBW。 根据小齿轮齿面硬度260HBW和大齿轮齿面硬度240HBW，按图6-6MQ线查得齿面接触疲劳极限应力：σHlim2 =680Mpa Hlim1=720Mpa TIII=1929.4N·m TW=1910.1 N·m σ 按图6-7MQ线查得齿轮弯曲疲劳极限应力为： σFe2=570MPa,按无限寿命计算，查图σFe1=590MPa V= 1.296m/s 6-8a，b知Zn1= Zn2=0.95,Yn1= Yn2=0.9 查表6-3，取最小安全系数 SHmin?1.1；SFmin?1.3 于是??H1???Hlim1SHZN1?770?0.95?622Mpa 1.1??H2???Hlim2YN4?680?0.95?587Mpa SH1.1??F1???FE1YN1?590?0.9?408Mpa SF1.3??F2???EF2YN3?570?0.9?395Mpa SF1.3(2)分析失效、确定设计准则 由于要设计的齿轮传动是闭式传动，且大齿轮是软面论，最大可能的失效是齿面疲劳；但如模数过小，也可能发生齿轮疲劳折断。因此，本齿轮传动可按齿面接触疲劳承载能力进行设计，确定主要参数，再验算齿轮的5

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弯曲疲劳承载能力。 (3)按齿面接触疲劳承载能力计算齿轮主要参数 3 σσσ 2d3? 2KT3?u?1??ZHZE????d?u?????H???? ?2因属减速传动，u=i低=2.08 确定计算载荷 小齿轮转矩 T1?15.1N?m KT1?KAK?K?KVT1 查表6-7 考虑本齿轮传动是直齿圆柱齿轮传动，电动机驱动，载荷平稳，轴承相对齿轮不对称布置，取载荷系数K=1.5则 KT1?KAK?K?KVT1?1.5?15.1N?m?22.65N?m 区域系数查图6-13，标准齿轮ZH=2.5，弹性系数查表6-8 ZE?189.9Mpa b齿宽系数查表6-11,?d??0.25； d1Fp1 =446Mpa Fp2= 338Mpa Hp2n因小齿轮的许用齿面接触疲劳应力值较小，故将 =580Mpa ??H2??587Mpa代入，于是得 3d1?4?22.65?103?2.5?189.9????53.9mm 2587?0.25?(1?0.125)?2.5?取z1=25，z2=52，m=3 d1=75mm，d2=156mm 《机械设计基础第四版》P82 ?1?arctan1/u?arctan1/2.08?25.6768? ?2?arctanu?arctan2.08?64.3231? R1= d1/2sin25.67680=86.21 R2 = d2/2sin64.32310=86.67 dm1?(1?0.5?R)d1?65.625mm （4）选择齿轮精度等级 6

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齿轮圆周速度v??dm1n1/60?100?4.9m/s 查表6-9。并考虑该齿轮传动的用途，选择7级精度。 bm2z1(1?0.5?R)2?YFs?Y???Fp P92~P93 2360KT1 ?F? 1)计算从重合度系数 Y??0.25?0.75?? 11?)?1.72，所以 z1z2 T 因为重合度???1.88?3.2（ Y??0.25?0.75?0.69。 1.72 2)确定YFs/?Fp的大值 z0 ?1?arctan1?arctan1?arctan28/75?20.47 ?z2?2?90???1?69.53? ZV1?Z1cos?1cos?2?29.9 ?214ZV2?Z2 由图5-26查得YFs1?4.3,YFs2?4.0。则 YFs1 ?Fp1YFs2?4.15?0.00928Mpa?1446?Fp24.0??0.01183Mpa?1338 YY 因为Fs1?Fs2，所以选择大齿轮进行校核 ?Fp1?Fp23)校核大齿轮的齿根弯曲疲劳强度 2360?1.5?194?4.0?0.6922 48?4?28?（1?0.5?0.3）?112Mpa??FP2?338Mpa?F2?7

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故齿根弯曲疲劳强度足够，所选参数合适。 2.圆柱直齿轮的设计计算 m?4z1?28mmz2?75mm 已知：输入功率P2?14.3kW，小齿轮转速为274.4r/min，P70表5?1齿数比为u=4，电动机驱动，工作寿命为10年（每年工作300天）单班制，带式输送机，时有轻微震动，单项运转。 (1)选择齿轮材料，确定许用应力 根据题设条件看，大小齿轮均采用20CrMnTi钢渗碳淬火，硬度56~62HRC。 由图5-29c查得弯曲疲劳强度极限应力?Flim?450Mpa 由图5-32c查得接触疲劳强度极限应力?Hlim?1500Mpa (2)按轮齿弯曲疲劳强度计算齿轮的模数m m?12.63 d1?112mmd2?300mmR?160mmb?48mmY??0.69ZV1?29.9ZV2?214 KT1?YFS?Y??d?Z12??FP 1)确定弯曲应力?FP ?FP??Flim?YSTSFlim?YN?YX 采用国标时，YST?2.0,SFmin?1.5,YX?1. 因为齿轮的循环次数 N?60nat?60?274.4?1?(10?300?8)?4.0?108 所以取YN?1；则?FP1??Y?FlimSTSFlim?YN?YX=600Mpa 2)小齿轮的名义转矩T1 T1?T??497.7N?m 3)选取载荷系数K=1.6 4）初步选定齿轮的参数 ?F2?112??FP2 8