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齿轮的设计计算_减速箱课程设计
阅览次数: 更新时间:2016-05-30

六.齿轮的设计计算
1. 选定高速级齿轮的类型、精度等级、材料及齿数
(1)按任务书所示的传动方案,选用斜齿圆柱齿轮传动。
(2)运输机为一般工作机器,速度不高,故选用8级精度(GB 10095-88)
(3)材料选择。由参考文献【2】表10-1选择大、小齿轮材料均为40Cr,并经调质及表面淬火,齿面硬度为48-55HRC。
(4)选小齿轮齿数,大齿轮齿数,取
(5)选取螺旋角。初选螺旋角
2.高速级齿轮按齿面强度设计
按参考文献【2】式(10-21),即
                       
(1) 确定公式内的各计算数值
1) 初选
2) 由参考文献【2】图10-30选取区域系数
3) 由参考文献【2】图10-26查得
则                     
4)由参考文献【2】表10-7选取齿宽系数
5)由表10-6查得材料的弹性影响系数
6)由参考文献【2】图10-21d按齿面硬度查得大、小齿轮的接触疲劳强度极限
7)由参考文献【2】式10-13计算应力循环次数。
           
                         
8)由参考文献【2】图10-19取接触疲劳寿命系数
9)计算接触疲劳许用应力。
取失效概率为1%,安全系数,由参考文献【2】式(10-21)得
                  
                   
10)计算小齿轮传递的转矩
                      
(2) 计算
1)试算小齿轮分度圆直径,由计算公式得
        
2)计算圆周速度。
                    
3)计算齿宽、模数与齿高之比
                      
                  
                      
                            
4)计算纵向重合度

5)计算载荷系数
根据,8级精度,由参考文献【2】图10-8查得动载系数
由参考文献【2】表10-4中的硬齿面齿轮栏用插值法查得6级精度、小齿轮相对支承非对称布置、。考虑齿轮为8级精度,取;由参考文献【2】表10-1查得使用系数;由参考文献【2】图10-13;由参考文献【2】表10-3得。故载荷系数
                   
6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由参考文献【2】式(10-10a)得                    
7)计算模数
                       
3. 高速级齿轮按齿根弯曲强度设计
由参考文献【2】式(10-17)
                       
(1) 确定计算参数
1) 计算载荷系数。
                      
2) 根据纵向重合度,从参考文献【2】图10-28查得螺旋角影响系数
3) 计算当量齿数。
                        
                        
4) 查取齿形系数。
由参考文献【2】表10-5查得
5) 查取应力校正系数。
由参考文献【2】表10-5查得
6)由参考文献【2】图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限;大齿轮的弯曲强度极限
7)由参考文献【2】图10-18取弯曲疲劳寿命系数,
8)计算弯曲疲劳安全系数,由参考文献【2】式(10-12)得
               
               
9)计算大、小齿轮的并加以比较。
                      
                      
小齿轮的数值大。
(2) 设计计算
      
对此计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数与由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数相差不大,取标准值,取分度圆直径
                       
。则
4. 高速级齿轮几何尺寸计算
(1) 计算中心距
                      
将中心圆整为
(2) 按圆整后的中心距修正螺旋角
                
值改变不多,故参数等不必修正。
(3) 计算大、小齿轮的分度圆直径
                      
                      
(4) 计算齿轮宽度
                           
圆整后
 
5. 选定低速级齿轮类型、精度等级、材料及齿数
(1)按任务书所示的传动方案,选用斜齿圆柱齿轮传动。
(2)运输机为一般工作机器,速度不高,故选用8级精度(GB 10095-88)
(3)材料选择。由参考文献【2】表10-1选择大、小齿轮材料均为40Cr,并经调质及表面淬火,齿面硬度为48-55HRC。
(4)选小齿轮齿数,大齿轮齿数,取
(5)选取螺旋角。初选螺旋角
6.低速级齿轮按齿面强度设计
按参考文献【2】式(10-21),即
                       
(1)确定公式内的各计算数值
4) 初选
5) 由参考文献【2】图10-30选取区域系数
6) 由参考文献【2】图10-26查得
则                     
4)由参考文献【2】表10-7选取齿宽系数
5)由表10-6查得材料的弹性影响系数
6)由参考文献【2】图10-21d按齿面硬度查得大、小齿轮的接触疲劳强度极限
7)由参考文献【2】式10-13计算应力循环次数。
           
                         
8)由参考文献【2】图10-19取接触疲劳寿命系数
9)计算接触疲劳许用应力。
取失效概率为1%,安全系数,由参考文献【2】式(10-21)得
                  
                   
10)计算小齿轮传递的转矩
                      
(2) 计算
1)试算小齿轮分度圆直径,由计算公式得
        
2)计算圆周速度。
                    
3)计算齿宽、模数与齿高之比
                      
                  
                      
                            
4)计算纵向重合度

5)计算载荷系数
根据,8级精度,由参考文献【2】图10-8查得动载系数
由表10-4中的硬齿面齿轮栏用插值法查得6级精度、小齿轮相对支承非对称布置、。考虑齿轮为8级精度,取;由表10-1查得使用系数;由图10-13;由表10-3得。故载荷系数
                 
6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由参考文献【2】式(10-10a)得                    
7)计算模数
                       
7. 低速级齿轮按齿根弯曲强度设计
由参考文献【2】式(10-17)
                       
(1) 确定计算参数
1)计算载荷系数。
                      
2)根据纵向重合度,从参考文献【2】图10-28查得螺旋角影响系数
3)计算当量齿数。
                        
                        
4) 查取齿形系数。
由参考文献【2】表10-5查得
5) 查取应力校正系数。
由参考文献【2】表10-5查得
6)由参考文献【2】图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限;大齿轮的弯曲强度极限
7)由参考文献【2】图10-18取弯曲疲劳寿命系数,
8)计算弯曲疲劳安全系数,由参考文献【2】式(10-12)得
               
               
9)计算大、小齿轮的并加以比较。
                      
                      
小齿轮的数值大。
(2) 设计计算
      
对此计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数与由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数相差不大,取标准值,取分度圆直径。于是由
                       
。则
8. 低速级齿轮几何尺寸计算
(1) 计算中心距
                      
将中心距圆整为120mm
(2) 按圆整后的中心距修正螺旋角
            
值改变不多,故参数等不必修正。
(5) 计算大、小齿轮的分度圆直径
                      
                      
(6) 计算齿轮宽度
                           
圆整后
9. 齿轮设计汇总表
  项目 分度圆直径d/mm 齿数z 模数mn/mm 齿宽B/mm 螺旋角β度数 材料 旋向
高速级 齿轮1 46.33 21 2.0 55 45 左旋
齿轮2 152.67 74 50 45 右旋
低速级 齿轮3 68.57 22 3.0 65 45 右旋
齿轮4 171.43 55 60 45 左旋

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