機(jī)械設(shè)計(jì)第四章齒輪傳動

1、第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 第九章第九章 齒輪傳動齒輪傳動 一、齒輪傳動的分類和特點(diǎn)一、齒輪傳動的分類和特點(diǎn) 1.1.齒輪傳動的分類齒輪傳動的分類 1) 1) 按按傳動比傳動比i i分：分：圓形齒輪傳動圓形齒輪傳動（定比傳動）定比傳動）非圓形齒輪傳動（變比傳動）非圓形齒輪傳動（變比傳動）2 2）按照兩軸相對位置分）按照兩軸相對位置分 兩軸線平行兩軸線平行兩軸線不平行兩軸線不平行外嚙合直齒圓柱齒輪傳動外嚙合直齒圓柱齒輪傳動 外嚙合斜齒圓柱齒輪傳動外嚙合斜齒圓柱齒輪傳動 外嚙合人字齒圓柱齒輪傳動外嚙合人字齒圓柱齒輪傳動 齒輪齒條傳動齒輪齒條傳動 內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動 直齒圓錐齒輪傳動

2、直齒圓錐齒輪傳動 斜齒圓錐齒輪傳動斜齒圓錐齒輪傳動 曲齒圓錐齒輪傳動曲齒圓錐齒輪傳動 交錯軸斜齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動 圓柱蝸桿傳動圓柱蝸桿傳動 3 3）按齒輪的工作條件分：）按齒輪的工作條件分： 閉式傳動、開式傳動、半開式傳動閉式傳動、開式傳動、半開式傳動 4 4）按照齒輪齒面硬度分：）按照齒輪齒面硬度分： 軟齒面?zhèn)鲃榆淉X面?zhèn)鲃?（HBS350HBS350）、硬齒面?zhèn)鲃樱?、硬齒面?zhèn)鲃?（HBS350HBS350） 2.2.齒輪傳動的特點(diǎn)：齒輪傳動的特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1 1）傳動效率高；）傳動效率高；2 2）傳動比恒定；）傳動比恒定；3 3）結(jié)構(gòu)緊湊；）結(jié)構(gòu)緊湊；4 4）工作可靠、壽命長。）

3、工作可靠、壽命長。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1 1）制造齒輪需要專用機(jī)床和設(shè)備，成本較高；）制造齒輪需要專用機(jī)床和設(shè)備，成本較高； 2 2）不適于中心距較大兩軸間傳動）不適于中心距較大兩軸間傳動 ； 3 3）使用維護(hù)費(fèi)用較高；）使用維護(hù)費(fèi)用較高；4 4）精度低時(shí)、噪音、振動較大。）精度低時(shí)、噪音、振動較大。二、齒輪傳動類型選擇的原則二、齒輪傳動類型選擇的原則 1 1）滿足使用要求）滿足使用要求 2 2）考慮工藝條件）考慮工藝條件 3 3）考慮合理性、先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性的要求等）考慮合理性、先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性的要求等 4 4）利用類比法選型）利用類比法選型 一般盡可能選用結(jié)構(gòu)簡單和工藝合理的傳動一般盡可能選用結(jié)構(gòu)簡單

4、和工藝合理的傳動型式，優(yōu)先選用平行軸齒輪傳動。型式，優(yōu)先選用平行軸齒輪傳動。一、輪齒的主要失效形式一、輪齒的主要失效形式輪齒折斷輪齒折斷齒面磨損齒面磨損齒面點(diǎn)蝕齒面點(diǎn)蝕齒面膠合齒面膠合塑性變形塑性變形齒輪傳動的失效主要是指輪齒的失效，其失效形式齒輪傳動的失效主要是指輪齒的失效，其失效形式是多種多樣的。常見的失效形式有：是多種多樣的。常見的失效形式有：由于齒輪其它部分（齒圈、輪輻、輪轂等）通常是由于齒輪其它部分（齒圈、輪輻、輪轂等）通常是經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的，其尺寸對于強(qiáng)度和剛度而言均較富裕，實(shí)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的，其尺寸對于強(qiáng)度和剛度而言均較富裕，實(shí)踐中也極少失效。踐中也極少失效。第二節(jié)第二節(jié) 輪齒的失效形式和設(shè)

5、計(jì)準(zhǔn)則輪齒的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 FF HH 二、齒輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則二、齒輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則對一般工況下的齒輪傳動，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：對一般工況下的齒輪傳動，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是： 保證足夠的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，以免發(fā)生齒根折斷。保證足夠的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，以免發(fā)生齒根折斷。 保證足夠的齒面接觸疲勞強(qiáng)度，以免發(fā)生齒面點(diǎn)蝕。保證足夠的齒面接觸疲勞強(qiáng)度，以免發(fā)生齒面點(diǎn)蝕。對高速重載齒輪傳動，除以上兩設(shè)計(jì)準(zhǔn)則外，還對高速重載齒輪傳動，除以上兩設(shè)計(jì)準(zhǔn)則外，還應(yīng)按齒面抗膠合能力的準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)。應(yīng)按齒面抗膠合能力的準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)。由實(shí)踐得知：由實(shí)踐得知：閉式軟齒面齒輪傳動，以保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度為主。閉式軟齒面齒輪傳動，以保證齒面接

6、觸疲勞強(qiáng)度為主。閉式硬齒面或開式齒輪傳動，以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)閉式硬齒面或開式齒輪傳動，以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng) 度為主。度為主。第三節(jié)第三節(jié) 齒輪常用材料和試驗(yàn)齒輪的疲勞強(qiáng)度齒輪常用材料和試驗(yàn)齒輪的疲勞強(qiáng)度 一、對齒輪材料性能的要求一、對齒輪材料性能的要求 齒輪的齒體應(yīng)有較高的抗折斷能力，齒面應(yīng)有較齒輪的齒體應(yīng)有較高的抗折斷能力，齒面應(yīng)有較強(qiáng)的抗點(diǎn)蝕、抗磨損和較高的抗膠合能力，即要求：強(qiáng)的抗點(diǎn)蝕、抗磨損和較高的抗膠合能力，即要求： 齒面硬、芯部韌齒面硬、芯部韌 二、常用的齒輪材料二、常用的齒輪材料 1 1、鍛鋼、鍛鋼 軟齒面齒輪軟齒面齒輪 中碳鋼或中碳合金鋼，如中碳鋼或中碳合金鋼，如4545、3

7、5SiMn35SiMn等，等，調(diào)質(zhì)或正火處理調(diào)質(zhì)或正火處理 。4545鋼表面硬度可達(dá)鋼表面硬度可達(dá)217217255HBS 255HBS 。中碳鋼或中碳合金鋼中碳鋼或中碳合金鋼 4545、40Cr40Cr等等 整體淬火整體淬火 中碳鋼或中碳合金鋼中碳鋼或中碳合金鋼 4545、40Cr40Cr等等 表面淬火，表面淬火，HRC45HRC4555 55 低碳合金鋼如低碳合金鋼如20Cr20Cr、20CrMnTi20CrMnTi等滲碳淬火等滲碳淬火 ，HRC56HRC5662 62 硬齒面齒輪硬齒面齒輪2.2.鑄鋼鑄鋼 常用材料如常用材料如ZG310570ZG310570、ZG340640ZG3406

8、40，一般要進(jìn)，一般要進(jìn)行正火處理。行正火處理。 3.3.鑄鐵鑄鐵 常用的材料有灰鑄鐵常用的材料有灰鑄鐵HT250HT250及及HT350HT350； QT5007QT5007及及QT6003 QT6003 。4.4.粉末冶金材料粉末冶金材料 5.5.非金屬材料非金屬材料 三、齒輪材料選用的基本原則三、齒輪材料選用的基本原則 q 齒輪材料必須滿足工作條件的要求，如強(qiáng)度、壽命、齒輪材料必須滿足工作條件的要求，如強(qiáng)度、壽命、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等；可靠性、經(jīng)濟(jì)性等； q 應(yīng)考慮齒輪尺寸大小，毛坯成型方法及熱處理和制應(yīng)考慮齒輪尺寸大小，毛坯成型方法及熱處理和制造工藝；造工藝； q 鋼制軟齒面齒輪，其配對兩

9、輪齒面的硬度差應(yīng)保持鋼制軟齒面齒輪，其配對兩輪齒面的硬度差應(yīng)保持在在303050HBS50HBS或更多?；蚋?。 常用齒輪材料及其機(jī)械性能見表常用齒輪材料及其機(jī)械性能見表9595。 Hlim試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限應(yīng)力試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限應(yīng)力（MPa），可由），可由圖圖47查出查出 Flim試驗(yàn)齒輪的齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力（試驗(yàn)齒輪的齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力（MPa），），其值由其值由圖圖48查得查得四、試驗(yàn)齒輪的疲勞極限四、試驗(yàn)齒輪的疲勞極限第四節(jié)第四節(jié) 直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算 一、幾何尺寸計(jì)算一、幾何尺寸計(jì)算 基本參數(shù)：基本參數(shù)：m z m z h ha a* *

10、ca* 幾何尺寸計(jì)算幾何尺寸計(jì)算：見表：見表4 43 3 二、受力分析二、受力分析 11t/2000dTF tantrFF cos/tnFF 以節(jié)點(diǎn)處的嚙合力為分析對象，并不計(jì)嚙合輪齒間的摩擦力，以節(jié)點(diǎn)處的嚙合力為分析對象，并不計(jì)嚙合輪齒間的摩擦力，可得：可得：注意：注意：主動輪的圓周力與其回轉(zhuǎn)方向相反，從動輪的圓周力與其回轉(zhuǎn)方向主動輪的圓周力與其回轉(zhuǎn)方向相反，從動輪的圓周力與其回轉(zhuǎn)方向相同；徑向力分別由作用點(diǎn)指向各自的輪心；法向力通過節(jié)點(diǎn)切于基圓。相同；徑向力分別由作用點(diǎn)指向各自的輪心；法向力通過節(jié)點(diǎn)切于基圓。 三、計(jì)算載荷三、計(jì)算載荷 齒輪傳動強(qiáng)度計(jì)算中所用的載荷，通常取沿齒面接齒輪傳動強(qiáng)

11、度計(jì)算中所用的載荷，通常取沿齒面接觸線單位長度上所受的載荷，即：觸線單位長度上所受的載荷，即：實(shí)際傳動中由于原動機(jī)、工作機(jī)性能的影響以及制實(shí)際傳動中由于原動機(jī)、工作機(jī)性能的影響以及制造誤差、安裝誤差和彈性變形的影響，載荷會有所增大，造誤差、安裝誤差和彈性變形的影響，載荷會有所增大，且沿接觸線分布不均勻，須對（且沿接觸線分布不均勻，須對（9898） 式進(jìn)行修正。式進(jìn)行修正。式中式中 L L輪齒接觸線長度（輪齒接觸線長度（mmmm）。）。 cos2000cos/11LdTLFLFwtnm （4444） cos/LKFLKFKwwtnm （N/mmN/mm）（）（4545） K K為載荷系數(shù)，其值為

12、：為載荷系數(shù)，其值為：K KK KA AK Kv vK KK K1.1.使用系數(shù)使用系數(shù)K KA A 2.2.動載系數(shù)動載系數(shù)K Kv v K Kv v是考慮齒輪在嚙合過程中因其制造精度和運(yùn)轉(zhuǎn)是考慮齒輪在嚙合過程中因其制造精度和運(yùn)轉(zhuǎn)速度而引起的內(nèi)部附加動載荷影響的系數(shù)。速度而引起的內(nèi)部附加動載荷影響的系數(shù)。 齒輪的制造精度和圓周速齒輪的制造精度和圓周速度對動載荷系數(shù)的影響最大。度對動載荷系數(shù)的影響最大。 減小動載荷的措施：減小動載荷的措施：（1 1）對于重要的齒輪可）對于重要的齒輪可采用采用修緣齒修緣齒 ；（2 2）提高制造精度）提高制造精度 （3 3）限制最大的圓周速度）限制最大的圓周速度

13、（表（表4444） （圖（圖4-134-13） 3.3.齒向載荷分布系數(shù)齒向載荷分布系數(shù)K K K K 是考慮載荷沿齒寬方向分布不均的影響系數(shù)。是考慮載荷沿齒寬方向分布不均的影響系數(shù)。 4.4.齒間載荷分配系數(shù)齒間載荷分配系數(shù)K K 齒間載荷分配系齒間載荷分配系數(shù)主要與重合度、齒數(shù)主要與重合度、齒輪精度、齒輪嚙合剛輪精度、齒輪嚙合剛度和磨合狀態(tài)有關(guān)。度和磨合狀態(tài)有關(guān)。對于一般精度的齒輪對于一般精度的齒輪傳動，傳動，K K 值可由表值可由表4646查出。查出。 K K 是考慮同時(shí)嚙合的各對輪齒間載荷分配不均的影響是考慮同時(shí)嚙合的各對輪齒間載荷分配不均的影響系數(shù)。系數(shù)。 四、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算四

14、、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 1.1.基本公式基本公式赫茲應(yīng)力計(jì)算公式，即赫茲應(yīng)力計(jì)算公式，即: :w w圓柱體單位接觸長度上的載荷，圓柱體單位接觸長度上的載荷，w w= =F Fn n/ /L L； 綜合圓率半徑，綜合圓率半徑， ，正號用于外，正號用于外接觸，負(fù)號用于內(nèi)接觸；接觸，負(fù)號用于內(nèi)接觸； 12111 222121111EEwH 接觸線總長度接觸線總長度L L ：abL （1 1）輪齒單位長度計(jì)算載荷）輪齒單位長度計(jì)算載荷 w w（2 2）綜合曲率半徑）綜合曲率半徑 計(jì)算點(diǎn)的確定：計(jì)算點(diǎn)的確定：標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪 ： 1 1d d1 1sinsin /2/2 2 2= = d

15、 d2 2sinsin /2 /2 cos/atbKFw 則則N2N1 2 2O O2 2r rb2b2O O1 1 1 1C 令齒數(shù)比令齒數(shù)比 u u= =z z2 2/ /z z1 1= =d d2 2/ /d d1 1 則則 uud1sin211 （4 41010）將式（將式（4848）和式（）和式（410410）代入式（）代入式（4747），則），則 atHEEuubdKF1cossin211112221211 或或 uubdKFZZZtHEH11 （411411） 式中式中 Z ZE E為為彈性系數(shù)彈性系數(shù)（材料系數(shù)），它取決于材料（材料系數(shù)），它取決于材料性能，由表性能，由表474

16、7查得。查得。 Z ZH H為節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)區(qū)域系數(shù)，它是考慮節(jié)點(diǎn)處齒廓形狀對接，它是考慮節(jié)點(diǎn)處齒廓形狀對接觸應(yīng)力影響的系數(shù)，由圖觸應(yīng)力影響的系數(shù)，由圖419419查出。查出。 Z Z 為重合度系數(shù)，它是考慮重合度影響輪齒嚙合接觸為重合度系數(shù)，它是考慮重合度影響輪齒嚙合接觸線總長線總長L L，從而影響接觸應(yīng)力大小的修正系數(shù)。，從而影響接觸應(yīng)力大小的修正系數(shù)。 對直齒圓柱齒輪，對直齒圓柱齒輪，Z Z 可由下式求出可由下式求出 /1 Z（412） 3/4 Z（4 41313）重合度重合度 可用（可用（414414）式計(jì)算）式計(jì)算 2.2.接觸強(qiáng)度條件接觸強(qiáng)度條件將將F Ft t=2000T=2

17、000T1 1/d/d1 1代入（代入（411411）式，并引入齒寬系數(shù)）式，并引入齒寬系數(shù) d d , ,可得齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算公式可得齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算公式 HdHEHuudKTZZZ 12000311(4-15)(4-15)設(shè)計(jì)公式：設(shè)計(jì)公式： 321112000 HHEdZZZuuKTd 1 1、接觸強(qiáng)度計(jì)算公式中，、接觸強(qiáng)度計(jì)算公式中， ， 21HH 21HH 注意：注意：2 2、影響接觸強(qiáng)度最主要的因素是、影響接觸強(qiáng)度最主要的因素是d d1 1 ( (或或a)a) ，當(dāng)當(dāng) 時(shí)，首先增大時(shí)，首先增大d d1 1 。 3 3、設(shè)計(jì)得、設(shè)計(jì)得d d1 1非最終非最終d d1 1，但但

18、d d1 1取取 d d1 1計(jì)計(jì) 。 11HH 3.3.許用接觸應(yīng)力許用接觸應(yīng)力 H H NHHHZSlim N N 壽命系數(shù)，是應(yīng)力循環(huán)次數(shù)壽命系數(shù)，是應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N N對疲勞極限對疲勞極限的影響系數(shù)；可由的影響系數(shù)；可由圖圖4 42020查出。查出。 N N=60=60antant 接觸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)：接觸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)： S= S H=1.0;S SH H接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)，查表接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)，查表4 48 8。 五、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算五、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 b bS SFaFa1.1.懸臂梁理論懸臂梁理論 WMF 3.3.受力分析受力分析齒根危險(xiǎn)截面存在三種應(yīng)力：彎齒根危險(xiǎn)截面存

19、在三種應(yīng)力：彎曲應(yīng)力曲應(yīng)力 b b、壓應(yīng)力、壓應(yīng)力 p p及切應(yīng)力及切應(yīng)力 。 2.2.危險(xiǎn)截面的確定危險(xiǎn)截面的確定3030 切線法切線法 。4.4.危險(xiǎn)截面的彎曲應(yīng)力危險(xiǎn)截面的彎曲應(yīng)力 6cos2FaFaFanFbShFWM 令令h hFaFa= = m m和和S SFaFa= = m m ，代入上式得：，代入上式得：FatFatFYbmFbmF coscos62（4 41818） coscos62FaFaY 式中：式中：Y YFaFa齒形系數(shù)齒形系數(shù) 上式說明上式說明Y YFaFa只與齒廓形狀有關(guān)，而與模數(shù)（齒廓大?。o只與齒廓形狀有關(guān)，而與模數(shù)（齒廓大?。o關(guān)。當(dāng)齒數(shù)關(guān)。當(dāng)齒數(shù)z z增加

20、，變位系數(shù)增加，變位系數(shù)x x增大或壓力角增大或壓力角 增加時(shí)，齒根厚增加時(shí)，齒根厚度增大（見圖度增大（見圖4 42323），則），則Y YFaFa值減小，從而使齒根彎曲應(yīng)力降值減小，從而使齒根彎曲應(yīng)力降低。當(dāng)載荷作用于齒頂時(shí)，低。當(dāng)載荷作用于齒頂時(shí)，Y YFaFa值可由圖值可由圖4 42424查得。查得。 引入重合度系數(shù)引入重合度系數(shù)Y Y 、應(yīng)力修正系數(shù)、應(yīng)力修正系數(shù)Y YSaSa 及計(jì)算載及計(jì)算載荷荷得到彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算公式得到彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算公式 5.5.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算公式齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算公式 FSaFatFYYYbmKF （4 42020）式中式中 Y YSaSa載荷作用于

21、齒頂時(shí)的應(yīng)力修正系數(shù)，其載荷作用于齒頂時(shí)的應(yīng)力修正系數(shù)，其值可查圖值可查圖425。Y Y 彎曲強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的重合度系數(shù)，彎曲強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的重合度系數(shù)，Y Y 可按可按下式計(jì)算：下式計(jì)算： 75. 025. 0 Y6.6.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式 將將F Ft t=2000=2000T T1 1/ /d d1 1和和b b= = d dd d1 1代入式（代入式（4 42020），并?。?，并取Y Y 1 1（即（即 1 1），經(jīng)整理后得：），經(jīng)整理后得： FSaFadFYYzmKT 2131200032116 .12FSaFadYYzKTm 注意：注意：1 1、由于、由于 ，

22、按照彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)大小，按照彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)大小齒輪其它參數(shù)均相同，只有齒輪其它參數(shù)均相同，只有 不同，應(yīng)將不同，應(yīng)將 和和 中較大者代入計(jì)算，再分別驗(yàn)算。中較大者代入計(jì)算，再分別驗(yàn)算。 ,21FF 21FF FSaFaYY111FSaFaYY222FSaFaYY2 2、影響彎曲強(qiáng)度最主要的因素是、影響彎曲強(qiáng)度最主要的因素是m m 。 3 3、開式齒輪傳動需將計(jì)算的、開式齒輪傳動需將計(jì)算的m m值增大值增大10101515，然后取，然后取標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值4 4、傳遞動力的齒輪，、傳遞動力的齒輪，m1.5m1.52 2以免斬?cái)?。以免斬?cái)?。彎曲?qiáng)度計(jì)算時(shí)：彎曲強(qiáng)度計(jì)算時(shí)： S= S F=1.251.50；7

23、.7.許用彎曲應(yīng)力許用彎曲應(yīng)力 F F STNFFFYYSlim Y YN N彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)，由彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)，由圖圖4 42626查得；查得； Y YSTST試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)尺寸系數(shù)，取試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)尺寸系數(shù)，取2.0 2.0 S SF F齒根彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，查表齒根彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，查表4 48 8。 齒輪強(qiáng)度公式的使用：齒輪強(qiáng)度公式的使用：1.1.閉式齒輪傳動閉式齒輪傳動常見失效形式：點(diǎn)蝕和輪齒疲勞折斷。常見失效形式：點(diǎn)蝕和輪齒疲勞折斷。按齒面接觸強(qiáng)度條件確定按齒面接觸強(qiáng)度條件確定d d1 1m m、z z 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算2.2.

24、開式齒輪傳動開式齒輪傳動常見失效形式：輪齒疲勞折斷和磨損。常見失效形式：輪齒疲勞折斷和磨損。開式齒輪傳動，由于不產(chǎn)生點(diǎn)蝕，通常按彎曲疲開式齒輪傳動，由于不產(chǎn)生點(diǎn)蝕，通常按彎曲疲勞強(qiáng)度條件確定其主要參數(shù)及尺寸，考慮磨損嚴(yán)重，勞強(qiáng)度條件確定其主要參數(shù)及尺寸，考慮磨損嚴(yán)重，則將算出之模數(shù)放大則將算出之模數(shù)放大10101515，不再進(jìn)行驗(yàn)算。，不再進(jìn)行驗(yàn)算。 第六節(jié)第六節(jié) 設(shè)計(jì)參數(shù)和傳動精度設(shè)計(jì)參數(shù)和傳動精度 一、主要參數(shù)選擇一、主要參數(shù)選擇 2.2.齒數(shù)和模數(shù)齒數(shù)和模數(shù) 1 1壓力角壓力角 的選擇的選擇一般情況下取一般情況下取 =20=20當(dāng)當(dāng)d d1 1已按接觸疲勞強(qiáng)度確定時(shí)，已按接觸疲勞強(qiáng)度確定

25、時(shí)，一般情況下，閉式齒輪傳動一般情況下，閉式齒輪傳動: : z z1 1=20=204040 開式齒輪傳動開式齒輪傳動: : z z1 1=17=1720 20 z z2 2= =uzuz1 1z z1 1mm重合度重合度 傳動平穩(wěn)傳動平穩(wěn)抗彎曲疲勞強(qiáng)度降低抗彎曲疲勞強(qiáng)度降低齒高齒高h(yuǎn) h 減小切削量、減小滑動率減小切削量、減小滑動率因此，在保證彎曲疲勞強(qiáng)度的前提下，齒數(shù)選得多一些好！因此，在保證彎曲疲勞強(qiáng)度的前提下，齒數(shù)選得多一些好！3.3.齒寬系數(shù)齒寬系數(shù) d d d d 齒寬齒寬b b 有利于提高強(qiáng)度，但有利于提高強(qiáng)度，但 d d過大將導(dǎo)致過大將導(dǎo)致K K1dbd 表表4 49 齒寬系數(shù)

26、齒寬系數(shù) d d的薦用值的薦用值齒輪相對于軸承布置齒輪相對于軸承布置軟齒面軟齒面硬齒面硬齒面對稱布置對稱布置非對稱布置非對稱布置懸臂布置懸臂布置0.81.40.61.20.30.40.40.90.30.60.20.25注：注：1軟齒面是指兩齒輪中只要有一個(gè)齒輪的齒面硬度為軟齒面是指兩齒輪中只要有一個(gè)齒輪的齒面硬度為HBSHBS350； 2硬齒面指兩齒面硬度均為硬齒面指兩齒面硬度均為HBS350HBS350； 3直齒圓柱齒輪取小值，斜齒輪取大值（人字齒輪可達(dá)直齒圓柱齒輪取小值，斜齒輪取大值（人字齒輪可達(dá)2 2）。載荷）。載荷穩(wěn)定，軸剛度大時(shí)取大值，否則取小值。穩(wěn)定，軸剛度大時(shí)取大值，否則取小值。

27、 4非金屬齒輪可取非金屬齒輪可取 d d0.51.24.4.傳動比傳動比i i和齒數(shù)比和齒數(shù)比u u 傳動比傳動比i i為主動輪與從動輪角速度之比為主動輪與從動輪角速度之比( (i i= = 1 1/ / 2 2 ) )。 齒數(shù)比齒數(shù)比u u則定義為大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比則定義為大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比（u u= =z z2 2/ /z z1 1），其值恒），其值恒1 1 。對于減速傳動對于減速傳動u u= =i i，對于增速，對于增速u u=1/=1/i i。 按機(jī)器工作要求及結(jié)構(gòu)尺寸要求來選?。喊礄C(jī)器工作要求及結(jié)構(gòu)尺寸要求來選?。?一般閉式齒輪減速傳動，為了結(jié)構(gòu)緊湊，通常一般閉式齒輪

28、減速傳動，為了結(jié)構(gòu)緊湊，通常單級齒輪傳動比單級齒輪傳動比i i335 5； 開式齒輪傳動可稍大些。開式齒輪傳動可稍大些。 二、齒輪傳動的精度等級及其選擇二、齒輪傳動的精度等級及其選擇 齒輪和齒輪副有齒輪和齒輪副有1313個(gè)精度等級，第個(gè)精度等級，第0 0級最高，第級最高，第1212級最低。通用機(jī)械中齒輪傳動常用的精度等級為級最低。通用機(jī)械中齒輪傳動常用的精度等級為6 6、7 7、8 8、9 9級。級。 齒輪的精度等級應(yīng)根據(jù)傳動的用途、使用條件、傳齒輪的精度等級應(yīng)根據(jù)傳動的用途、使用條件、傳動功率、圓周速度及其它技術(shù)要求決定。動功率、圓周速度及其它技術(shù)要求決定。1、精度等級、精度等級2、精度等級

29、的選擇、精度等級的選擇3 3、齒輪精度的標(biāo)注、齒輪精度的標(biāo)注 在齒輪工作圖上，應(yīng)標(biāo)注齒輪的精度等級。在齒輪工作圖上，應(yīng)標(biāo)注齒輪的精度等級。標(biāo)注示例：標(biāo)注示例：（1 1）8 GB/T10095.1-20088 GB/T10095.1-2008（2）6（F）、）、7（ Fp 、 F ） GB/T10095.1-2008例例4 41 1 設(shè)計(jì)如圖所示帶式運(yùn)輸機(jī)傳動方案設(shè)計(jì)如圖所示帶式運(yùn)輸機(jī)傳動方案IIII中雙級中雙級圓柱齒輪減速器中低速級直齒圓柱齒輪傳動。已知：圓柱齒輪減速器中低速級直齒圓柱齒輪傳動。已知：膠帶拉力膠帶拉力F F=10000N=10000N，膠帶速度，膠帶速度v v=0.8m/s=0

30、.8m/s，卷筒直徑，卷筒直徑D D=220mm=220mm。 傳動方案：傳動方案：一、帶式運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)動和動力設(shè)計(jì)一、帶式運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)動和動力設(shè)計(jì) 二、低速級直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計(jì)二、低速級直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計(jì) 已知條件為：已知條件為： n nI I=279.16r/min=279.16r/min，P PI I= = P PIIII=10.46kW=10.46kW，i i= = i i2 2=4.02=4.02，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，雙班制連續(xù)工作，使用時(shí)間單向運(yùn)轉(zhuǎn)，雙班制連續(xù)工作，使用時(shí)間1010年（每年工年（每年工作作250250天），天），T TI I= = T TIIII=357.74Nm=357.7

31、4Nm。 1 1選擇材料選擇材料 一般用途的減速器，故選用軟齒面齒輪傳動。一般用途的減速器，故選用軟齒面齒輪傳動。 查表查表4 41 1，小齒輪選用，小齒輪選用40Cr40Cr調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)處理，HBWHBW1 1=260280=260280，大齒輪選用大齒輪選用4545鋼調(diào)質(zhì)處理，鋼調(diào)質(zhì)處理，HBWHBW2 2=220240=220240。計(jì)算時(shí)取。計(jì)算時(shí)取HBWHBW1 1=270=270，HBWHBW2 2=230=230。（。（HBSHBS1 1HBSHBS2 2=270230=40=270230=40合適）合適） 2 2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度初步設(shè)計(jì) 32111

32、766uuKTdHd 由表由表4 410 10 （1 1）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T T1 1=357.74Nm=357.74Nm； （2 2）齒寬系數(shù)）齒寬系數(shù) d d由表由表4 49 9知，軟齒面、非對稱布置知，軟齒面、非對稱布置取取 d d=0.8=0.8； （3 3）齒數(shù)比）齒數(shù)比u u：對減速運(yùn)動，：對減速運(yùn)動，u u= =i i=4.02=4.02； （4 4）載荷系數(shù)）載荷系數(shù)K K：初選：初選K K1.61.6（直齒輪、非對稱布置）；（直齒輪、非對稱布置）； （5 5）確定許用接觸應(yīng)力）確定許用接觸應(yīng)力 H H NHHHZSlim 1 1）接觸疲勞極限應(yīng)力）接觸疲勞極

33、限應(yīng)力 H Hlimlim由圖由圖4-7c4-7c查得，查得， H Hlim1lim1=735MPa=735MPa， H Hlim2lim2=570MPa=570MPa（按圖中（按圖中MQMQ查值）；查值）； 2 2）安全系數(shù)）安全系數(shù)S SH H由表由表4-84-8查得，取查得，取 S SH H=1=1； 3 3）壽命系數(shù)）壽命系數(shù)Z ZN N由式（由式（9-309-30）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N N=60=60antant 查圖查圖9 93535得：得：Z ZN N1 1=1.02=1.02，Z ZN N2 2=1.12=1.12（均按曲線（均按曲線1 1查得）查得） MPa

34、ZSNHHH724102. 171011lim1 MPaZSNHHH650112. 158022lim2 (6)(6)計(jì)算小齒輪分度圓直徑計(jì)算小齒輪分度圓直徑d d1 1 mmuuKTdHd1064146508 . 011.35927661766323211 （7 7）初步確定主要參數(shù)）初步確定主要參數(shù) 1 1）選取齒數(shù)）選取齒數(shù) 取取z z1 1=36=36，z z2 2= =uzuz1 1=4=436=144 36=144 2 2）計(jì)算模數(shù)）計(jì)算模數(shù) mmzdm94. 23610611 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m m=3mm =3mm 3 3）計(jì)算分度圓直徑）計(jì)算分度圓直徑d d1 1= =m

35、zmz1 1=3=336=108mm106mm36=108mm106mm（合適）（合適） d d2 2= =mzmz2 2=3=3144=432mm 144=432mm 4 4）計(jì)算中心距）計(jì)算中心距 270432108212121 ddammmm5 5）計(jì)算齒寬）計(jì)算齒寬 b b= = d ddd1 1=0.8=0.8108=86.4 108=86.4 圓整取圓整取b b=86mm=86mm3 3驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 HdHEHuudKTZZZ 12000311(9-21)(9-21) 4141088 . 011.35975. 2200086. 05 . 28 .1891

36、20003311 uudKTZZZdHEH MPaH6507 .638 4 4驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 FSaFatFYYYbmKF MPaYYYbmKFFSaFatF43220767. 066. 145. 2386665095. 2111 MPaYYYYFSaFaSaFaFF6 .30920266. 145. 284. 115. 2208/112212 （安全）（安全）故彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。故彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。 5 5確定齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸確定齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸 z z1 1=36=36，z z2 2=144=144，m m=3mm=3mm，a a=270mm =2

37、70mm 分度圓直徑分度圓直徑d d1 1= =mzmz1 1=3=336=108mm36=108mm； d d2 2= =mzmz2 2=3=3144=432mm144=432mm； 齒頂圓直徑齒頂圓直徑d da a1 1= =d d1 1+2+2m m=108+2=108+23=114mm 3=114mm d da a2 2= =d d2 2+2+2m m=432+2=432+23=438mm 3=438mm 齒根圓徑齒根圓徑d df f1 1= =d d1 12.52.5m m=1082.5=1082.53=100.5mm 3=100.5mm d df f2 2= =d d2 22.52

38、.5m m=4322.5=4322.53=424.5mm 3=424.5mm 齒齒 寬寬b b2 2= =b b=86mm =86mm b b1 1= =b b2 2+(510)=86+(510)=9196mm+(510)=86+(510)=9196mm取取b b1 1=94mm =94mm 中心距中心距 270432108212121 ddammmm6 6確定齒輪制造精度確定齒輪制造精度 由前計(jì)算知由前計(jì)算知v v=1.57m/s=1.57m/s查表查表9 91313，確定齒輪第，確定齒輪第IIII公差組為公差組為8 8級精度，第級精度，第I I、公差組與第公差組與第IIII組同為組同為8

39、8級。級。按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊推薦確定其齒厚偏差按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊推薦確定其齒厚偏差:小輪為小輪為GJGJ，在其零件工作圖上標(biāo)記為：，在其零件工作圖上標(biāo)記為： 8GJ GB10095888GJ GB1009588， 大齒輪齒厚偏差為大齒輪齒厚偏差為HKHK，在其零件工作圖上標(biāo)記為：，在其零件工作圖上標(biāo)記為： 8HK GB10095888HK GB1009588。 7 7確定齒輪的結(jié)構(gòu)、尺寸并繪制零件工作圖。（略）確定齒輪的結(jié)構(gòu)、尺寸并繪制零件工作圖。（略） 第五節(jié)第五節(jié) 斜齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算斜齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算 一、幾何尺寸計(jì)算一、幾何尺寸計(jì)算 端面參數(shù)、法面參數(shù)：端面參數(shù)、法面參數(shù)： 幾何

40、尺寸計(jì)算幾何尺寸計(jì)算：見表：見表4 41616 1.1.力的大小力的大小2211t20002000dTdTF costanFtanFFntncr tantaFF coscossinnnntrFFF 二、標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動的二、標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動的受力分析受力分析 1 1 2 2O O1 1O O2 22 2力的方向力的方向F Ft2t2F Ft1t1F Fa2a2F Fa1a1F Fr1r1F Fr2r2F Fr1r1F Fr2r2三、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算三、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 驗(yàn)算公式驗(yàn)算公式 : : HtHEHuubdKFZZZZ 11MPaMPaZ Z 螺旋角系數(shù)，螺旋角系數(shù)， Z

41、 Z 重合度系數(shù)，重合度系數(shù)， Z ZE彈性系數(shù)，彈性系數(shù)， Z ZH H節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)， 設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式 : : 321112000 HHEdZZZZuuKTd mmmm常用的鋼制斜齒圓柱齒輪傳動簡化公式常用的鋼制斜齒圓柱齒輪傳動簡化公式 ： )(17563211mmuuKTdHd 四、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算四、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 驗(yàn)算公式驗(yàn)算公式 : : FSaFantFYYYYbmKF (MPa)(MPa)Y YFaFa齒形系數(shù)，齒形系數(shù)， Y YSaSa齒根應(yīng)力修正系數(shù)，齒根應(yīng)力修正系數(shù)，Y Y 螺旋角系數(shù)。螺旋角系數(shù)。 Y Y重合度系數(shù)。重合度系數(shù)。 設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式

42、: : 32121cos2000 YYYYzKTmSaFaFdn (mm)(mm)簡化公式簡化公式 : : 32114 .12FSaFadnYYzKTm (mm)(mm)例例4 42 2 設(shè)計(jì)如圖所示帶式運(yùn)輸機(jī)傳動方案設(shè)計(jì)如圖所示帶式運(yùn)輸機(jī)傳動方案IIII中雙中雙級圓柱齒輪減速器中高速級斜齒圓柱齒輪傳動。由級圓柱齒輪減速器中高速級斜齒圓柱齒輪傳動。由例例9-29-2知設(shè)計(jì)斜齒圓柱齒輪傳動的條件為：知設(shè)計(jì)斜齒圓柱齒輪傳動的條件為：n n1 1=1460r/min=1460r/min，P P1 1=10.89kW=10.89kW，i i=5.25=5.25，T T1 1=71.23Nm=71.23

43、Nm，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，雙班制連續(xù)工作，使用時(shí)間單向運(yùn)轉(zhuǎn)，雙班制連續(xù)工作，使用時(shí)間1010年（每年年（每年工作工作250250天）。天）。 1 1選擇材料選擇材料 一般用途的減速器，故選用軟齒面齒輪傳動。一般用途的減速器，故選用軟齒面齒輪傳動。 為便于比較，同例為便于比較，同例4-14-1，小齒輪選用，小齒輪選用40Cr40Cr調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)處理，HBWHBW1 1=260=260280280，大齒輪選用，大齒輪選用4545鋼調(diào)質(zhì)處理，鋼調(diào)質(zhì)處理，HBWHBW2 2=220=220240240。計(jì)算時(shí)取。計(jì)算時(shí)取HBWHBW1 1=270=270，HBWHBW2 2=230=230。（HBWHBW1

44、1HBWHBW2 2=260=260230=30230=30合適）。合適）。 解：解：斜齒圓柱齒輪傳動的條件為：斜齒圓柱齒輪傳動的條件為：n n1 1=1460r/min=1460r/min，P P1 1=10.89kW=10.89kW，i i=5.25=5.25，T T1 1=71.23Nm=71.23Nm，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，雙班制連續(xù)工作，使用時(shí)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，雙班制連續(xù)工作，使用時(shí)間間1010年（每年工作年（每年工作250250天）。天）。 2 2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度初步設(shè)計(jì) 32111756uuKTdHd 由式由式（1 1）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T T1 1=7

45、1.23Nm=71.23Nm； （2 2）齒寬系數(shù)）齒寬系數(shù) d d由表由表4 49 9知，軟齒面、非對稱布知，軟齒面、非對稱布置取置取 d d=0.9=0.9； （3 3）齒數(shù)比）齒數(shù)比u u：對減速運(yùn)動，：對減速運(yùn)動，u u= =i i=5.25=5.25； （4 4）載荷系數(shù)）載荷系數(shù)K K：初選：初選K K1.81.8（速度高、非對稱布（速度高、非對稱布置）；置）； （5 5）確定許用接觸應(yīng)力）確定許用接觸應(yīng)力 H H NHHHZSlim 1 1）接觸疲勞極限應(yīng)力）接觸疲勞極限應(yīng)力 H Hlimlim由圖由圖4-7c4-7c查得，查得， H Hlim1lim1=735MPa=735MP

46、a， H Hlim2lim2=570MPa=570MPa（按圖中（按圖中MQMQ查值）；查值）； 2 2）安全系數(shù)）安全系數(shù)S SH H由表由表9-119-11查得，取查得，取 S SH H=1=1； 3 3）壽命系數(shù)）壽命系數(shù)Z ZN N由式（由式（9-309-30）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N N=60=60antant 查圖查圖9 93535得：得：Z ZN N1 1=0.91=0.91，Z ZN N2 2=1.02=1.02（均按曲線（均按曲線1 1查得）查得） MPaZSNHHH646191. 071011lim1 MPaZSNHHH592102. 158022lim2 (

47、6)(6)計(jì)算小齒輪分度圓直徑計(jì)算小齒輪分度圓直徑d d1 1 mmuuKTdHd47.6125. 5125. 55929 . 023.7127561756323211 （7 7）初步確定主要參數(shù)）初步確定主要參數(shù) 1 1）選取齒數(shù)）選取齒數(shù) 取取z z1 1=26=26，z z2 2= =uzuz1 1=5.25=5.2526=136.526=136.5，取取z z2 2 137137。2 2）初選）初選 =15=15 ； 3 3）計(jì)算法面模數(shù)）計(jì)算法面模數(shù)m mn n 28. 22615cos47.61cos11 zdmn mmmm選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m mn n=2.5mm=2.5m

48、m。 4 4）計(jì)算中心距）計(jì)算中心距a a 94.21015cos2137265 . 2cos221 zzmanmmmm為便于箱體的加工及測量，將為便于箱體的加工及測量，將a a圓整，取圓整，取a a=210mm =210mm 。5 5）計(jì)算實(shí)際螺旋角）計(jì)算實(shí)際螺旋角 0136.142102137265 . 2arccos2arccos21azzmn 6 6）計(jì)算分度圓直徑）計(jì)算分度圓直徑 d d1 1= =m mn nz z1 1/cos/cos =2.5=2.526/cos14.013626/cos14.0136 =66.99mm61.47mm =66.99mm61.47mm （合適）（合

49、適） d d2 2= =m mn nz z2 2/cos/cos =2.5=2.5137/cos14.0136137/cos14.0136 =353.01mm =353.01mm 驗(yàn)證：驗(yàn)證： 21001.35399.66212121 ddammmm正確。正確。 7）計(jì)算齒寬）計(jì)算齒寬 b b= = d ddd1 1=0.9=0.966.99=60.29mm =60.29mm 圓整取圓整取b b=60mm=60mm3 3驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 HtHEHuudbKFZZZZ 11（1 1）彈性系數(shù)）彈性系數(shù)Z ZE E 由表由表4 47 7 查得，查得，Z ZE E=189.

50、8 =189.8 MPa（2 2）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z ZH H 由圖由圖4 419 19 查得，查得，Z ZH H=2.44=2.44； （3 3）重合度系數(shù)）重合度系數(shù)Z Z 先由先由 169. 15 . 2381.12sin62sin nmb知知 1 Z7 . 1381.12cos14112712 . 388. 1cos112 . 388. 121 zz故故 77. 07 . 111 Z（4 4）螺旋角系數(shù)）螺旋角系數(shù)Z Z 988. 0381.12coscos Z（5 5）圓周力）圓周力F Ft t N212799.6623.712000200011 dTFt（6 6）載荷系數(shù)

51、）載荷系數(shù)K K K K= =K KA AK Kv vK KH H K KH H 1 1）使用系數(shù)）使用系數(shù)K KA A 由表由表9 96 6 查得查得K KA A=1.25 =1.25 2 2）動載系數(shù)）動載系數(shù)K Kv v 由由 1 . 5100060146099.6614. 310006011 ndv m/s m/s 查圖查圖9 923 23 K Kv v=1.2=1.2（初?。ǔ跞? 8級精度）級精度） 3 3）齒向載荷分布系數(shù)）齒向載荷分布系數(shù)K KH H 由表由表9 97 7，按調(diào)質(zhì)齒輪、，按調(diào)質(zhì)齒輪、8 8級精度，非對稱布置，級精度，非對稱布置，裝配時(shí)不作檢驗(yàn)調(diào)整，可得裝配時(shí)不作

52、檢驗(yàn)調(diào)整，可得 48. 1601061. 099.666099.66606 . 0118. 023. 1106 . 0132232121 bCdbdbBAKH 4 4）齒間載荷分配系數(shù)）齒間載荷分配系數(shù)K KH H 由由 mmNmmNbFKtA/100/31.4460212725. 1 查表查表9 98 8， bFHKK 2cos 式中式中 68. 1 由（由（9-329-32）式）式 56.200136.14cos20costgarctgtgarctgnt 9737. 056.20cos20cos0136.14coscoscoscoscos tnb 則則 77. 19737. 068. 1c

53、os22 bFHKK 故故 K K= =K KA AK Kv vK KH H K KH H =1.25=1.251.21.21.481.481.77=3.1.77=3.93 93 （7 7）驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度）驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 uubdKFZZZZtHEH11 25. 5125. 599.6660212793. 3985. 077. 043. 28 .189 =550MPa =550MPa MPa MPa （安全）（安全） 5922 H 4 4驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 由式（由式（9 94646） FSaFantFYYYYbmKF （1 1）由前已知；）由前已知；F Ft

54、 t=2127N=2127N，b b=60mm=60mm，m mn n=2.5mm=2.5mm； （2 2）載荷系數(shù)）載荷系數(shù)K K K K= =K KA AK Kv vK KF F K KF F 1 1）使用系數(shù)）使用系數(shù)K KA A同前，即同前，即K KA A=1.25 =1.25 2 2）動載系數(shù)）動載系數(shù)K Kv v同前，即同前，即K Kv v=1.2 =1.2 3 3）齒向載荷分布系數(shù)）齒向載荷分布系數(shù)K KF F ，由圖，由圖9 925 25 當(dāng)當(dāng)K KH H =1.48=1.48， 67.105 . 225. 26025. 260 nmhb時(shí)，查出時(shí)，查出K KF F =1.44

55、 =1.44 4 4）齒間載荷分配系數(shù)）齒間載荷分配系數(shù)K KF F 由前可知：由前可知： 7 . 0 Y68. 185. 1則則 53. 385. 168. 1 重合度系數(shù)重合度系數(shù)Y Y 由式（由式（9-279-27），）， 7 . 068. 175. 025. 075. 025. 0 Y由表由表9 98 8注注2 2： 37 . 068. 153. 3 Y前面已求得前面已求得 377. 1 YKF故故 77. 1 FK可得可得 K K= =K KA AK Kv vK KF F K KF F =1.25=1.251.21.21.441.441.77=3.8 1.77=3.8 （3 3）齒形

56、系數(shù)）齒形系數(shù)Y YFaFa 由當(dāng)量齒數(shù)由當(dāng)量齒數(shù) 5 .280136.14cos26cos/3311 zzv 1500136.14cos137cos/3322 zzv查圖查圖9 93232，得，得 Y YFaFa1 1=2.56=2.56，Y YFaFa2 2=2.14 =2.14 （4 4）齒根應(yīng)力修正系數(shù)）齒根應(yīng)力修正系數(shù)Y YSaSa 由由z zv v1 1=28.5 =28.5 z zv v2 2=150=150查圖查圖9 93333，得，得Y YS aS a1 1=1.62 =1.62 Y YSaSa2 2=1.85 =1.85 （5 5）重合度系數(shù)）重合度系數(shù)Y Y 7 . 0

57、Y（6 6）螺旋角系數(shù)）螺旋角系數(shù)Y Y 由式（由式（9 94747），），Y Y =1=1 （ /120/120 ） 由前計(jì)算由前計(jì)算 =1.851=1.851，則計(jì)算時(shí)取，則計(jì)算時(shí)取 =1=1及及 =14.0136=14.0136 ， 88. 01200136.1411 Y（7 7）許用彎曲應(yīng)力）許用彎曲應(yīng)力 F F 1 1）彎曲疲勞極限應(yīng)力）彎曲疲勞極限應(yīng)力 F Flimlim 同直齒即同直齒即 F Flim1lim1=600MPa=600MPa， F Flim2lim2=430MPa=430MPa； 2 2）安全系數(shù)）安全系數(shù)S SF F 由表由表9 911 11 取取S SF F=1

58、.25=1.25； 3 3）壽命系數(shù)）壽命系數(shù)Y YN N 由由N N1 13.53.510109 9，N N2 26.76.710108 8，查圖，查圖9 93737，Y YN N1 10.860.86，Y YN N2 20.90 0.90 4 4）尺寸系數(shù)）尺寸系數(shù)Y YX X 由由m mn n=2.5mm=2.5mm，查圖，查圖9 93838，Y YX X1 1Y YX X2 21 1 則則 413186. 025. 1600111lim1 XNFFFYYS MPa MPa 310190. 025. 1430222lim2 XNFFFYYS MPa MPa （8 8）驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度

59、）驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 13888. 07 . 062. 156. 25 . 26021278 . 3.111 YYYYmbKFSaFantFMPa MPa 4131 F MPa MPa 310MPa13262. 156. 285. 114. 2138/2112212 FSaFaSaFaFFYYYY MPa MPa 故彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。故彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。 5 5確定齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸確定齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸 z z1 1=26=26，z z2 2=137=137，m mn n=2.5mm=2.5mm， =14.0136=14.0136 分度圓直徑分度圓直徑 99.660136.14cos265 . 2cos11 zmdn01.3530136.14cos1375 . 2cos22 zmdn齒頂圓直徑齒頂圓直徑d da a1 1= =d d1 1+2+2m mn n=66.99+2=66.99+22.5=71.99mm 2.5=71.99mm d da a2 2= =d d2 2+2+2m mn n=353.01+2=353.01+22.5=358.01mm 2.5=358.01mm 齒根圓徑齒根圓徑d df f1 1= =d d1 12.52.5m mn n=66.992.5=66.992