直齿轮传动设计计算实例

直齿轮传动设计计算实例已知条件：斜齿圆柱齿轮传动，输入功率为P_I=4.17kw，齿轮转速为n_I=626r/min，传动比为i₂=3.7，由电动机驱动，工作寿命为10年，每年工作300天，每天工作16小时，轻微冲击，转向不变。

1、齿轮基本参数选定（齿轮设计参照《机械设计》教材进行设计）

（1）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。

（2）材料：参照表10-1高速级小齿轮选用45^#钢调质处理，齿面硬度为250HBS。高速级大齿轮选用45^#钢调质，齿面硬度为220HBS。

（3）小齿轮齿数初选为，大齿轮齿数。

2、按齿面接触强度计算

    由设计计算公式（10-9a）进行计算，即

（1）确定公式内的各计算数据

①试选载荷系数

②计算小齿轮传递的转矩

③由表10-7选取齿宽系数

④由表10-6查得材料的弹性影响系数

⑤由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限

⑥由式10-13计算应力循环次数。

⑦由图10-19取接触疲劳寿命系数  。

⑧计算接触疲劳许用应力

取失效概率为1％，安全系数S=1，由式（10-12）得

﹙2﹚计算

①试算小齿轮分度圆直径,代入中最小值。

②计算圆周速度v

③计算齿宽b

④计算齿宽与齿高之比

模数                                   

齿高                                 

⑤计算载荷系数

    根据，8级精度，由图10-8查得动载荷系数；

    直齿轮,；

    由表10-2查得使用系数；

    由表10-4用插值法查得8级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，。

    由，查图得；

    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，由式（10-10a）得

⑦计算模数m

   

3、按齿根弯曲强度设计

    由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为

（1）确定公式内的各计算数值

①由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限；

②由图10-18取弯曲疲劳寿命系数,；

③计算弯曲疲劳许用应力

取弯曲疲劳安全系数S=1.3，由式(10-12)得

④计算载荷系数K

⑤查取齿形系数

    由表10-5查得  

⑥查取应力校正系数

    由表10-5查得  

⑦计算大、小齿轮的并加以比较

    故小齿轮的数值较大。

（2）设计计算

 

    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，仅与齿轮直径有关，可取弯曲强度算得的模数1.98并就近圆整为标准值，按接触疲劳强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数

    大齿轮齿数

4、几何尺寸计算

（1）计算分度圆直径

（2）计算中心距

（3）计算齿宽

取  

（4）计算齿顶圆和齿底圆直径