直齿圆柱齿轮的设计

齿轮传动的设计小组成员：胡书明(1608100312)、韩雨(1608100309)、何克锦(1608100311)、何姜雄(1608100310)专业班级：车辆工程103班设计题目设计如图所示给料机用二级圆柱齿轮减速器中低速级的直齿圆柱齿轮传

动。已知低速级小齿轮传递的功率p=17kw,小齿轮的转速n=30r/mm,1传动比i=4，单向传动，工作平稳，每天工作8小时，每年工作300天，预期寿命10年。要求：基本要求同大作业3,同时要求说明书层次清楚，数据来源准确。设计出齿轮的结构。设计思路：根据上图的给料机模型，整个模型采用了3对齿轮，分别是斜齿轮、直齿轮和锥齿轮。根据题目对低速级直齿轮进行设计。在设计时对齿轮的精度等级、材料及齿数进行选择并对其强度进行校核计算。直齿轮传动的设计1：已知条件及齿轮的选择根据题目已知条件低速级小齿轮传递功率P=17KW，小齿轮的转速n=30r/min，传动比i=n=30r/min每年工作300天，预期寿命10年。则可知n=n/i=7・5r/min，传递的功率p=17KW。

1） 运输机的工作速度不高，故选用7级精度。2） 材料的选择，由《机械设计》P191表10-1选择小齿轮材料40Cr（调质）,硬度为280HBS,大齿轮材料45钢（调质），硬度为240HBS。3） 选择小齿轮齿数z=20，大齿轮齿数z=iXz=80。1212H1 u2：2H1 u人、232\KTu土1由设计公式d-2.32击•⑴确定公式内的各计算数值Q试选载荷系数K=1.3。tQ对齿轮转矩T1的计算T=95.5X1时=95.5X10,x17〜5.412x10”N/mm1n 30④齿宽系数e的选择d装置状况两支撑相对于小齿轮做对称布置两支撑相对于小齿轮做不对称布置小齿轮做悬臂布置ed0.9—1.4(1.2—1.9)0.7—1.15(1.1—1.65)0.4—0.6注：大、小齿轮皆为硬齿面时ed应取表中偏下限值；若为软齿面或仅大齿轮为软齿面时，9可取表中偏上限的数值。所以选择齿宽系数9=1・2。d dQ由《机械设计》第八版P201表10-6,根据大小齿轮都属于锻钢，所以选择弹性影响系数Z=189.8MPa1/2。EQ由《机械设计》第八版P201表10-21d按齿面硬度MQ查小齿轮的接触疲劳强度极限" =775MPa;大齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1a=600MPaHlim2

Q计算应力循环次数N=60njL=60x30x1.2x（lx8x300x10）=5.184x1071hN=N/4=1.296x1O71Q计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数S=1,参考《机械设计》第八版P207图10-19则取K=0.90;K=0.95。HN1 HN2b]=Khn暑_二0.9x775MPa=697.5MPaTOC\o"1-5"\h\zH1 Sb]=Khn‘lm2=0.95x600MPa=570MPaH2 S⑵计算i）试算小齿轮分度圆直径d，代入匚］中较小的值。11 Hd>2.322）计算圆周速度v。d>2.322）计算圆周速度v。_Kdnv_60x103d>2.32:2沁216.443mmkx216.443x3060x103沁0.34m/s3） 计算齿宽bb_o•d_1.2x216.443_259.732mmd 1t4） 计算齿宽与齿高之比b/h。模数：m_d/z_216.443/20q10.8221t 1齿高.h_2.25m_2.25x10.822q24.35mmtb/h_259.732/24.35q10.6675） 计算载荷系数。根据v_0.34m/s,7级精度，由《机械设计》第八版P194图10-8,

查的动载荷系数K=1・°1；直齿轮，K=K=1,由表10-2查使用系v Ha Fa数K=1;由表10-4查7级精度、小齿轮相对支撑非对称布置时，AK=1.454;由b/h二10.667，K=1.454査图［。七得HP HPk=1.36;Fp ，故载荷系数K=KKKK=1x1.01x1x1.454沁1.469AVHaHP6） 按照实际载荷系数校正所得的分度圆直径d=dK/K=216.443x31.4691.3沁225.44mm1 1t汎 t 37） 计算模数m。m=d/z=225.44/20沁11.272113.按齿根弯曲强度设计由弯曲强度的设计公式:由弯曲强度的设计公式:⑴确定公式内的各计算数值1） 由《机械设计》第八版P图10-20C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限"=500MPa;齿轮的弯曲疲劳强度极限° =380MPa；FE1 FE22） 由图10-18取弯曲疲劳寿命系数F=0.85,F=0.88FN1 FN23） 计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数fc]=F1fc]=F1S二取弯曲疲劳安全系数fc]=F1fc]=F1f1=0.85X500=303.57MPaKJ…=0.88X380二238・86MPa2 14，4） 计算载荷系数K。K=KKKK=1x1.01x1x1.36=1.3736AVFaFP5） 查取齿形系数和应力校正系数

由表10-5查的由表10-5查的=2.80;Y由表10-5查的由表10-5查的=2.80;Y=2.22Fa1 Fa2=1.55;Y=1.77。Sa1 Sa2YY7）计算大、小齿轮的并加以比较YY_2.80x1.55匸小1 .sa1 1TT303.57沁0.0143*2,_2.22x1.77238.86沁0.016F1大齿轮的数值大。（2）设计计算;2x1.3736x5.412x106001679136mn x0.016沁7.9136\ 1.2x202 ，对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于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，可取弯曲强的计算的模数m_7.9136并就近圆整为标准值m_8，接触强度算得的分度圆直径d_225.44，算出小齿轮的齿数1z_d/m沁29，大齿轮齿数z_29x4_116。1124几何尺寸计算（1） 计算分度圆直径d_zxm_29x8_232mm,d_zm_116x8_928mm1122（2） 计算中心距a_（d+d）/2_580mm12（3） 计算齿轮宽b_od_1.2x232_278.4d1取B_283・4mm，B_278・4mm125齿轮结构设计及绘制齿轮零件图。

小齿轮大齿轮分度圆直径d=2321d=9282齿顶高h-a二8齿根高h=1.25x8=10f齿全高h=18齿顶圆直径d=232+16=248ald二928+16二944a2齿根圆直径d二232-20二212d二928-20二908fif2基圆直径d=232xcos20o=218b1d=928xcos200=872b2齿距pm=25.2齿厚s=Km/2