则 m1)k1k2k3kspj?163003(u??z2u???2 mjnjm?163003(2?1)*1.4*1.3*1.04*0.559*5.069 j8*242*2*11002*100?3.392mm 根据《机械设计》表12.3取第一系列模数为 4mm。 按弯曲疲劳强度计算
k?360nT
c?360*200*18000t?0.9020107ks?ktknkpkq?0.323
mk1k2k3ksp1.4*1.3*1.w?2753m04*0.323*5.069?zY??w?2753mw?nj24*0.444*8*320*100?2.869mm 根据《机械设计》表12.3取第一系列模数为 3mm。 综上，结合绘图，取m=5mm。 确定齿宽：
由《机械设计课程设计》b组齿轮取ψd?0.3，c组轮取ψd?0.8。 故可确定齿轮各个参数 齿轮 齿数 模
分度圆齿根齿顶齿根圆齿顶圆齿宽 数
直径 高 高 直径 直径 Z1
35 4 140 130 178 45 Z2 30 4 120 110 128 40 Z3 40 4 160 150 168 55 Z4 55 4 220 210 228 40 Z5 60 4 240 230 248 35 Z6 50 4 200 5
4 190 208 50
Z7 36 5 180 134 190 60 Z8 48 5 240 182 250 35 Z9 24 5 120 6.25 5
86 130 40 Z10 36 5 180 134 152 55 Z11 24 5 120 86 130 40 Z12
48
5
240
182
250
35
5
1
4.5 齿轮强度的校核
根据要求，校核b组中受力最大的齿轮和c组中受力最大的齿轮。由圆周力Ft?2Td可知
齿轮直径越小，受力越大，故在b组中校核齿数最小齿轮的齿面接触疲劳强度及与它相啮合的齿轮的齿根弯曲疲劳强度；根据扭矩公式T?9550000P可以知道转速越大，扭矩越小，故应校核
nc组中齿数最少的齿轮的齿面接触疲劳强度及与它相啮合的齿轮的齿根弯曲疲劳强度。
4.5.1变速组b
根据GB10015-88选取Z30和Z60齿轮，为7级精度，两者材料采用45钢整淬，硬度为
40~45HRC。
【1】小齿轮齿面接触强度的校核
（1）小齿轮传递的扭矩
T9.55X106P
19.55*106*n?5.2251??249.5kNmm1220（2）齿宽系数Ψ?0.8，大齿轮齿宽为75mmd，小齿轮齿宽为80mm；
（3）小齿轮直径d2?mz2?4*30?120；
（4）齿数比u1?2； （5）查文献得材料的弹性影响系数1ZE?189.8MPa2
（6）按齿面硬度查得小齿轮的接触强度极限σHlim1?1100Mpa；
（7）计算应力循环次数：
设计工作寿命为10年，每年工作300天，两班制；
N1?60n1jLh?60*200*1*(2*8*300*10)?5.74*108。
5.74*108 N82?3.2?1.794*10查《机械设计》取接触疲劳寿命系数KHN1?0.9
6
1
（8）计算许用接触应力：
由参考资料《机械设计》表12.14取得安全系数取S=1.05。
。 KHN1σlim10.9*1100[σH]1???942.85MpaS1.05（9）小齿轮圆周速度
πn1d23.14*200*120v1???1.256m/s6000060000根据v?1.256m/s，7级精度，查得动载系数K?1.05 1v（10）计算载荷系数
由参考资料《机械设计》表12.10查得未经表面硬化的直齿轮：KHα?KFα?1
由参考资料《机械设计》表10-2查得均匀平稳、轻微冲级条件下使用系数KA?1.25
由参考资料《机械设计》表12.11得7级精度，装配时不作检验调整时小齿轮相对支承不对称布置时，
计算得： KHβ?1.26
所以载荷系数
K?KAKVKHβKHα?1.25*1.05*1.26*1?1.65
计算齿面接触强度：
σH?2.5ZE2KT1u?12*1.65*2494942?1*?2.5*189.8**33Φdd2u0.8*1202
?859.03Mpa?[σ]?942.58Mpa
H所以齿面接触疲劳强度符合要求。
【2】大齿轮齿根弯曲强度的校核
（1）大齿轮传递的扭矩
P2T2?9.55?10??484098Nmmn26
1 7
（2）齿宽系数Ψ?0.3
d（3）大齿轮直径d?mz?4*60?240；
55（4）根据v?1.256m/s，7级精度，由文献【4】图10-8得动载系数K?1.05。由参考资料《机
1v械设计》表12.10查得未经表面硬化的直齿轮：KHα?KFα?1
由参考资料《机械设计》表10-2查得均匀平稳、轻微冲级条件下使用系数KA?1.25
由参考资料《机械设计》表12.11得7级精度，装配时不作检验调整时小齿轮相对支承不对称布置时，KHβ?1.26。
所以载荷系数
K?KAKVKHβKHα?1.25*1.05*1.26*1?1.65。
（5）计算弯曲疲劳许用应力：
由《机械设计》表12.14取弯曲疲劳安全系数S=1.25;
由《机械设计》图12.23c查得大齿轮的弯曲疲劳极限σ由上得：N?1.794*108
2查得弯曲疲劳寿命系数Y?0.9
N所以
YNσFlim0.9*320[σF]2???250.88MpaS1.25Fa2Flim?320Mpa,
（6）查取齿形系数：Y?2.25
Sa2查取应力校正系数：Y计算齿根弯曲强度校核：
σF2?1.77
2KT12*1.65*484098?YY?*2.25*1.77?92.04Mpa?[σF]22Fa2Sa22Ψdmd10.3*4*240所以齿根弯曲疲劳强度复合要求。
1 8
4.5.2变速组c
根据GB10015-88选取Z24和Z48齿轮，为7级精度，两者材料采用45钢整淬，硬度为
40~45HRC。
【1】小齿轮齿面接触强度的校核
（1）小齿轮传递的扭矩
T9.55X106P
22?n?489048Nmm2（2）齿宽系数Ψd?0.5，大齿轮齿宽为60mm，小齿轮齿宽为65mm；
（3）小齿轮直径d9?mz9?5*24?120；
（4）齿数比u1?2； （5）查文献得材料的弹性影响系数1ZE?189.8MPa2
（6）按齿面硬度查得小齿轮的接触强度极限σHlim1?1100Mpa；
（7）计算应力循环次数：
设计工作寿命为10年，每年工作300天，两班制；
N1?60n1jLh?60*160*1*(2*8*300*10)?4.6*108。
N?4.6*108 3.2?1.4375*1082查《机械设计》取接触疲劳寿命系数KHN1?0.9
（9）计算许用接触应力：
由参考资料《机械设计》表12.14取得安全系数取S=1.05。
[σ?KHN1σlim10.9*1100 H]1S?1.05?942.85Mpa
9
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机床设计说明书 靳一帆
