3．3．3各轴的输入转矩计算
轴Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ的输入转矩：
TPn=32.23 \\=9550111T2=9550 P2\\n2=107.26 T3=9550 p3\\n3=104.99 以供查询。 轴号 转速n 功率P KW 转矩T M ·N 传动比 i r/min Ⅰ Ⅱ Ⅲ 960 251.97 251.97 3.24 2.83 2.77 32.23 107.26 104.99 3.81 1
4．齿轮传动的设计计算 如传动示意图所示：齿轮Ⅰ和Ⅱ的已知数据如下表： 齿轮 Ⅰ Ⅱ P KW 功率 转速n r/min M T N·转矩 P?3.24KW 1 P=2.83kw 2 n?960r/min 1 n?251.97r/min 3 T?32.23N?M 1 N?MT3=107.26
4．1选择齿轮精度
- 6 -
武汉理工大学《机械设计基础》课程设计说明书
按照工作要求确定齿轮精度为8级。
4．2选择齿轮材料
考虑到生产要求和工作要求，查图表，可得Ⅰ（小）、Ⅱ（大）齿轮的选材，及相应数据如下：
齿轮 材料 热处理 硬度 弯曲疲劳极限应 接触疲劳极限应 力 力 Ⅰ 45 钢 调质 HB?220HBS1 ? ?220MPa1Flim ? MPa565?1Hlim Ⅱ 45 正火 钢 HBS210HB? 2 ? MPa210?2Flim ??621.5MPa2Hlim 由于该齿轮传动为闭式软齿面传动，主要失效形式为齿面疲劳点蚀，故应按接触疲劳强度进行设计，并校核其齿根弯曲疲劳强度。
4．3许用应力计算
齿轮Ⅰ、Ⅱ的循环次数（使用寿命为10年）为： 910?1?.38?10?300?8?N?60?na?t?60?96021
810.16?300?8?3ta??60?219.745?10??N60?n?32Y?Y?1,Z?1,Z?1.1,
查图得2N2N1NN1m?5mmY?1,Y?Y?1,S?1.4,S?1.1,Z?1（两轮均为软齿取设nWX1H2XSTFminmin面）可求得： ?
?565?1?1?1limH?481?.83ZZ?MPa
W1HP1N
W2HP2NS11.minH
1.S1minH?1?5.?1621?Hlim2Z?Z?565MPa?
4．4按接触疲劳强度进行设计
4．4．1小齿轮的名义转矩
T?32.23N?M 1
- 7 -
武汉理工大学《机械设计基础》课程设计说明书
2选取各系数并列表4．4．
载荷系数 A 齿宽系数 D FB C t2 重合度系数 FFRB RA 32.510N.m F a2F r2'' F FRBRA 26.177N.m 1.780N.m （斜齿轮电动机传动）7.K?1
? （软齿面）0.?1d 85.Z?0?? ．34．初定齿轮的参数4取Z2=77276..81?,Z?20i?Z??3?Z20 ，
112
77??15,??3.85u?
204．4．4初算分度圆直径并确定模数和螺
旋角β
因两齿轮均为钢制，故，则
MPa.8Z?189E2??ZKTu?1?????1754?d????1??u????2dHP20.851.7?32.233.85?1?????40?754.608mm
????38503565.1.????d?u?d?3.85?40.608?156.342mm12d?d40.608?156.34221?98??.475mma
22所以 a取圆整值为 ； mm?100a??15?COS2?1002acos法向模数：， mm99?1.m??
n?ZZ20?7721圆整为标准值。
mmm?2nm(Z?Z)2?(20?77)???2n14'12?arccos?14?14.?arccos069 调整螺旋角：
?2a1002
计算齿轮的几何尺寸4．54．??mm2?m ， 螺旋角，法向模数
12?14'4n77Z??Z20,.
齿数，中心距mma?10021- 8 -
武汉理工大学《机械设计基础》课程设计说明书
mZ2?201n?41d.237mm,??Zm102?22nmm762??158.?d
2?
1??'12cos144cos 分度圆直径：
?'cos14cos124,237mm?2?2?45.?d?d?2m41.237n11a 齿顶圆直径：
mm?2?2162.762?dd?2m?158.762?n2a2,7932?53.mm5.m?41.237?2.5??dd?2nf11 齿根圆直径：mm?157.762162.762?2.5?2md?d.5??2n2f2?mm.23741?.237，取
b?41b?1d?.0?41.2372d21 齿宽：mm,?46.237237)5~10?46.237~51.mm(取bb?b?112
4．6计算齿轮的圆周速度4． ，相对误差百分比为齿轮实际传动比
i=77/20=3.85
/3.85=1.05%<5% ）（3.85-3.81 符合精度要求。 齿轮的受力分析84．4． 齿轮Ⅰ，Ⅱ的受力情况如下图所示：
接 Fr2
齿轮Ⅰ
运输带 FF a2t2
Fr1
FF t1 a1 齿轮Ⅱ 接电机
各力的大小分别为：- 9 -
武汉理工大学《机械设计基础》课程设计说明书
2t762.d1582 ?
23T2000?32.20001 圆周力：N1591563.??F?1t237d41.1262000?107.2000T2N2051351.?F??
?
?tan20tann 径向力：N537159?1563.??586.F?F?'cos12cos144??tan20tann N205??507.007.F?F?1351
1r1t?
2tr2?
?cos12cos144'?? 轴向力：N739?391?1563.159tan14.4'12tanF?F?1a1t??
．轴的设计计算及联轴器的选择5
N.189tan14'4412?352?FFtan1351?.205?22at
1．选择轴的材料5?MPa?650 。该轴无特殊要求，因而选用调质处理的45钢。查表知
B
初算轴径．25
轴Ⅰ的轴径即为电动机外伸轴直径mmD?38 并且安装联轴器处有一个键槽，故轴径：高速轴（与齿轮Ⅰ配合）： 查表取C=11024.3Pmm820?1.10?110?17.?10?d1.?C 133n1min9602，并且安装联轴器处有一个键槽，故轴径 查表取C=110低速轴（与齿轮Ⅱ配合）：2.83P?26110?.605mm?.?1C101?d.?10 233n2min251.973轴Ⅲ：查表取C=110，并且安装联轴器处有一个键槽，故轴径- 10
-
武汉理工大学《机械设计基础》课程设计说明书
772.P mm.215??25d?1.05?C?1.05?110433n3min97251.4
．3联轴器的选择5
弹性查表选取LT7及传动要求，由电动机外伸轴径公称转矩，
T?T?Tmm38?D21n8238?YA20024323?GB 30mm。套柱销联轴器，故取轴Ⅰ与联轴器连接的轴径为 82?32YC并考虑传动因为轴Ⅱ与轴Ⅲ的最小轴径分别为 mm25.226?d?25.395mm,d3min2min82YA32?86GB5843?，故轴ⅡYL10要求，公称转矩，查表选取凸缘联轴器TT?T?32mm。与联轴器连接的 4n382YC32? 的轴径为32mm，轴Ⅲ与联轴器连接的的轴径为 4
轴承的选择5．根据初算
轴径，考虑轴上零件的轴向定位和固定，假设选用深沟球轴承，查表可估 选出装轴承处的轴径及轴承型号，见下表：
装轴承处的轴 轴号 轴承型号 径6209 滚动轴承45mm Ⅰ 94
GB/T276—6210 滚动轴承50mm Ⅱ GB/T276--94
．5齿轮的结构设计5 1大齿轮5．5．mmmm?200.?d162762并考虑
武汉理工大学课程设计
