3.1.1变速组a
选取z3z4为8级精度，采用45钢，硬度为40~45HRC，为硬齿面齿轮。
【1】小齿轮齿面接触强度的校核
根据文献《机械设计（第四版）》 （1）小齿轮传递的扭矩
9.55?106P9.55?106?3.821T1???3.65?104N?mmn11000
（2）齿宽系数?d?0.3，结合表12.13； （3）小齿轮d?mz?3?28?84mm；
33（4）齿数比u3?4?z444??1.57； z328（5）查表12.12得材料的弹性系数ZE?189.8MPa （6）由图12.17c按齿面硬度查得小齿轮的接触强度极限?Hlim1?1100MPa； （7）计算应力循环次数：表12.15
设计工作寿命为10年，每年工作300天，两班制；
N1?60n1jLn?60?315?1?(2?8?300?10)?9.1?108
9.1?108N2??4.55?1082
由图12.18取接触疲劳寿命系数ZN1?0.9 （8）计算许用接触应力： 由表12.14安全系数取S=1
式12.11??H?1?（9）小齿轮圆周速度
zN1?lim10.9?1100??990MPa S13.14?800?84v1???3.52m/s6000060000?n1d3t
根据v1=3.52m/s，由表21.6，取齿轮为8级精度，由图12.9得动载系数K?1.1
v（10）计算载荷系数 直齿轮：KH??KF??1
由表12.9查得使用系数KA?1.25
由表12.11用插值法查得8级精度，小齿轮相对支承不对称布置时，
?b?2?3?KH??A?B?1?0.6()2??C?10?3b?1.17?0.16?1?0.6?(0.3)?0.61?10?24?1.35??d1??
所以载荷系数
K?KAKvKH?KH??1.25?1.1?1?1.35?1.856
计算齿面接触强度：式12.8 重合度??=1.88?3.2(1111?)?1.88?3.2(?)?1.69 Z3Z42844重合度系数Z??4???4?1.69??0.88 33由图12.16 节点区域系数ZH?2.5
?H?ZEZHZ?2KT1u?12?1.856?3.65?1041.57?1??189.8?2.5?0.88??466.3MPa?[?H]?990MPa?dd13u0.3?8431.57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
9.55?106P29.55?106?3.71T2???7.08?104N?mmn2500
（2）齿宽系数?d?0.3，表12.13； （3）大齿轮d?mz?3?44?132mm
44（4）齿宽齿高比：由
b30??4.44 h3?2.25b?4.44，KH??1.08查图12.14得KF??1.06且有K?1
F?h所以载荷系数K?KAKvKF?KF??1.25?1.15?1.06?1?1.52 （5）计算弯曲疲劳许用应力：
取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由表12.14
由图12.23c查得小齿轮的弯曲疲劳极限?FE1?500MPa,大齿轮的弯曲疲劳极限
?FE2?380MPa
由图12.24查得弯曲疲劳寿命系数KFN2?0.88 所以 ??F?2?KFN2?FE20.88?380??238.8MPa S1.4（6）查取齿形系数：由图12.21查得YFa2?2.55 查取应力校正系数：由图12.22查得YSa2?1.61 计算齿根弯曲强度校核：
?F22KT22?1.52?7.08?104??YF?2YS?2??2.55?1.61?56.3MPa?[?F]2?238.8MPa22?dmd40.3?3?132所以齿根弯曲疲劳强度复合要求。
3.1.2变速组c
选取z13z14为8级精度，采用45钢，硬度为40~45HRC，为硬齿面齿轮。
【1】小齿轮齿面接触强度的校核
（1）小齿轮传递的扭矩
9.55?106P39.55?106?3.58T1???1.37?105N?mmn3250
（2）齿宽系数??8,??0.3，表12.13；
md（3）小齿轮d?mz?3?26?78mm； 1313（4）齿数比
； z1465u??=2.5z13261（5）查表12.12得材料的弹性系数Z?189.8MPa2
E（6）由图12.17c按齿面硬度查得小齿轮的接触强度极限?Hlim1?1100MPa； （7）计算应力循环次数：表12.15
设计工作寿命为10年，每年工作300天，两班制；
N1?60n1jLn?60?100?1?(2?8?300?10)?2.88?108
2.88?1088N2??0.91?1076/24由图12.18取接触疲劳寿命系数KHN1?0.93 （8）计算许用接触应力：
由表12.14安全系数取S=1
式12.11??H?1?（9）小齿轮圆周速度
KHN1?lim10.93?1100??1023MPa S1 3.14?250?78v1???1.02m/s6000060000?n3d13t根据v1=1.26m/s，由《机械设计》表12.6，可取齿轮8级精度齿轮，由图12.9得动载系数K?1.1
v（10）计算载荷系数 直齿轮：KH??KF??1
由表12.9查得使用系数KA?1.25
由表12.11用插值法查得7级精度，小齿轮相对支承不对称布置时，
?b?2?3?KH??A?B?1?0.6()2??C?10?3b?1.17?0.16?1?0.6(0.3)?0.61?10?24?1.35??d3??
所以载荷系数
K?KAKvKH?KH??1.25?1.1?1?1.35?1.86
计算齿面接触强度：式12.8 重合度??=1.88?3.2(1111?)?1.88?3.2(?)?1.71 Z13Z142665重合度系数Z??4???4?1.71??0.87 33由图12.16 节点区域系数ZH?2.5
?H?ZEZHZ?2KT1u?12?1.86?3.65?1042.5?1??189.8?2.5?0.87??477MPa?[?H]?990MPa?dd133u0.3?7832.5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
9.55?106P29.55?106?3.58T2???1.71?105N?mmn4200
（2）齿宽系数?m?8,?d?0.3，表12.13； （3）大齿轮d?mz?3?65?195mm
1414（4）齿宽齿高比：由
b24??3.56 h3?2.25b?3.56，KH??1.08查图12.14得KF??1.15且有K?1
F?h所以载荷系数K?KAKvKF?KF??1.25?1.1?1.4?1?1.93 （5）计算弯曲疲劳许用应力：
取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由表12.14
由图12.23c查得小齿轮的弯曲疲劳极限?FE1?500MPa,大齿轮的弯曲疲劳极限
?FE2?380MPa
由图12.24查得弯曲疲劳寿命系数KFN2?0.88 所以??F?2?KFN2?FE20.88?380??238.8MPa S1.4（6）查取齿形系数：由图12.21查得YFa2?2.34 查取应力校正系数：由图12.22查得YSa2?1.75 计算齿根弯曲强度校核：
?F22KT22?1.93?1.71?105??YF?2YS?2??1.75?2.34?87.75MPa?[?F]2?238.8MPa22?dmd140.3?3?185所以齿根弯曲疲劳强度复合要求。
3.2轴的校核
现对对轴II进行校核。 由圆周力Ft?2Td可知，当扭矩T1最大时，Ft最大，所以只需对一个变速组内一个轴
上所受扭矩最大的齿轮进行校核即可。
由式T?9550000Pn可知，在功率一定的条件下，齿轮所受的扭矩越大，轴的转速
越小，所以只要校核齿轮分度圆直径最大的齿轮即可。
3.2.1轴的受力分析
对轴进行受力分析如下图所示：
机床设计说明书 陈攀
