直齿、锥齿轮计算.doc

直齿圆柱齿轮传动设计计算
工作环境：工作可靠，传动平稳，工作寿命为20年（按每年365天计算），每日4小时， nr=60r/s。
1、 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数
（1） 选用直齿圆柱齿轮
（2） 工作速度较低，故选精度等级为8级
（3） 材料选择，均选用45号钢，主动齿轮与从动齿轮调制HB1=240，换挡齿轮为正火HB2=200。HB1 -HB2=40，合适。
（4） 齿数选择 Z1=Z2=30 传动比i=1
（5） 齿宽系数 Ψd=1.0（轴承相对齿轮做非对称布置）
2、 按齿面接触疲劳强度进行设计
公式：
（1） 确定载荷系数K
经查表，取使用系数KA=1.00
估计圆周速度V=4m/s，∴rZ1/100=1.2m/s，查表得
动载系数Kv=1.12

，∴
齿间载荷分配系数Kα=1.02 ，齿向载荷分配系数Kβ=1.14
∴K＝1×1.12×1.02×1.14=1.30
（2）齿轮传递转矩 T1=3500N·mm
（3）区域系数ZH=2.5
（4）弹性影响系数ZE=189.8
（5）接触疲劳极限应力
σHlim1＝590Mpa， σHlim2＝470MPa
（6）应力循环次数
N1= N2=60nrLh=60×60×20×365×4＝1.05×108
（7）寿命系数KHN1 ＝KHN2＝1（不允许有点蚀）
（8）计算接触疲劳需用应力，去失效概率为1%，安全系数S=1
[σ]H1＝ σHlim 1 KHN1＝590MPa
[σ]H2＝ σHlim 2 KHN2＝470MPa
∴取[σ]H＝470MPa
（9）计算齿轮分度圆直径d1

（10）计算圆周速度
v=πn1d1/（60×1000）
=3.14×26.47×60/（60×1000）
=0.0832m/s≠4m/s
所以需要修正

（11）计算模数 m===0.86 取m=1
（12）计算中心距 a=m（ Z1 + Z2 ）/ 2 =30mm
（13）计算分度圆直径
d1=mz1=30mm d2=mz2=30mm
（14）计算齿轮宽度 b=Ψd d1 =30mm
3、校核齿根弯曲疲劳强度

（1） 重合度系数 =0.25+=0.7
（2） 齿形系数 ==2.5
（3） 应力修正系数 ==1.63
（4） 弯曲疲劳极限应力及寿命系数
σFlim1＝450MPa σFlim2＝390MPa
KFN1＝KFN2＝1
（5） 计算弯曲疲劳许用应力，取失效概率为1%，安全系数S=1
[σ]H1＝ σHlim 1 KHN1＝450MPa
[σ]H2＝ σHlim 2 KHN2＝390MPa
（6） 计算

∴满足强度需要
锥齿轮的设计计算
一.锥齿轮尺寸计算
1.选择材料和精度等级
1）小锥齿轮选用 45调制处理，HB=240 HBS；
大锥齿轮选用 45 正火处理，HB=200HBS；
HB-HB=40 HBS 合适
2）.精度等级选为8级。
2.按齿面接触强度进行设计
d≥
1).确定载荷系数K
经查表，确定K=1.30；
2).齿轮传递扭矩T
T=3500Nmm;
3).齿宽系数
经查表，确定=0.3;H
4).区域系数Z
经查表，确定Z=2.5；
5).许用应力
经查表，确定=590MPa;
综上计算得，
d mm
3.确定齿数
取Z=22，Z2= Zi=222.5=55；
4.选大端模数
m= d/Z=27.90/22=1.27
取m=1.25 ;
5.计算分度圆锥角锥距

6.计算大端分度圆直径

7.确定齿宽

b= b2=11 mm
二.齿根弯曲疲劳强度校核

1. 经查表，得Y=2.68，Y=1.58
[]=390 MPa;
2.计算得