
见表7-4,小齿轮选用45钢调质,硬度为220HBW;大齿轮选用45钢正火,硬度为170HBW。初步估计齿轮线速度v<10m/s,见表7-7,选择8级精度
2.确定齿轮许用应力
通过查机械设计手册,查得σ和σ
σ=570MPa, σ=530MP
σ=200MPa, σ=190MPa
见表7-10,查得S和S
S=1,S=1.3
根据设计要求,齿轮工作年限为20年,每年52周,每周工作日为5天,单班制,每天工作8小时,所以
应力循环数:
L=20×52×5×8h=416000h
N=60njL=60×500×1×416000=1.248×10
N= N/i=1.248×10/3=4.16×10
通过查机械设计手册,查得Z和Y
Z=1,Z=1.07
Y= Y=1
由式(7-23)、式(7-26),求得许用应力
[σ]==MPa=570MPa (7-23)
[σ]==MPa=567MPa (7-23)
[σ]==
[σ]==MPa=146MPa (7-26)
3.按齿面接触疲劳强度设计
1)小齿轮所传递的转矩
T=9.55×10=9.55×10×
2)载荷因数K
见表7-8,选取K=1.1
3)齿数z和齿宽因数Ψ
选择小齿轮的齿数z=25,则大齿轮的齿数z=25×3=75,因是一级锥齿减速器,故为不对称布置,见表7-12,选取Ψ=1
4)齿数比μ
μ= z/ z=75/25=3
5)材料弹性系数
因为两齿轮材料均为钢,见表7-9,查得Z=1.8
6)计算小齿轮直径d及模数m
因为是软齿面,由齿面接触强度公式(7-22)计算
d》=mm=53.9mm
m===2.16mm
见表7-1,取标准模数m=2.5mm
4.计算大、小齿轮的几何尺寸
d=mz=2.5×25mm=62.5mm
d=m(z+2h)=2.5×(25+2×1)mm=67.5mm
d=m(z-2h-2c)=2.5×(25-2×1-2×0.25)mm=56,25mm
d=mz=2.5×75mm=187.5mm
d= m(z+2h)=2.5×(75+2×1)mm=192.5mm
d=m(z-2h-2c)=2.5×(75-2×1-2×0.25)mm=181.5mm
h=h=m(2h+c)=2.5×(2×1+0.25)mm=5.625mm
a==mm=125mm
b=Ψd=1×62.5mm=62.5mm
取b=70mm,b=65mm
5.校核齿根弯曲疲劳强度
见表7-11,查得
Y=2.65,Y=2.215
Y=1.59,Y=1.785
σ===72.5MPa
σ===68.03MPa
6.验算齿轮圆周速度
V==m/s=1.m/s
V=1.m/s﹤10m/s, 故合适。
表7-10 安全因数、
| 安全因数 | 软齿面(≤350HBW) | 硬齿面(>350HBW) | 重要的传动、渗碳淬火或铸造齿轮 |
1.0-1.1 1.3-1.4 | 1.1-1.2 1.4-1.6 | 1.3 1.6-2.2 |
| 第一系列 | 0.1, 0.12, 0.15, 0.2, 0.25,0.3,0.4,0.5,0.6,0.8,1,1.25, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50 |
| 原动机工作情况 | 工作机械的载荷特性 | ||
| 平稳、轻微冲击 | 中等冲击 | 严重冲击 | |
| 工作平稳(如电动机、汽轮机) | 1-1.2 | 1.2-1.6 | 1.6-1.8 |
| 轻度冲击(如多缸内燃机) | 1.2-1.6 | 1.6-1.8 | 1.9-2.1 |
| 中等冲击(如单缸内燃机) | 1.6-1.8 | 1.8-2.0 | 2.2-2.4 |
| z | 12 | 14 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 22 | 25 | 28 | 30 |
| Y | 3.47 | 3.22 | 3.03 | 2.97 | 2.91 | 2.85 | 2.81 | 2.75 | 2.65 | 2.58 | 2.54 |
| Y | 1.44 | 1.47 | 1.51 | 1.53 | 1.54 | 1.55 | 1.56 | 1.58 | 1.59 | 1.61 | 1.63 |
| 材料 | 牌号 | 热处理 | 硬度 | 应用范围 |
优质碳素钢 | 45钢 | 正火 调质 表面淬火 | 169-217HBW 217-255HBW 48-55HRC | 低速轻载 低速中载 高速中载或低速重载,冲击很小 |
| 50钢 | 正火 | 180-220HBW | 低速轻载 |
