1、机械设计3-1 3-1 齿轮传动概述机械设计 3-1 齿轮传动概述机械设计 3-1 齿轮传动概述机械设计 3-1 齿轮传动概述机械设计3-2 齿轮传动的失效形式和设计准则疲劳折断是疲劳折断是闭闭式硬齿面式硬齿面的主的主要失效形式！要失效形式！机械设计3-2 齿轮传动的失效形式和设计准则机械设计3-2 齿轮传动的失效形式和设计准则机械设计3-2 齿轮传动的失效形式和设计准则机械设计3-2 齿轮传动的失效形式和设计准则机械设计3-3 齿轮材料、热处理及精度如何选材？如何选材？机械设计3-3 齿轮材料、热处理及精度机械设计3-3 齿轮材料、热处理及精度机械设计3-3 齿轮材料、热处理及精度机械设计齿
2、轮副的侧隙：齿轮副的侧隙：3-3 齿轮材料、热处理及精度机械设计Fn1Fn2Fn1Ft1Fr1在节点C处进行分解设为标准齿轮，标准中心距安装，力集中作用设为标准齿轮，标准中心距安装，力集中作用在齿宽中点，忽略摩擦力在齿宽中点，忽略摩擦力cbaFn1 Fr1 T1Pd1Ft1 3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计1t112TFd 将主动轮的将主动轮的Fn在节点在节点C处进行分解：处进行分解：r1t1tan FF t1ncosFF 61119.55 10 N mmPTn112 cosTd Fn1Ft1Fr1t2F r2F 222Td 3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计圆周力圆周力Ft
3、：径向力径向力Fr：Ft1Ft2Fr1Fr23-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计n2n1Fr1Ft1Ft2n1n2Fr2Ft2Ft112Fr2Fr1主视图主视图左视图左视图3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计名义载荷：名义载荷：t1ncosFFncnFKFK：载荷系数：载荷系数 计算载荷：计算载荷：载荷系数：载荷系数：KKAKvK Kb b原动机原动机工作机械的载荷特性工作机械的载荷特性均均 匀匀中等冲击中等冲击较大冲击较大冲击电动机电动机1.0 1.21.2 1.61.6 1.8多缸内燃机多缸内燃机1.2 1.61.6 1.81.9 2.1单缸内燃机单缸内燃机1.6 1.81.8
4、 2.02.2 2.4见表见表3-13-13-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计考虑齿轮副本身的啮合误差，如考虑齿轮副本身的啮合误差，如制造误差造成两基节不等，齿形制造误差造成两基节不等，齿形误差，轮齿变形等误差，轮齿变形等直齿圆柱齿轮直齿圆柱齿轮：Kv 1.05 1.4斜齿圆柱齿轮：斜齿圆柱齿轮：Kv 1.02 1.2考虑制造误差及轮齿弹性变形，对于同时参与啮合的两对轮齿考虑制造误差及轮齿弹性变形，对于同时参与啮合的两对轮齿 K =11.2K =11.4精度高取小值，精度高取小值，反之取大值反之取大值斜齿圆柱齿轮：斜齿圆柱齿轮：直齿圆柱齿轮：直齿圆柱齿轮：3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计
5、算机械设计考虑齿轮非对称布置、轴的变形考虑齿轮非对称布置、轴的变形 3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算齿轮随之偏斜，引起偏载齿轮随之偏斜，引起偏载不对称布置时，靠近轴承一侧受载大不对称布置时，靠近轴承一侧受载大悬臂布置时，偏载更严重悬臂布置时，偏载更严重靠近转矩输入端的齿侧变形大，故受载大靠近转矩输入端的齿侧变形大，故受载大若齿轮靠近转矩输入端布置，若齿轮靠近转矩输入端布置，偏载严重偏载严重若齿轮远离转矩输入端布置，若齿轮远离转矩输入端布置，偏载减小偏载减小机械设计3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算齿轮越宽、硬度越大，越容易产生偏载齿轮越宽、硬度越大，
6、越容易产生偏载软齿面软齿面 取取 1.01.2硬齿面硬齿面 取取 1.11.35齿宽较小、对称布置、轴刚度大齿宽较小、对称布置、轴刚度大 取偏小值取偏小值沿齿宽方向修形或做成鼓形齿，可减沿齿宽方向修形或做成鼓形齿，可减小偏载小偏载的取值：的取值：机械设计为使齿轮不发生疲劳点蚀，应保证为使齿轮不发生疲劳点蚀，应保证HHP最大接最大接触应力触应力许用接许用接触应力触应力nH221212111()FLEE 21211nEFZb 1、2 两圆柱体材料的泊松比两圆柱体材料的泊松比E1、E2 两圆柱体材料的弹性模量两圆柱体材料的弹性模量“+”号用于外接触号用于外接触，“”号用于内接号用于内接触触3-4 直
7、齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计13-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计dCN sin2111 dCN sin2222 ddzzu1212 dd coscos11 udu tancos)1(2111211221 3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 bFZnEH 机械设计nncKFF cos211dKT 2ZbL nEHFZb ubduKTZZ2112E)1(2tancos2 MPa)1(2211HEubduKTZZZ 3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计1HEH212(1)KT uZ Z Zbd u节点区域系数（图节点区域系数（图3-11）材料系数材料系数MPa（表（表3-2）一对相
8、啮合的大一对相啮合的大小两轮，其接触小两轮，其接触应力一样吗？应力一样吗？重合度系数重合度系数3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 bFZnEH 机械设计HlimHPHminNZS3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计natN60 主动主动 主动主动 3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计MPa)1(2HP211HEH ubduKTZZZ2HE131HPd21()mmZ Z ZKT udu 1ddb 3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计d 越大，越大，接触强度接触强度 越小越小,(Fn 减小减小;齿廓平直齿廓平直)齿宽系数齿宽系数MPa)1(2HP211HEH ubduKTZZZ3
9、-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计2HE131HPd21()mmZ Z ZKT udu 3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计HlimHPHminNZS HP211HEH)1(2 ubduKTZZZb1=b2b1b23-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计FFPFn（动画）（动画）300MNSFBD SF bE3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计FnFnFncos FFnsin F F F yt t3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算E机械设计WMF nFFcosFhWF1FF212coscos/6KThdbSmSF1F2126 coscosKTbd mFnFncos F FS
10、FhFmhFF1216cos2cosmKTbdm1Fa12KTYbd mYFa SF b3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计FFa26 coscosY3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计考虑切应力、压应力及过渡圆角处应力集中的影响，考虑切应力、压应力及过渡圆角处应力集中的影响，引入引入应应力修正系数力修正系数YSa（图（图3-15）3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算saY机械设计1FFaSa12 MPaKTY Y Ybd m Y 0.650.853-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算1F1Fa1 Sa112KTY Y Ybd m1F2Fa2 S
11、a212KTYYYbd mF1F2Fa1Fa2YY z1 z2Sa1Sa2YYFa1 Sa1Fa2Sa2Y YYY机械设计FlimSTFPFminNYYS一对相啮合一对相啮合的大小两轮，的大小两轮，其弯曲强度其弯曲强度是否一样？是否一样？FP1FP2Fa1Sa1Fa2Sa2FP1FP2YYYY F1F23-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计1F1Fa1Sa112KTYYbd m 1FaSa321FP2(mm)dKT YY Ymz 11F2Fa2Sa2Fa2Sa2FP2321d122 (MPa)KTKTYYYYYbd mm z 取两者中的取两者中的大值代入大值代入1Fa1Sa132d12KT
12、YYYm z FP1 (MPa)向上圆整向上圆整为标准值为标准值3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计MPa2FPSaFad2131F YYYzmKT3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算FP1Sa1Fa1 YYFP2Sa2Fa2 YY机械设计齿数齿数 z1 的选取的选取分度圆直径分度圆直径 d 一定时（即一定时（即 a、i 不变）不变）：YFaYSa m FFF m 平稳平稳 h切削量少，省工省时切削量少，省工省时原则：在保证齿根弯原则：在保证齿根弯曲强度的前提下，选曲强度的前提下，选取尽可能多的齿数。取尽可能多的齿数。3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计MPa2FPSaFa11F Y
13、YYbmdKT3-4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计mn1=mn2 n1=n2b b1=-b b23-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计112dTttanFbntancostFbFnFrFtFfb btnncoscosFFb一般齿轮：一般齿轮：b b=10 25人字齿轮：人字齿轮：b b=25 40b bFa n3-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计3-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计力的方向：力的方向：Ft1Fa1主动轮主动轮3-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计n1n2FF r1r2FF a1a2FF t1t2FF 例：例：n1n2123-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计
14、算Fa2Fa1Ft1Ft2Fr2Fr1n2n1Fa1Fa2Ft1Ft2Fr2Fr1机械设计3-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算b b 212cos2dba b b211cosddv b b311cosTTv b bcosbbv uzzzzuvvv 1212机械设计1HEH212(1)KT uZ Z Zbd u1HEH212(1)KT uZ Z Z Zbd ucosZ 0.75 0.88Z 11cosnm zdbttbHZ b btancoscos22 3-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计1HEHHP1HP22121min,(MPa)KT uZ Z Z ZbduHE2131HPd21()(m
15、m)Z Z Z ZKT uduHP1HP2min,d1b d3-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计设计式：设计式：mm)(12)ZZZZ(312EH1uuKTddHP add 221b bcosnzmd 3-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计1FFaSa1n2(MPa)KTY Y Y Ybd m0.65 0.85Y 0.85 0.92Y 3v/cos zz3-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计1F1Fa1 Sa1 FP11n2(MPa)KTY Y YYbd m21FaSa3n2d 1FP2cos(mm)KTYYY Ymz1F2Fa2 Sa2 FP21n2(MPa)KTY Y YYb
16、d m大值代入大值代入3-5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算机械设计3-6 直齿圆锥齿轮传动的强度计算机械设计2211;mzdmzd uu 21tan;/1tan 2115.0udR Rb/R 1Rm1)5.01(dd mm)5.01(Rm 3-6 直齿圆锥齿轮传动的强度计算机械设计11m1vcos dd 22m2vcos dd 111vcos zz 222vcos zz 221121v2vvcoscosuzzzzu 111v1tv1cos2 TdFT 3-6 直齿圆锥齿轮传动的强度计算机械设计FnFtFrFfFant1cosFF1m12T dt11tansinFt11tancosFt1t2FF
17、r1a2FF a1r2FF Ff3-6 直齿圆锥齿轮传动的强度计算机械设计 Ft2=Ft1；Fr2=Fa1；Fa2=Fr1n2Fr2Fa2Fr1Ft1Fa1n1Ft23-6 直齿圆锥齿轮传动的强度计算机械设计1HHEHP23RR140.85(10.5)KTZ Zd u2HE1312HPRR4()0.85(10.5)Z ZKTdu取有效齿宽取有效齿宽beH0.85b3-6 直齿圆锥齿轮传动的强度计算机械设计讨论：讨论：初选初选 z1计算计算 m=d1/z1，并向上取标准值，并向上取标准值计算计算 d1=mz1、z2、d2、u 等等2115.0udR R 不能圆整！不能圆整！mm)5.01(85.
18、0432RR12HPHE1uKTZZd 设计式：设计式：小锥齿轮大端分度圆直径小锥齿轮大端分度圆直径3-6 直齿圆锥齿轮传动的强度计算机械设计直齿圆柱齿轮：11FFaSa32d2KTY Y Ym z1FFaSaFP232214(10.5)1RRKTY Ym zu1FaSa3222FP14(10.5)1RRKTY Ymzuv/coszz大值代入忽略重合度的影响，代入当量齿轮参数，由忽略重合度的影响，代入当量齿轮参数，由3-6 直齿圆锥齿轮传动的强度计算机械设计强度设计：结构设计：(由齿顶圆直径齿顶圆直径决定)机械设计 3-7 齿轮的结构设计机械设计毛坯是锻造3-7 齿轮的结构设计机械设计毛坯是锻
19、造3-7 齿轮的结构设计机械设计毛坯是铸造材料为铸铁或铸钢3-7 齿轮的结构设计机械设计软齿面硬度软齿面硬度350HBS，硬齿面，硬齿面硬度硬度350HBS 或或38HRC载荷大小：重载、轻载载荷大小：重载、轻载工作环境：闭式、开式工作环境：闭式、开式3-8 齿轮传动的设计方法和参数选择机械设计3-8 齿轮传动的设计方法和参数选择机械设计3-8 齿轮传动的设计方法和参数选择机械设计3-8 齿轮传动的设计方法和参数选择机械设计1115kW970r/min4Pnu3-8 齿轮传动的设计方法和参数选择机械设计直齿圆柱齿轮1、选择材料和热处理方式2、计算许用接触应力、许用弯曲应力3、初选：z1、z2、
20、d，查取K、ZE、ZH闭式齿轮？3、初选：z1、z2、d，查取K、YFa、YSa2HE131HPd21()Z Z ZKT uduFaSa132d1FP2Y Y YKTmz4、计算模数并向上取标准值11zdm 4、模数向上取标准值5、求a，b1、b2，d1、d2、da1、da2，df1、df25、求a，b1、b2，d1、d2、da1、da2，df1、df26、查 YFa、YSa，校核弯曲疲劳强度6、查取ZE、ZH，校核接触疲劳强度按弯曲强度设计，不需校核接触强度，只增大模数即可(以下略)YN软齿面？NY1FFaSaFP12KTY Y Ybd m1HEHHP212(1)KT uZ Z Zbd u直
21、齿圆锥齿轮直齿圆锥齿轮设计思路与直设计思路与直齿圆柱齿轮相齿圆柱齿轮相同！同！3-8 齿轮传动的设计方法和参数选择机械设计斜齿圆柱齿轮1、选择材料和热处理方式2、计算许用接触应力和许用弯曲应力3、初选：z1、z2、d、b b0 0闭式齿轮？HE2131HPd21()Z Z Z ZKT udu6、计算模数并向上向上取标准值mn0101cosnmdzb b YN9、求b1、b2，d1、d2、da1、da2，df1、df27、求中心距a0，并圆整为a：0120()2cosnamzzb b 10、查取Y、Yb，计算Zv1、Zv2，查YFa、Ysa，校核弯曲疲劳强度8、求实际螺旋角2)(arccos21
22、azzmnb4、查取：K、ZE、ZH、Z、Zb?软齿面？1FFaSa FP12KTY Y YYbd mYN自己思考N为制造、检为制造、检测方便！测方便！精确到秒！精确到秒！3-8 齿轮传动的设计方法和参数选择机械设计3 齿轮传动机械设计机械设计 例题：例题：两级圆柱齿轮减速器由电机驱动。输入功率两级圆柱齿轮减速器由电机驱动。输入功率 P17kW，输入转速，输入转速 n11000r/min，高速级传动比，高速级传动比 i 4.6，单向运转、载荷有轻微冲击、预期寿命，单向运转、载荷有轻微冲击、预期寿命 10 年、每天工作年、每天工作 8h。试设计高速级齿轮传动。试设计高速级齿轮传动。一、要求分析一
23、、要求分析属中速、中载的一般齿轮传动属中速、中载的一般齿轮传动二、设计方案二、设计方案方案一：斜齿圆柱齿轮、材料方案一：斜齿圆柱齿轮、材料可采用软齿面，也可采用硬齿面可采用软齿面，也可采用硬齿面采用斜齿轮，使传动平稳采用斜齿轮，使传动平稳方案二：斜齿圆柱齿轮、材料方案二：斜齿圆柱齿轮、材料用用45钢、软齿面；钢、软齿面；用用45钢、硬齿面。钢、硬齿面。机械设计三、设计过程三、设计过程1）材料及热处理）材料及热处理 45 45大齿轮材料大齿轮材料 45 45小齿轮材料小齿轮材料小齿轮热处理小齿轮热处理 调质调质正火正火表面淬火表面淬火大齿轮热处理大齿轮热处理表表33，取中间值，取中间值小齿轮硬度
24、小齿轮硬度 230HBS 50HRC190HBS 50HRC大齿轮硬度大齿轮硬度1170接触疲接触疲劳极限劳极限 1limH 580图图316，软齿面查图，软齿面查图b“碳碳钢钢”2limH 5501170表面淬火表面淬火软齿面时小齿轮硬度取大些软齿面时小齿轮硬度取大些表表332）确定许用应力）确定许用应力硬齿面查图硬齿面查图c“调质钢调质钢”弯曲疲弯曲疲劳极限劳极限 1limF 220340图图3172limF 210340 设计内容设计内容 设计依据设计依据 方案方案 一一 方案方案 二二 机械设计应力循应力循环次数环次数1N)830010(10001606011 tanN14.41082
25、NiNN/12 3.13108每年按每年按300天计算天计算接触寿接触寿命系数命系数1NZ图图31812NZ1弯曲寿弯曲寿命系数命系数1NY图图31911NY1 设计内容设计内容 设计依据设计依据 方案方案 一一 方案方案 二二 安全系数安全系数minHS表表341表表34minFS1.4许用接触许用接触疲劳应力疲劳应力1HP minH1N1limH1HP/SZ 58011702HP minH2N2limH2HP/SZ 5501170许用弯曲许用弯曲疲劳应力疲劳应力 1FP minF1NST1limF1FP/SYY 314 4862FP minF1NST1limF1FP/SYY 300 486
26、2ST Y查线查线 2，不允许，不允许出现点蚀出现点蚀方案一查线方案一查线 1方案二查线方案二查线 2机械设计3）确定有关参数）确定有关参数12初选螺旋角初选螺旋角选择齿轮选择齿轮精度等级精度等级表表358级级齿宽系数齿宽系数d 表表360.90.5齿数齿数1z闭式软齿面闭式软齿面 z12040闭式硬齿面闭式硬齿面 z1172526变位系数变位系数 vAKKKKK 1.251.25其中其中KK估计齿轮圆周速度估计齿轮圆周速度v9m/s2z21 z2z1i z14.611997载荷系数载荷系数00AK表表31，轻微冲击，轻微冲击vK斜齿轮斜齿轮 Kv1.021.21.11.1软齿面软齿面 11.
27、2，硬齿面，硬齿面 1.11.351.151.25 设计内容设计内容 设计依据设计依据 方案方案 一一 方案方案 二二 K斜齿轮斜齿轮 K1.21.41.21.3初选范围初选范围 1015机械设计4）设计计算）设计计算设计准则设计准则材料系数材料系数EZ2.450.8重合度系数重合度系数HZ节点区域系数节点区域系数189.8Z表表32Z斜齿轮斜齿轮 Z0.750.880.989因因HP2HP1，故取，故取HP=HP2550MPa 设计内容设计内容 设计依据设计依据 方案方案 一一 方案方案 二二 u减速传动：减速传动：u i4.6闭式软齿面：按接触强度设计，闭式软齿面：按接触强度设计，按弯曲强
28、度校核按弯曲强度校核闭式硬齿面：按弯曲强度设计，闭式硬齿面：按弯曲强度设计，按接触强度校核按接触强度校核mm123d12HPHE1uuKTZZZZd MPa图图311 12coscosb bZ螺旋角系数螺旋角系数许用接触应力许用接触应力HP 齿数比齿数比方案一：方案一：按接触强按接触强度设计度设计闭式闭式 软齿面软齿面闭式闭式 硬齿面硬齿面机械设计计算模数计算模数nm71.986mm222.36mma中心距中心距162350N.mmb b11o33212612cos986.71cos11n zdmb b反算螺旋角反算螺旋角小齿轮转矩小齿轮转矩1T10001710955010955031131
29、nPT分度圆直径分度圆直径 设计内容设计内容 设计依据设计依据 方案方案 一一 2.71mm圆整为圆整为 3 12cos2)11926(3cos2)(21nb bzzma圆整为圆整为 2222222)11926(3cos2)(cos121n1 azzmb b3216.416.49.0162350898.12550989.08.045.28.189 d机械设计计算齿宽计算齿宽vb272mm按弯曲强按弯曲强度校核度校核79.61mm1vz27.6560000100061.7910006011 ndv当量齿数当量齿数精确计算分精确计算分度圆直径度圆直径1dzm213311cos/263cos/o1n
30、 b b4.17m/s与假设相符与假设相符b b3vcoszz 364.39mm2d213311cos/1193o 注意：应使（注意：应使（d1d2）/2a65.7161.799.01d2 db b178mmmm)105(21 bb计算圆周计算圆周速度速度2vz126.541FaY2.6齿形系数齿形系数2FaY2.2 设计内容设计内容 设计依据设计依据 方案方案 一一 图图314FPSaFa1n1F2 YYYYdbmKT应圆整应圆整b机械设计重合度系数重合度系数Y0.89校核计算校核计算弯曲应力弯曲应力1.61略略92.085.0 Y结构设计结构设计应力修正系数应力修正系数Sa1Y1.82Sa
31、2Y85.065.0 Y螺旋角系数螺旋角系数方案一设计完成（闭式软齿面）方案一设计完成（闭式软齿面）89.075.061.16.261.79372162350898.12 设计内容设计内容 设计依据设计依据 方案方案 一一 图图315Y0.75大则取小值大则取小值F1 弯曲强度弯曲强度满足要求满足要求MPa100 MPa3141HP 61.16.282.12.2100Sa1Fa1Sa2Fa21F YYYY F2 弯曲强度弯曲强度满足要求满足要求MPa3002HP MPa96 机械设计22.44方案二：方案二：按弯曲强按弯曲强度设计度设计当量齿数当量齿数mmcos23FPSaFad2121n b
32、 bYYzYYKTm v1zo331v112cos/21cos/b bzz103.65v2zo332v212cos/97cos/b bzz1FaY2.76齿形系数齿形系数2FaY2.22图图3141.55应力修正系数应力修正系数Sa1Y1.79Sa2Y图图315 设计内容设计内容 设计依据设计依据 方案方案 二二 重合度系数重合度系数Y0.8992.085.0 Y85.065.0 Y螺旋角系数螺旋角系数Y0.8齿数少取大值齿数少取大值闭式闭式 硬齿面硬齿面机械设计比较弯曲比较弯曲强度大小强度大小0088.048655.176.2FP1Sa1Fa1 YY0082.048679.122.2FP2S
33、a2Fa2 YY小小齿齿轮轮大大齿齿轮轮小齿轮强小齿轮强度弱些度弱些代入大值代入大值计算计算设计模数设计模数nm3FPSaFad2121cos2 b bYYzYYKT 32o20088.05.02189.08.012cos162350234.22 mm70.2 165.87mma中心距中心距 12cos2)9721(75.2cos2)(21nb bzzma圆整为圆整为 166 设计内容设计内容 设计依据设计依据 方案方案 二二 向上靠标准模数，取向上靠标准模数，取 mn2.75mm机械设计b b12o126反算螺旋角反算螺旋角1662)9721(75.2cos2)(cos121n1 azzmb
34、 b59.08mm精确计算分精确计算分度圆直径度圆直径1dzm61212cos/2175.2cos/o1n b b272.92mm2d61212cos/9775.2o 计算齿宽计算齿宽vb230mm60000100008.5910006011 ndv3.09m/s与假设相符与假设相符54.2908.595.01d2 db b135mmmm)105(21 bb计算圆周计算圆周速度速度b按接触强按接触强度校核度校核MPa12HP211HEH uubdKTZZZZ材料系数材料系数EZ2.45HZ节点区域系数节点区域系数189.8表表32MPa图图311 设计内容设计内容 设计依据设计依据 方案方案
35、二二 机械设计0.82重合度系数重合度系数ZZ斜齿轮斜齿轮 Z0.750.880.989HP2HP1 1170MPa 1170MPau减速传动：减速传动：u i4.6Z61212coscos b b螺旋角系数螺旋角系数许用接触应力许用接触应力HP 齿数比齿数比 设计内容设计内容 设计依据设计依据 方案方案 二二 校核计算校核计算接触应力接触应力uubdKTZZZZ12211HE H 6.46.508.5930162350234.22989.082.045.28.1892 MPa1170MPa1089HP 结论：接触强度满足要求结论：接触强度满足要求略略结构设计结构设计方案二设计完成（闭式硬齿面
36、）方案二设计完成（闭式硬齿面）机械设计两组方案主要结果比较两组方案主要结果比较 45钢钢 45 钢钢 齿轮材料齿轮材料 齿轮热处理齿轮热处理 表面淬火表面淬火小齿轮调质小齿轮调质大齿轮正火大齿轮正火螺旋角螺旋角b b齿数齿数 26 2179.61 59.08分度圆直径分度圆直径（mm）1d2d364.39 272.923 2.75 模数（模数（mm）齿宽（齿宽（mm）78 35 中心距（中心距（mm）222 166设计内容设计内容 方案方案 一一 方案方案 二二 12o12611o33211z2z119 97nm1b2b72 30a分析：分析：方案一为软齿面，加方案一为软齿面，加工工艺简单，制造成工工艺简单，制造成本低。但结构尺寸大本低。但结构尺寸大 方案二为硬齿面，加方案二为硬齿面，加工工艺复杂，制造成工工艺复杂，制造成本高。但结构尺寸小，本高。但结构尺寸小，重量轻，强度高，总重量轻，强度高，总体效益好。体效益好。对结构尺寸无特殊要对结构尺寸无特殊要求时，可采用方案一求时，可采用方案一载荷大、要求结构紧载荷大、要求结构紧凑时，可采用方案二凑时，可采用方案二
