直齿轮传动设计计算实例
倍杰教育 发布时间：2022/2/26
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已知条件：斜齿圆柱齿轮传动，输入功率为PI=4.17kw，齿轮转速为nI=626r/min，传动比为i2=3.7，由电动机驱动，工作寿命为10年，每年工作300天，每天工作16小时，轻微冲击，转向不变。
1、齿轮基本参数选定（齿轮设计参照《机械设计》教材进行设计）
（1）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。
（2）材料：参照表10-1高速级小齿轮选用45#钢调质处理，齿面硬度为250HBS。高速级大齿轮选用45#钢调质，齿面硬度为220HBS。
（3）小齿轮齿数初选为
，大齿轮齿数
。
，大齿轮齿数。2、按齿面接触强度计算
由设计计算公式（10-9a）进行计算，即
（1）确定公式内的各计算数据
①试选载荷系数
②计算小齿轮传递的转矩
③由表10-7选取齿宽系数
④由表10-6查得材料的弹性影响系数
⑤由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限
，大齿轮的接触疲劳强度极限
，大齿轮的接触疲劳强度极限⑥由式10-13计算应力循环次数=
⑦由图10-19取接触疲劳寿命系数
。
。⑧计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1％，安全系数S=1，由式（10-12）得
﹙2﹚计算
①试算小齿轮分度圆直径
,代入
中最小值。
,代入中最小值。
②计算圆周速度v
③计算齿宽b
④计算齿宽与齿高之比
模数 
齿高 
⑤计算载荷系数
根据
，8级精度，由图10-8查得动载荷系数
；
，8级精度，由图10-8查得动载荷系数； 直齿轮,
；
； 由表10-2查得使用系数
；
； 由表10-4用插值法查得8级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，
。
。 由
，
查图得
；
，查图得； 故载荷系数
⑥按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（10-10a）得
⑦计算模数m
3、按齿根弯曲强度设计
由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为
（1）确定公式内的各计算数值
①由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
，大齿轮的弯曲疲劳强度极限
；
，大齿轮的弯曲疲劳强度极限；②由图10-18取弯曲疲劳寿命系数,；
,；③计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.3，由式(10-12)得
④计算载荷系数K
⑤查取齿形系数
由表10-5查得
⑥查取应力校正系数
由表10-5查得
⑦计算大、小齿轮的
并加以比较
并加以比较
故小齿轮的数值较大。
（2）设计计算
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取弯曲强度算得的模数1.98并就近圆整为标准值
，按接触疲劳强度算得的分度圆直径
，算出小齿轮齿数
，按接触疲劳强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数
大齿轮齿数
4、几何尺寸计算
（1）计算分度圆直径
（2）计算中心距
（3）计算齿宽
取
（4）计算齿顶圆和 底圆直径
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