斜齿轮设计计算过程

参考表8.2-90(各类钢材和热处理的特点及使用条件)、表8.2-91（调质及表面淬火齿轮用钢的选择）、表8.2-95（齿轮常用钢材的力学性能）、表8.2-96（齿轮工作齿面硬度及其组合应用举例），选择齿轮的材料为

小齿轮:40Cr，调质+高级感应加热淬火，表面硬度320-340HBW

大齿轮:40Cr，调质+高级感应加热淬火，表面硬度

由图8.2-16和图8.2-29，按.MQ级质量要求取值，查得

σ

Hlim1=1020MPa，σ

Hlim2

=1020MPa

σ

FE1=800MPa，σ

FE2

=800MPa

(2)按齿面接触强度初步确定中心距，并初选主要参数

按表8. 2-35

1）小齿轮传递转矩T

1：

T 1=9549*P/n

1

=9549*80/730=1046N.m

2)载荷系数K:考虑齿轮对称轴承布置，速度较低，冲击负荷较大，取K=1.6 3）齿宽系数：取

4）齿数比u：赞取u=i=3.11

5）许用接触应力σ

HP 按表8.2-35, σ

HP

=σ

Hlim

/σ

Hmin

，

取最小安全系数S

Hmin =1.1，按大齿轮计算，σ

HP2

=σ

Hlim2

/σ

Hmin

=461MPa

6)将以上数据代人计算中心距的公式

a≥476*（3.11+1）*……=276.67mm 圆整为标准中心距a=300mm。

7）确定模数:按经验公式m

n

=（0.007~0.02）*a=2.1~6mm

取标准模数m

n

=4mm

8)初取螺旋角β=9°，cos9° = 0. 98800

9)确定齿数:z

1=2*a*cosβ/m

n

(u+1)=36.06

Z

2

=z

1

*u=112.15

取z

1=36，z

2

=112

实际传动比：i

实=z

2

/z

1

=3.111

10)精求螺旋角β:

cosβ=m

n (z

1

+z

2

)/2a=0.98667

所以β=9°22″11)计算分度圆直径:

D 1=m

n

*z

1

/cosβ=145.946mm

D 2= m

n

*z

2

/cosβ=454.053mm

12)确定齿宽:b=Φ

d

*a=0.4x300=120mm 13)计算齿轮圆周速度:

V=π*d

1*n

1

/60/1000=5.58m/s

根据齿轮圆周速度，参考表8.2-100和表8.2-102，选择齿轮精度等级为7级

(3)校核齿面接触疲劳强度

根据表8. 2-37

1)分度圆上圆周力F

t

::

F t =2T

1

/d1=14334N

2)使用系数K

A :参考表8.2-40、表8.2-41，查表8.2-39，K

A

=1.5

3)动载荷系数Kv:

根据表8. 2-49计算传动精度系数C

C

L

=-0. 50481n(z1)-1. 1441n(mn)+2. 8521n(fpt1)+3.32

=-0.50481n(36)-1.1441n (4)+2. 8521n(14)+3 .32=7 .45

c

z

=-0. 50481n (z1)-1 .1441n(mn))+2. 8521n(fpt1)+3·32 =7.26

C=int(max {C，C2})=8

B=0 .25(C-5)0.667=0.520

A=50+56(1.0-B)=76.868

4)接触强度计算的齿向载荷分布系数K

Hβ

:

根据表8. 2-58，装配时检验调整

K

Hβ=1.12+0.18*(b/d

1

)+2.3*10-4*b=1.269

5)齿间载荷分配系数K

Hα

:

查表8.2-62，因为K

A F

1

/b=1.5*14334/120=179.175N/mm,K

Hα

=1.1

6)节点仄域系数Z

H

查图8.2-13，Z

H

=2.47

7)弹性系数Z

E

查表8.2-64，Z

E

=189.8

8)接触强度计算的重合度与螺旋角系数Z

eβ当量齿数:

z v1=z

1

/cos3β=36/0.986673=37.5

z v2=z

2

/cos3β=112/0.986673=116.6

当量齿轮的端面重合度ε

vα:ε

vα

=ε

αⅠ

+ε

αⅡ

查图8. 2-7，分别得到ε

αⅠ=0.83, ε

αⅡ

=0.91,

ε

vα

=0.83+0 .91=1.74

查图8.2-9, ε

β

=1.55

查图8.2-14 , Z

εβ

= 0.76

9)将以上数据代人公式计算接触应力

σ

H

=2.47 *189.8 *0.76 *=588.79MPa

10)计算安全系数S

H

根据表8. 2-37 ,

S H =σ

Hlim

Z

NT

Z

L

Z

V

Z

R

Z

W

Z

X

/σ

H

寿命系数Z

NT

:按式8.2-7,

N 1=60n

1

kh=60*730*1*35000=1.533*10

9

，

N

2

=N

1

/i=1.533*10

9

/3.11=4.93*10

8。

对调质钢(允许有一定的点蚀)，查图8.2-17 ,

Z NT1=0.98，Z

NT2

=1 .04

滑油膜影响系数Z

L 、Z

V

、 Z

R

：查图8.2-68，因

为N

1>N

(表8.2-66),齿轮经滚齿加工，R

a10

>0.4μm,滑油膜影响系数Z

L

、Z

V

、

Z R 之积(Z

L

Z

V

Z

R

)=0.85

工作硬化系数Z

W

:因小齿轮未硬化处理，齿面未光整，故Z

W

=l.