设计计算及说明

5) 由图6-21 查得20.260.22a 1a ==F F Y Y ， 由图6-22查得78.159.12a 1a ==S S Y Y ， 6) 查教材6-25图得：K 1N F = K 2N F =1.00

7) 查取齿轮的弯曲疲劳强度极限=Flim 1σ450Mpa =Flim 2σ390Mpa

8) 齿轮的弯曲疲劳强度极限：取失效概率为1%,安全系数S=1,应用公式（6-24）

得:

[1F σ]=1lim 1F FN K σ=450MPa [2F σ]=2lim 2F FN K σ=390MPa 9) 计算弯曲应力

[]

[]

22111

1a 8.61a 2.652F F F Sa Fa n

F MP MP Y Y Y Y m bd KT σσσσβε≤=≤==

满足要求，所选的参数合适。 10） 结构设计

小齿轮（齿轮1）分度圆直径为59.53mm 采用实心结构

大齿轮（齿轮2）分度圆直径为204.47mm 采用腹板式结构其零件图如下

20

.260.22a 1a ==F F Y Y 178

.159

.1212a 1a ====FN FN S S K K Y Y a 450Flim1MP =

σa

390Flim2MP =

σ

1）分锥角 "'︒==62618u

1

arctan

1δ "'︒=︒=543371-9012δδ

2）当量齿数 2.23cos /1z v 11==δZ 7.208cos /2z v 22==δZ

3）由图6-21,6-22分别查得 齿形系数 2.072.65a2a1==F F Y Y ，

应力修正系数 88.157.12a 1a ==S S Y Y ，

4）由图6-26 查得 0.121==FN FN K K

5）由图6-28 c ）弯曲疲劳极限应力 a 390a 4502lim 1lim MP MP F F ==σσ， 6） 齿轮的弯曲疲劳强度极限：取失效概率为1%,安全系数S=1,应用公式（6-24）得:

[1F σ]=a 4501lim 1MP K F FN =σ [2F σ]=a 3902lim 2MP K F FN =σ 7) 计算弯曲应力

()[]

[]

2212

3

2

2

3

1a 2.44a 1.8207.265.21

332225.05.0125.01008.2234.14F F F F MP MP σσσσ≤=≤=⨯⨯+⨯

⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=

满足要求，所选参数合适。 8）机构设计

小锥齿轮（齿轮1）大端分度圆直径为66mm 采用实心结构

大锥齿轮（齿轮2）大端分度圆直径为198mm 采用腹板式结构其零件图如下

3、初步确定轴的最小直径

先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），取0112A =，

得 81.1496022

.2112n P A d 33

I I 0min ===mm 输入轴的最小直径为安装联轴器的直径12d ，为了使所选的轴直径12d 与联

轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩2ca A T K T =，

查教材表13-1，由于转矩变化很小，故取KA=1.5，则 2ca A T K T ==1.5×22.08=33.12N.m

查《机械设计课程设计》 ，选HL1型弹性柱销联轴器其额定转矩为160N.m ，

半联轴器长度L=42mm ，孔直径d12=18mm 。

4、轴的结构设计

（1）拟定轴上零件的装配方案（见图五）

图五、输入轴轴上零件的装配 （2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1） 为了满足半联轴器的轴向定位，12段轴右端需制出一轴肩，故取23段的直

径mm 22d 23=。左端用轴端挡圈定位，12段长度应适当小于L 所以取

12L =42mm 2） 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用单列圆锥滚

子轴承，参照工作要求并根据mm 22d 23=，由《机械设计课程设计》表13-1中初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30205E ，其尺寸为

d12=18mm

d23=22mm L12=42mm

4.655

P

∏

= kw ∏

n=436.36r/min

∏

T=101.88N.M

2、求作用在齿轮上的力

已知小斜齿轮的分度圆直径为

mm

mz

d62

=

=

1

11

11

2

1

22101880

3286

62

tan tan20

32861236

cos cos1435'33''

tan3286tan1435'33''855.6

t

n

r t

a t

T

F N

d

F F N

F F N

α

β

β

⨯

===

︒

==⨯=

︒

==⨯︒=

2

2

22

22

3

22101.88

1230.4

0.1656

tan cos21230.4tan20cos6540'30''184.5

tan sin21230.4tan20sin6540'30''408 t

m

r t

a t

T

F N

d

F F N

F F N

αδ

αδ

⨯

===

==⨯︒⨯︒=

==⨯︒⨯︒=

222

(10.5)(10.5) 2.7573(10.50.35)165.6

m R t R

d d m Z mm

φφ

=-=-=⨯⨯-⨯=

圆周力1t F、2t F，径向力1r F、2r F及轴向力1a F、2a F的方向如图八所示