机械设计讨论课齿轮设计

标准直齿圆柱齿轮传动设计方案见表2,齿轮精度为5级，工作寿命30000（小时）,工作转速I440（r/min）。分别选择软齿面材料（例如结构钢正火）和硬齿面材料（例如合金钢渗碳淬火），分别选择对称支撑，非对称支撑和悬臂支撑方式。比较其承载能力、分析产生这种结果的原因并总结圆柱齿轮传动设计中齿宽系数（b/d1）选择应遵循的什么原则。

注：悬臂支撑结构不计算方案5,即宽径比为4的情况。

计算结果软齿面使用结构钢正火硬齿面选用合金钢渗碳淬火

对称支撑非对称支撑悬臂支撑

齿宽齿宽系

数计算接触应

力/MPa

计算弯曲应

力/MPa

极限传递功

率(kW)

计算接触

应力/MPa

计算弯曲应

力/MPa

极限传递功

率(kW)

计算接触应

力/MPa

计算弯曲应

力/MPa

极限传递

功率(kW)

10 0.1 1488.71 335.7 2.3393 1488.84 335.72 2.33887 1488.92 335.73 2.33864 软齿

20 0.2 1055.94 173.86 4.64974 1056.38 173.94 4.64581 1057.19 174.08 4.63874 面

40 0.4 754.34 90.8 9.11108 756.25 91.14 9.06506 765.2 92.73 8.85428

80 0.8 612.32 67.3 16.97922 626.02 69.92 16.24435 725.01 90.05 12.11115

100 1 561.02 56.55 20.22619 587.53 61.38 18.44194 778.73 101.28 10.49794

10 0.1 1456.27 331.37 33.4404 1456.28 331.37 33.43992 1456.39 331.38 33.43507 硬齿20 0.2 1034.34 170.08 66.28732 1034.46 170.1 66.27234 1035.64 170.31 66.12045 面

40 0.4 742.95 88.8 128.47967 744.25 89.02 128.031 757.35 91.34 123.6413

80 0.8 615.13 67.83 230.14057 630.39 70.76 219.13596 793.54 105.21 138.28828

100 1 573.6 58.82 264.66997 610.96 65.8 233.29418 907.27 132.89 105.7915

三种支撑方式对承载能力的影响对称支撑＞非对称支撑＞悬臂支撑

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弯曲应力

齿宽系数对承载能力的影响结论:

大承载能力越强

F，由此可知齿宽系数越

硬齿面与软齿面承载能力比较结论：对于三种支撑形式可以发现硬齿面承载能力明显提高

影响承载能力主要因素包括支撑方式，齿面的硬度，齿宽系数

齿面硬度越大承载能力越强；

齿宽系数越大承载能力越强；

支撑方式是对称支撑> 非对称支撑> 悬臂支撑

圆柱齿轮传动设计中齿宽系数的选择应遵循：

1■根据设计手册计算齿宽，轮齿越宽---承载能力越高---轮齿不宜过窄

2.轮齿越宽，齿面上载荷分布更不均匀，轮齿不宜过宽。存在的问题

1■硬齿面悬臂支撑0.8齿宽系数的时候接触应力与弯曲应力突然变大

2■悬臂支撑齿宽系数为1的时候为什么不进行讨论，根据数据承载能力反而下降了。轮齿越宽，齿面上载荷分布更不均匀—轮齿不宜过宽