直齿圆柱齿轮软齿面设计

0设计题目：设计如图所示给料机用二级圆柱齿轮减速器中低速级的直齿圆柱齿轮传动。已知低速级小齿轮传递的功率P=17KW,小齿轮的转速min/301rn，传动比4i，单向传动，工作平稳，每天工作8小时，每年工作300天，预期寿命10年。要求：基本要求同大作业3，同时要求说明书层次清楚，数据来源准确。设计出齿轮的结构。设计思路：根据上图的给料机模型，整个模型采用了3对齿轮，分别是斜齿轮、直齿轮和锥齿轮。根据题目对低速级直齿轮进行设计。在设计时对齿轮的精度等级、材料及齿数进行选择并对其强度进行校核计算。直齿轮传动的设计1：已知条件及齿轮的选择根据题目已知条件低速级小齿轮传递功率P=17KW，小齿轮的转速min/301rn，传动比4i，单向传动，工作平稳，每天工作8小时，每年工作300天，预期寿命10年。1则可知min/5.7/12rinn，传递的功率P=17KW。1）运输机的工作速度不高，故选用7级精度。2）材料的选择,由《机械设计》P191表10-1选择小齿轮材料40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料45钢（调质），硬度为240HBS。3）选择小齿轮齿数201z，大齿轮齿数8012ziz。2：按齿面接触强度设计由设计公式211132.2HEdtZuuKTd(1)确定公式内的各计算数值○1试选载荷系数3.1tK。○2对齿轮转矩1T的计算mmNnPT/10412.53017105.95105.95651151○3齿宽系数d的选择装置状况两支撑相对于小齿轮做对称布置两支撑相对于小齿轮做不对称布置小齿轮做悬臂布置d0.9-1.4（1.2-1.9）0.7-1.15（1.1-1.65）0.4-0.6注：大、小齿轮皆为硬齿面时d应取表中偏下限值；若为软齿面或仅大齿轮为软齿面时，d可取表中偏上限的数值。所以选择齿宽系数d=1.2。○4由《机械设计》第八版P201表10-6，根据大小齿轮都属于锻钢，所以选择弹性影响系数2/18.189MPaZE。○5由《机械设计》第八版P201表10-21d按齿面硬度MQ查小齿轮的接触疲劳强度极限MPaH7751lim；大齿轮的接触疲劳强度极限2MPaH6002lim。○6计算应力循环次数71110184.5)1030081(2.1306060hjLnN71210296.14/NN○7计算接触疲劳许用应力取失效概率为1％，安全系数S=1，参考《机械设计》第八版P207图10-19则取95.0;90.021HNHNKK。MPaMPaSKHNH5.6977759.01lim11MPaMPaSKHNH57060095.02lim22（2）计算1)试算小齿轮分度圆直径11d，代入H中较小的值。mmZuuTKdHEdtt443.216132.232112)计算圆周速度v。smndvt/34.0106030443.216106033113）计算齿宽bmmdbtd732.259443.2162.114）计算齿宽与齿高之比hb/。模数：822.1020/443.216/11zdmt齿高：mmmht35.24822.1025.225.2667.1035.24/732.259/hb5）计算载荷系数。3根据smv/34.0，7级精度，由《机械设计》第八版P194图10-8，查的动载荷系数01.1vK；直齿轮，1FHKK,由表10-2查使用系数1AK;由表10-4查7级精度、小齿轮相对支撑非对称布置时，454.1HK;由667.10/hb，454.1HK查图10-13得36.1Fk;故载荷系数469.1454.1101.11HHVAKKKKK6）按照实际载荷系数校正所得的分度圆直径mmKKddtt44.2253.1469.1443.216/33117）计算模数m。272.1120/44.225/11zdm3.按齿根弯曲强度设计由弯曲强度的设计公式：32112FSaFadYYzKTm(1)确定公式内的各计算数值1）由《机械设计》第八版P图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限MPaFE5001;齿轮的弯曲疲劳强度极限MPaFE3802；2）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数85.01FNF,88.02FNF3）计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数4.1S,得：MPaSKFEFNF57.3034.150085.0111，MPaSKFEFNF86.2384.138088.0221，4）计算载荷系数K。43736.136.1101.11FFVAKKKKK,5)查取齿形系数和应力校正系数由表10-5查的22.2;80.221FaFaYY。由表10-5查的77.1;55.121SaSaYY。7）计算大、小齿轮的FSaFaYY并加以比较0143.057.30355.180.2111FSaFaYY016.086.23877.122.2222FSaFaYY大齿轮的数值大。（2）设计计算9136.7016.0202.110412.53736.12326m，对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于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，而齿面接触接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取弯曲强的计算的模数9136.7m并就近圆整为标准值8m，接触强度算得的分度圆直径44.2251d，算出小齿轮的齿数29/11mdz，大齿轮齿数1164292z。4几何尺寸计算（1）计算分度圆直径mmmzdmmmzd9288116,2328292211（2）计算中心距mmdda5802/21（3）计算齿轮宽4.2782322.11dbd取mmBmmB4.278,4.2832155齿轮结构设计及绘制齿轮零件图。小齿轮大齿轮分度圆直径2321d9282d齿顶高8ah齿根高10825.1fh齿全高18h齿顶圆直径248162321ad944169282ad齿根圆直径212202321fd908209282fd基圆直径21820cos23201bd87220cos92802bd齿距2.25mp齿厚6.122/ms齿槽宽6.122/me中心距580)(2/121dda顶系2825.0c参考文献：（1）濮良贵、纪明刚主编《机械设计》（第8版）（2）罗宗泽、高志、罗圣贤、李威主编《机械设计课程设计手册》（3）郑文纬、吴克坚主编《机械原理》（第7版）（4）丁复福、王立人主编主编《工程材料》6