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多速輸出變速箱設(shè)計(jì) 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目： 多速輸出變速箱（A）設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 54 目 錄 摘要 9 第一章 緒論 10 一、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng) 10 二、 變速箱發(fā)展趨勢(shì) 10 三、設(shè)計(jì)提要 10 第二章 方案設(shè)計(jì) 12 一、 參數(shù)的擬定 12 二、 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 12 三、 齒輪運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的確定 12 第三章 齒輪設(shè)計(jì) 15 一、 齒輪齒數(shù)表 15 二、齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 15 三、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 51 第四章 軸的設(shè)計(jì) 52 一、 初步確定各軸的最小軸徑 52 二、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 53 三、 軸承壽命計(jì)算 54 第五章 操縱機(jī)構(gòu)的方案選擇 59 摘要 多速輸出變速箱是將一種轉(zhuǎn)速輸入，經(jīng)過變速輸出不同所需轉(zhuǎn)速的機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于在機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)與進(jìn)給系統(tǒng)中。多速輸出變速箱的設(shè)計(jì)涉及機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械制造等多個(gè)機(jī)械專業(yè)課程的內(nèi)容。本次設(shè)計(jì)主要完成了齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核，軸承的壽命計(jì)算箱體總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及附件設(shè)計(jì)。本次所設(shè)計(jì)的多速輸出變速箱主要用于立式銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)中。 關(guān)鍵詞 速輸出 變速箱 主傳動(dòng)系統(tǒng) 立式銑床 ABSTRACT Multi-speed output gearbox is a kind of mechanism make an input speed change into different speed.This mechanism used in main drive and feeding system of machine tool widely.The design of Multi-speed output gearbox related to many professional courses of Machinery，such as，Mechanical principle，Machine design，Machine manufacturing and so on.In the design of Multi-speed output gearbox,I has completed gear design,axis design and strength check,bearing life calculation and so on.The Multi-speed output gearbox designed this time mostly used in the Main drive of Vertical Milling Machine KEY WORDS Multi-speed output.Transmission.Main drive.Vertical Milling Machine  第一章 緒論 一、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng) 機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)的布局可分成集中傳動(dòng)和分離傳動(dòng)兩種類型。主傳動(dòng)系統(tǒng)的全部變速結(jié)構(gòu)和主軸組件集中裝在同一個(gè)箱體內(nèi)，稱為集中傳動(dòng)布局；傳動(dòng)件和主軸組件分別裝在兩個(gè)箱體內(nèi)，中間采用帶或鏈傳動(dòng)，稱為分離傳動(dòng)布局。 集中傳動(dòng)式布局的機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊，便于實(shí)現(xiàn)集中操控，且只用一個(gè)箱體，但傳動(dòng)結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)中的振動(dòng)和熱變形。當(dāng)采用背輪傳動(dòng)時(shí)，皮帶將高速直接傳給主軸，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，加工質(zhì)量好，低速時(shí)經(jīng)背輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，轉(zhuǎn)矩大，適應(yīng)粗加工要求。 變速箱變速方式分為有級(jí)變速和無級(jí)變速。有級(jí)變速機(jī)構(gòu)有下列幾種： l 交換齒輪變速機(jī)構(gòu) 這種變速機(jī)構(gòu)的變速簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，主要用于大批量生產(chǎn)的自動(dòng)或半自動(dòng)機(jī)床，專用機(jī)床及組合機(jī)床等； l 滑移齒輪變速機(jī)構(gòu) 這種變速機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于通用機(jī)床和一部分專用機(jī)床中； l 離合器變速運(yùn)動(dòng) 在離合器變速機(jī)構(gòu)中應(yīng)用較多的有牙嵌式離合器，齒輪式離合器和摩擦片式離合器。 2、 變速箱發(fā)展趨勢(shì) 變速箱發(fā)展三大趨勢(shì) l 高水平、高性能 圓柱齒輪普遍采用滲碳淬火、磨齒，承載能力提高4倍以上，體積小、重量輕、噪聲低、效率高、可靠性高。 l 積木式組合設(shè)計(jì) 基本參數(shù)采用優(yōu)先數(shù)，尺寸規(guī)格整齊，零件通用性和互換性強(qiáng)，系列容易擴(kuò)充和花樣翻新，利于組織批量生產(chǎn)和降低成本。 l 型式多樣化，變型設(shè)計(jì)多。 三、設(shè)計(jì)提要 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是一個(gè)18級(jí)多速輸出的變速箱的設(shè)計(jì)，這種變速箱廣泛應(yīng)用于各種機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)，給機(jī)床提供多種主軸轉(zhuǎn)速。設(shè)計(jì)的對(duì)象設(shè)計(jì)完成后預(yù)計(jì)要達(dá)到普通機(jī)床的的加工與精度要求。調(diào)速機(jī)構(gòu)能便于操縱人員操縱。同時(shí)有利于提高工人在工作中的工作效率，帶來一定的效益。 完成設(shè)計(jì)的基本步驟為：1、收集相關(guān)資料，為設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備；2、完成齒輪的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核，初步得出齒輪的基本尺寸；3、軸及軸上零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4、計(jì)算軸承壽命；5、對(duì)操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)；6、對(duì)整體布局做設(shè)計(jì)，同時(shí)根據(jù)所得的布局圖進(jìn)一步調(diào)節(jié)各個(gè)齒輪的尺寸機(jī)相互位置關(guān)系；7、根據(jù)箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部的尺寸，對(duì)箱體做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；8、繪制變速箱的裝配圖及零件圖；9、將設(shè)計(jì)提交給指導(dǎo)老師檢查指導(dǎo)，對(duì)設(shè)計(jì)做進(jìn)一步的修正；10、書寫設(shè)計(jì)說明書，并做設(shè)計(jì)的后期處理。 第二章 方案設(shè)計(jì) 1、 參數(shù)的擬定 1、 確定輸出轉(zhuǎn)速 根據(jù)選題要求，輸出轉(zhuǎn)速為30~1500r/min，18級(jí)。取傳動(dòng)公比 φ=1.26。 擬定輸出轉(zhuǎn)速為：1500r/min，1180r/min，950r/min，750 r/min，600r/min，475r/min，375r/min，300r/min，235r/min，190r/min，150r/min，118r/min，95r/min，75 r/min，60r/min，47.5r/min，37.5r/min，30r/min。 2、 主電機(jī)的選取 根據(jù)主傳動(dòng)系統(tǒng)所需的功率及要達(dá)到的最大轉(zhuǎn)速，選取電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為：Y132M-4，其基本參數(shù)為：額定功率為7.5Kw，滿載轉(zhuǎn)速為1450r/min。 2、 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 1、 主傳動(dòng)方案擬定 集中傳動(dòng)式布局的機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊，便于實(shí)現(xiàn)集中操控，且只用一個(gè)箱體，此次設(shè)計(jì)中將采用集中傳動(dòng)式布局，并采用滑移齒輪來變換傳動(dòng)路線，達(dá)到多速輸出的目的。 2、 傳動(dòng)式的擬定 18級(jí)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)組和傳動(dòng)副可能的方案有： 18=9×2； 18=2×9； 18=3×6； 18=6×3； 18=3×3×2； 18=2×3×3； 18=3×2×3 為盡可能使變速箱結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)避免單一軸上齒輪過多，前4種方案，一根軸上齒輪將達(dá)到12個(gè)之多，軸的軸向尺寸將過大，故不宜選取。同時(shí)考慮到變速箱具體結(jié)構(gòu)，從電動(dòng)機(jī)到主軸一般為降速傳動(dòng)，將傳動(dòng)副較多的傳動(dòng)副放在接近電動(dòng)機(jī)處，這樣可以使小尺寸的零件多一些，大尺寸的零件少一些，節(jié)省材料，也就是“先多后少”的原則。故選取傳動(dòng)式 3、 結(jié)構(gòu)式及結(jié)構(gòu)網(wǎng)的確定 對(duì)于的傳動(dòng)式，根據(jù)“前密后稀”的原則，即級(jí)比指數(shù)增大，選擇結(jié)構(gòu)式為：，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖2-1。 4、 參考X62w確定各齒輪齒數(shù)，傳動(dòng)方案及轉(zhuǎn)速圖 傳動(dòng)方案如圖2-2所示； r/min 轉(zhuǎn)速圖如圖2-3。 3、 齒輪運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的確定 1、 各軸輸入功率 圖2-1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖 圖2-2 傳動(dòng)系統(tǒng)簡圖 圖2-3 轉(zhuǎn)速圖 2、 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 3、 綜合以上參數(shù)，制表 表格如表2-1： 表2-1 各軸功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 軸號(hào) 軸Ⅰ 軸Ⅱ 軸Ⅲ 軸Ⅳ 軸Ⅴ 功率（） 7.39 7.17 6.96 6.72 6.49 轉(zhuǎn)速(） 1500 698.1 286.4 109.7 30 轉(zhuǎn)矩（） 48903 98565 235416 596311 2163799 第三章 齒輪設(shè)計(jì) 本章節(jié)中計(jì)算公式及計(jì)算參數(shù)均來自濮良貴、紀(jì)名剛編?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)》[M]。北京：高等教育出版社，2008。 1、 齒輪齒數(shù)表 參考立式升降臺(tái)銑床x62w，定各齒輪齒數(shù)如表3-1： 表3-1 各齒輪齒數(shù) Ⅰ、Ⅱ軸間 Ⅱ、Ⅲ軸間 Ⅲ、Ⅳ軸之間 Ⅳ、Ⅴ軸之間 第1對(duì) 第2對(duì) 第3對(duì) 第4對(duì) 第5對(duì) 第6對(duì) 第7對(duì) 第8對(duì) 第9對(duì) 二、齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 （一）第一對(duì)齒輪（） 1、 選定精度等級(jí)、材料及齒數(shù)： ① 確定齒輪類型 因?yàn)樵搶?duì)齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。 ② 材料選擇 小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為255~265HBS；大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為215~225HBS二者硬度差為30~50HBS,這樣有利于提高兩個(gè)齒輪的壽命 ③ 銑床為一般工作機(jī)器，速度不高，選用7級(jí)制造精度 ④ 小齒輪齒數(shù)為26，大齒輪齒數(shù)為54，傳動(dòng)比為i==2.0 2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9a進(jìn)行試算即： d≥2.32 ① 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值： a、 由設(shè)計(jì)對(duì)象知外嚙合時(shí)公式中的正負(fù)號(hào)取正號(hào) b、 對(duì)于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3 c、 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩： T= 其中P==7.425Kw；n==1450r/min 代入數(shù)據(jù)得： T==48903N·mm d、 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7 e、 根據(jù)配對(duì)齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。 f、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21d中并按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=700MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=550MPa g、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制，工作壽命為15年) N=60 njL=60×1450×1×2×8×300×15=6.22×10 N==3.11×10 h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查《機(jī)械設(shè)計(jì)》中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.88；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.89 i、計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力： 取失效概率為1%，對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動(dòng)增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》中式10-12得： ===616MPa ===490MPa ② 計(jì)算： a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與中較小的值： ≥2.32= 2.32= 24.3×2.32=56.3mm b、計(jì)算圓周速度為V： V===4.27m/s c、計(jì)算齒寬： b=·d=0.7×56.3=56.3mm d、計(jì)算齒寬與齒高的比： 模數(shù) ===2.17 mm 齒高 h=2.25=2.25×2..17mm=4.88 mm ==11.5 e、計(jì)算載荷系數(shù)： 根據(jù)齒輪V=4.27m/s,且齒輪精度等級(jí)為7級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K=1.15； 對(duì)直齒輪有==1； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2查得使用系數(shù)K=1.25； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4并且運(yùn)用插值法查得對(duì)于7級(jí)精度，且小齒輪做非對(duì)稱布置時(shí)，取=1.249； 由=8.1，=1.249查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13得=1.21； 故載荷系數(shù)K= KK=1×1.15×1×1.249=1.436 f、按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-10a得： d= d=56.3=58.2mm g、 計(jì)算模數(shù)m： ===2.24mm 3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為： m≥ ① 確定公式中的各個(gè)計(jì)算數(shù)值： a、由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500MPa 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=400MPa b、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87，=0.9 c、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 對(duì)于彎曲疲勞強(qiáng)度來說，一旦發(fā)生斷齒就會(huì)引起嚴(yán)重的事故，故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-12得： ===310MPa ===257MPa d、計(jì)算載荷系數(shù)K 由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得： K= KK=1.25×1.15×1×1.21=1.74 e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)： 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5取=2.6，=2.30 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5取=1.595，=1.71 f、計(jì)算大小齒輪的，并加以比較： ==0.0134 ==0.0153 由上述計(jì)算值知大齒輪的數(shù)值更大 ② 設(shè)計(jì)計(jì)算： m≥= mm=1.57mm 對(duì)比以上兩種設(shè)計(jì)方案的計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)1.64 mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為2mm，但是由此模數(shù)算得的d=m×Z=2×26=52 mm小于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=58.2mm，因而不能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以應(yīng)該將m取為2.5由此得到的d=2.5×26=65 mm﹥d=58.2mm 4、 幾何尺寸的計(jì)算： ① 計(jì)算分度圓直徑： d= m×Z=2.5×26=65 mm d= m×Z=2.5×54=135 mm ② 計(jì)算中心距： a===120 mm ③ 計(jì)算齒輪寬度： b==1×65=65 mm ① 為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm，取B=65mm，B=70mm （二）第二對(duì)齒輪（） 1、 選定精度等級(jí)、材料及齒數(shù)： ① 確定齒輪類型 因?yàn)樵搶?duì)齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。 ② 材料選擇 小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為275~285HBS；大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為235~245HBS二者硬度差為30~50HBS,這樣有利于提高兩個(gè)齒輪的壽命 ③ 銑床為一般工作機(jī)器，速度不高，選用7級(jí)制造精度 ④ 小齒輪齒數(shù)為22，大齒輪齒數(shù)為33，傳動(dòng)比為==1.5 2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9a進(jìn)行試算即： d≥2.32 ① 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值： a、 由設(shè)計(jì)對(duì)象知外嚙合時(shí)公式中的正負(fù)號(hào)取正號(hào) b、 對(duì)于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3 c、 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩： T= 其中==7.204Kw；n==698.15r/min； 代入數(shù)據(jù)得： T==98565N·mm d、 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7 e、 根據(jù)配對(duì)齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。 f、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21d中并按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=700Mpa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=600Mpa g、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制，工作壽命為15年) N=60 njL=60×698.15×1×2×8×300×15=2.99×10 N==1.99×10 h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查《機(jī)械設(shè)計(jì)》中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95 i、計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力： 取失效概率為1%，對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動(dòng)增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》中式10-12得： ===630Mpa ===570Mpa ② 計(jì)算： a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與中較小的值： ≥2.32= 2.32= 2.32=32.4×2.32=75mm b、計(jì)算圓周速度為V： V===2.72m/s c、計(jì)算齒寬： b=·d=0.7×75=52.5mm d、計(jì)算齒寬與齒高的比： 模數(shù) ===3.4mm 齒高 h=2.25=2.25×3.4 mm=7.65mm ==6.86 e、計(jì)算載荷系數(shù)： 根據(jù)齒輪V=2.72m/s,且齒輪精度等級(jí)為7級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K=1.11； 對(duì)直齒輪有==1； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2查得使用系數(shù)K=1.25； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4并且運(yùn)用插值法查得對(duì)于7級(jí)精度，且小齒輪做非對(duì)稱布置時(shí)，取=1.25； 由=6.86，=1.25查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13得=1.2； 故載荷系數(shù)K= KK=1×1.11×1×1.2=1.332 f、按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-10a得： d= d=75=75.6mm g、 計(jì)算模數(shù)m： ===3.44mm 3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為： m≥ ① 確定公式中的各個(gè)計(jì)算數(shù)值： a、由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=600Mpa 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=400Mpa b、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87，=0.9 c、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 對(duì)于彎曲疲勞強(qiáng)度來說，一旦發(fā)生斷齒就會(huì)引起嚴(yán)重的事故，故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-12得： ===373Mpa ===257Mpa d、計(jì)算載荷系數(shù)K 由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得： K= KK=1×1.11×1×1.2=1.332 e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)： 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5取=2.72，=2.47 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5取=1.57，=1.64 f、計(jì)算大小齒輪的，并加以比較： ==0.0114 ==0.0158 由上述計(jì)算值知大齒輪的數(shù)值更大 ② 設(shè)計(jì)計(jì)算： m≥= mm=2.3 mm 對(duì)比以上兩種設(shè)計(jì)方案的計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)2.3mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為2.5mm，但是由此模數(shù)算得的d=m×Z=2.5×22=55 mm小于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=75.6 mm，因而不能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以應(yīng)該將m取為4由此得到的d=3.5×22=77 mm﹥d=75.6 mm 4、 幾何尺寸的計(jì)算： ① 計(jì)算分度圓直徑： d= m×Z=3.5×22=77mm d= m×Z=3.5×33=115.5mm ② 計(jì)算中心距： a===96.25mm ③ 計(jì)算齒輪寬度： b==0.7×77=53.9 mm 為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm，取B=55mm，B=60mm （三）第三對(duì)齒輪（） 1、 選定精度等級(jí)、材料及齒數(shù)： ① 確定齒輪類型 因?yàn)樵搶?duì)齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。 ② 材料選擇 小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為275~285HBS；大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為235~245HBS二者硬度差為30~50HBS,這樣有利于提高兩個(gè)齒輪的壽命 ③ 銑床為一般工作機(jī)器，速度不高，選用7級(jí)制造精度 ④ 小齒輪齒數(shù)為19，大齒輪齒數(shù)為36，傳動(dòng)比為==1.9 2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9a進(jìn)行試算即： d≥2.32 ① 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值： a、 由設(shè)計(jì)對(duì)象知外嚙合時(shí)公式中的正負(fù)號(hào)取正號(hào) b、 對(duì)于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3 c、 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩： T= 其中P==7.204Kw；==698.15r/min； 代入數(shù)據(jù)得： T==98565N·mm d、 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7 e、 根據(jù)配對(duì)齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。 f、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21d中并按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=700Mpa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=600Mpa g、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制，工作壽命為15年) N=60 njL=60×698.15×1×2×8×300×15=2.99×10 N==1.57×10 h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查《機(jī)械設(shè)計(jì)》中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95 i、計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力： 取失效概率為1%，對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動(dòng)增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》中式10-12得： ===630Mpa ===570Mpa ② 計(jì)算： a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與中較小的值： ≥2.32= 2.32= 2.32=31.4×2.32=72.8mm b、計(jì)算圓周速度為V： V===2.64m/s c、計(jì)算齒寬： b=·d=0.7×72.8=50.96mm d、計(jì)算齒寬與齒高的比： 模數(shù) ===3.8mm 齒高 h=2.25=2.25×3.8 mm=8.55mm ==5.96 e、計(jì)算載荷系數(shù)： 根據(jù)齒輪V=2.64m/s,且齒輪精度等級(jí)為7級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K=1.1； 對(duì)直齒輪有==1； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2查得使用系數(shù)K=1.25； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4并且運(yùn)用插值法查得對(duì)于7級(jí)精度，且小齒輪做非對(duì)稱布置時(shí)，取=1.25； 由=5.96，=1.25查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13得=1.19； 故載荷系數(shù)K= KK=1×1.1×1×1.25=1.375 f、按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-10a得： d= d=72.8=74.2mm g、 計(jì)算模數(shù)m： ===3.9mm 3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為： m≥ ① 確定公式中的各個(gè)計(jì)算數(shù)值： a、由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=600Mpa 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=400Mpa b、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87，=0.9 c、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 對(duì)于彎曲疲勞強(qiáng)度來說，一旦發(fā)生斷齒就會(huì)引起嚴(yán)重的事故，故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-12得： ===373Mpa ===257Mpa d、計(jì)算載荷系數(shù)K 由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得： K= KK=1×1.1×1×1.19=1.309 e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)： 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5取=2.85，=2.45 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5取=1.54，=1.65 f、計(jì)算大小齒輪的，并加以比較： ==0.0118 ==0.0157 由上述計(jì)算值知大齒輪的數(shù)值更大 ② 設(shè)計(jì)計(jì)算： m≥= mm=2.52 mm 對(duì)比以上兩種設(shè)計(jì)方案的計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)2.52 mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為3mm，但是由此模數(shù)算得的d=m×Z=3×19=57mm小于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=74.2mm，因而不能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以應(yīng)該將m取為4由此得到的 d=4×19=76 mm﹥d=74.2mm 4、 幾何尺寸的計(jì)算： ① 計(jì)算分度圓直徑： d= m×Z=4×19=76mm d= m×Z=4×36=144mm ② 計(jì)算中心距： a===110mm ③ 計(jì)算齒輪寬度： b==0.7×76=53.2 mm 　　為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm，取B=55mm，B=60mm （四）第四對(duì)齒輪（） 1、 選定精度等級(jí)、材料及齒數(shù)： ① 確定齒輪類型 因?yàn)樵搶?duì)齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。 ② 材料選擇 小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為275~285HBS；大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為235~245HBS二者硬度差為30~50HBS,這樣有利于提高兩個(gè)齒輪的壽命 ③ 銑床為一般工作機(jī)器，速度不高，選用7級(jí)制造精度 ④ 小齒輪齒數(shù)為16，大齒輪齒數(shù)為39，傳動(dòng)比為==2.44 2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9a進(jìn)行試算即： d≥2.32 ① 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值： a、 由設(shè)計(jì)對(duì)象知外嚙合時(shí)公式中的正負(fù)號(hào)取正號(hào) b、 對(duì)于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3 c、 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩： T= 其中P=P=7.204Kw；n==698.15r/min； 代入數(shù)據(jù)得： T==98565mm 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7 d、 根據(jù)配對(duì)齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。 e、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21d中并按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=700Mpa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=600Mpa f、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制，工作壽命為15年) N=60 njL=60×693×1×2×8×300×15=2.99×10 N==1.57×10 h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查《機(jī)械設(shè)計(jì)》中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95 i、計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力： 取失效概率為1%，對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動(dòng)增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》中式10-12得： ===630Mpa ===570Mpa ② 計(jì)算： a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與中較小的值： ≥2.32= 2.32= 2.32=30.6×2.32=71mm b、計(jì)算圓周速度為V： V===2.57m/s c、計(jì)算齒寬： b=·d=0.7×71=49.7mm d、計(jì)算齒寬與齒高的比： 模數(shù) ===4.4mm 齒高 h=2.25=2.25×4.4 mm=9.9mm ==5 e、計(jì)算載荷系數(shù)： 根據(jù)齒輪V=2.57m/s,且齒輪精度等級(jí)為7級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K=1.1； 對(duì)直齒輪有==1； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2查得使用系數(shù)K=1.25； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4并且運(yùn)用插值法查得對(duì)于7級(jí)精度，且小齒輪做非對(duì)稱布置時(shí)，取=1.25； 由=5，=1.25查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13得=1.18； 故載荷系數(shù)K= KK=1×1.1×1×1.25=1.375 f、按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-10a得： d= d=71=72.3mm g、 計(jì)算模數(shù)m： ===4.5mm 3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為： m≥ ① 確定公式中的各個(gè)計(jì)算數(shù)值： a、由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=600Mpa 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=400Mpa b、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87，=0.9 c、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 對(duì)于彎曲疲勞強(qiáng)度來說，一旦發(fā)生斷齒就會(huì)引起嚴(yán)重的事故，故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-12得： ===373Mpa ===257Mpa d、計(jì)算載荷系數(shù)K 由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得： K= KK=1×1.1×1×1.18=1.298 e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)： 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5，并運(yùn)用插值法取=3.03，=2.41 取=1.51，=1.67 f、計(jì)算大小齒輪的，并加以比較： ==0.0123 ==0.0156 由上述計(jì)算值知大齒輪的數(shù)值更大 ② 設(shè)計(jì)計(jì)算： m≥= mm=2.85mm 對(duì)比以上兩種設(shè)計(jì)方案的計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)2.85 mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為3mm，但是由此模數(shù)算得的d=m×Z=3×16=48mm小于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=72.3mm，因而不能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以應(yīng)該將m取為5由此得到的d=5×16=80mm=d>72mm 4、 幾何尺寸的計(jì)算： ① 計(jì)算分度圓直徑： d= m×Z=5×16=80mm d= m×Z=5×39=195mm ② 計(jì)算中心距： a===137.5mm ③ 計(jì)算齒輪寬度： b==0.7×80=56mm 為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm，取B=55mm，B=60mm 由于小齒輪齒數(shù)小于17，故需采用變位避免根切。 小齒輪采用正變位mm；大齒輪采用負(fù)變位mm （5） 第五對(duì)齒輪（） 1、 選定精度等級(jí)、材料及齒數(shù)： ① 確定齒輪類型 因?yàn)樵搶?duì)齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。 ② 材料選擇 大、小齒輪材料均為45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)后表面淬火，齒輪齒面硬度為40~50HRC。 ③ 銑床為一般工作機(jī)器，速度不高，選用7級(jí)制造精度 ④ 小齒輪齒數(shù)為26，大齒輪齒數(shù)為39，傳動(dòng)比為==0.66；u==1.5； 2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9a進(jìn)行試算即： d≥2.32 ① 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值： a、 由設(shè)計(jì)對(duì)象知外嚙合時(shí)公式中的正負(fù)號(hào)取正號(hào) b、 對(duì)于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3 c、 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩： T= 其中P==6.85Kw；=698.15××=429.6r/min； 代入數(shù)據(jù)得： T==152275N·mm d、 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7 e、 根據(jù)配對(duì)齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。 f、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21e中并按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限= =1100Mpa g、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制，工作壽命為15年) N=60 njL=60×426.5×1×2×8×300×15=1.84×10 N==1.23×10 h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查《機(jī)械設(shè)計(jì)》中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95 i、計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力： 取失效概率為1%，對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動(dòng)增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》中式10-12得： ==0.9×1100=990Mpa ==0.95×1100=1045Mpa ② 計(jì)算： a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與中較小的值： ≥2.32= 2.32= 2.32=25.8×2.32=60mm b、計(jì)算圓周速度為V： V===1.34m/s c、計(jì)算齒寬： b=·d=0.7×60=42mm d、計(jì)算齒寬與齒高的比： 模數(shù) ===2.3mm 齒高 h=2.25=2.25×3.3 mm=5.175mm ==11.6 e、計(jì)算載荷系數(shù)： 根據(jù)齒輪V=1.34m/s,且齒輪精度等級(jí)為7級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K=1.07； 對(duì)直齒輪有==1； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2查得使用系數(shù)K=1.25； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4并且運(yùn)用插值法查得對(duì)于7級(jí)精度，且小齒輪做非對(duì)稱布置時(shí)，取=1.243； 由=8.1，=1.243查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13得=1.2； 故載荷系數(shù)K= KK=1×1.07×1×1.243=1.33 f、按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-10a得： d= d=60=60.5mm g、 計(jì)算模數(shù)m： ===2.33mm 3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為： m≥ ① 確定公式中的各個(gè)計(jì)算數(shù)值： a、由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20d查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限==620Mpa b、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87，=0.9 c、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 對(duì)于彎曲疲勞強(qiáng)度來說，一旦發(fā)生斷齒就會(huì)引起嚴(yán)重的事故，故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-12得： ===385Mpa ===398.6Mpa d、計(jì)算載荷系數(shù)K 由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得： K= KK=1×1.07×1×1.2=1.28 e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)： 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5，并運(yùn)用插值法取=2.62，=2.41 取=1.595，=1.67 f、計(jì)算大小齒輪的，并加以比較： ==0.0109 ==0.0101 由上述計(jì)算值知大齒輪的數(shù)值更大 ② 設(shè)計(jì)計(jì)算： m≥= mm=2.07 mm 對(duì)比以上兩種設(shè)計(jì)方案的計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)2.06mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為3mm，但是由此模數(shù)算得的d=m×Z=3×26=78mm大于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=61.4mm，能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以應(yīng)該將m取為3。 4、 幾何尺寸的計(jì)算： ① 計(jì)算分度圓直徑： d= m×Z=3×26=78mm d= m×Z=3×39=117mm ② 計(jì)算中心距： a===97.5mm ③ 計(jì)算齒輪寬度： b==0.7×78=54.6mm 　　為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm，取B=55mm，B=60mm (6) 第六對(duì)齒輪（） 1、 選定精度等級(jí)、材料及齒數(shù)： ① 確定齒輪類型 因?yàn)樵搶?duì)齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。 ② 材料選擇 大、小齒輪材料均為45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)后表面淬火，齒輪齒面硬度為40~50HRC。 ③ 銑床為一般工作機(jī)器，速度不高，選用7級(jí)制造精度 ④ 小齒輪齒數(shù)為28，大齒輪齒數(shù)為37，傳動(dòng)比為==1.32； 2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9a進(jìn)行試算即： d≥2.32 ① 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值： a、 由設(shè)計(jì)對(duì)象知外嚙合時(shí)公式中的正負(fù)號(hào)取正號(hào) b、 對(duì)于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3 c、 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩： T= 其中P==7.06Kw；==286.42r/min； 代入數(shù)據(jù)得： T==235416N·mm d、 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7 e、 根據(jù)配對(duì)齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。 f、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21e中并按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限= =1100Mpa。 g、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制，工作壽命為15年) N=60 njL=60×286.42×1×2×8×300×15=1.23×10 N==9.3×10 h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查《機(jī)械設(shè)計(jì)》中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95 i、計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力： 取失效概率為1%，對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動(dòng)增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》中式10-12得： ==0.9×1100=990Mpa ==0.95×1100=1045Mpa ② 計(jì)算： a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與中較小的值： ≥2.32= 2.32= 2.32=30.4×2.32=70.5mm b、計(jì)算圓周速度為V： V===1.05m/s c、計(jì)算齒寬： b=·d=0.7×70.5=49.35mm d、計(jì)算齒寬與齒高的比： 模數(shù) ===2.52mm 齒高 h=2.25=2.25×2.52mm=5.67mm ==8.7 e、計(jì)算載荷系數(shù)： 根據(jù)齒輪V=1.05m/s,且齒輪精度等級(jí)為7級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K=1.05； 對(duì)直齒輪有==1； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2查得使用系數(shù)K=1.25； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4并且運(yùn)用插值法查得對(duì)于7級(jí)精度，且小齒輪做非對(duì)稱布置時(shí)，取=1.246； 由=8.7，=1.246查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13得=1.2； 故載荷系數(shù)K= KK=1×1.05×1×1.246=1.31 f、按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-10a得： d= d=70.5=70.7mm g、 計(jì)算模數(shù)m： ===2.53mm 3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為： m≥ ① 確定公式中的各個(gè)計(jì)算數(shù)值： a、由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20d查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限==620Mpa b、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87，=0.9 c、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 對(duì)于彎曲疲勞強(qiáng)度來說，一旦發(fā)生斷齒就會(huì)引起嚴(yán)重的事故，故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-12得： ===385Mpa ===398.6Mpa d、計(jì)算載荷系數(shù)K 由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得： K= KK=1×1.05×1×1.2=1.26 e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)： 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5，并運(yùn)用插值法取=2.55，=2.47 取=1.61，=1.66 f、計(jì)算大小齒輪的，并加以比較： ==0.0107 ==0.0103 由上述計(jì)算值知大齒輪的數(shù)值更大 ② 設(shè)計(jì)計(jì)算： m≥= mm=2.26 mm 對(duì)比以上兩種設(shè)計(jì)方案的計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)2.26mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為3mm，但是由此模數(shù)算得的d=m×Z=2.5×28=70mm小于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=70.2mm，因而不能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以應(yīng)該將m取為3由此得到的d=3×28=84mm>d=70.2mm 4、 幾何尺寸的計(jì)算： ① 計(jì)算分度圓直徑： d= m×Z=3×28=84mm d= m×Z=3×37=108mm ② 計(jì)算中心距： a===96mm ③ 計(jì)算齒輪寬度： b==0.7×84=58.8mm 　　為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm，取B=60mm，B=65mm (7) 第七對(duì)齒輪（） 1、 選定精度等級(jí)、材料及齒數(shù)： ① 確定齒輪類型 因?yàn)樵搶?duì)齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。 ② 材料選擇 大、小齒輪材料均為45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)后表面淬火，齒輪齒面硬度為40~50HRC。 ③ 銑床為一般工作機(jī)器，速度不高，選用7級(jí)制造精度 ④ 小齒輪齒數(shù)為18，大齒輪齒數(shù)為37，傳動(dòng)比為==2.01； 2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9a進(jìn)行試算即： d≥2.32 ① 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值： a、 由設(shè)計(jì)對(duì)象知外嚙合時(shí)公式中的正負(fù)號(hào)取正號(hào) b、 對(duì)于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3 c、 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩： T= 其中P==7.06Kw；==286.42r/min代入數(shù)據(jù)得： T==235416N·mm d、 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7 e、 根據(jù)配對(duì)齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。 f、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21e中并按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限= =1100Mpa。 g、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制，工作壽命為15年) N=60 njL=60×286.42×1×2×8×300×15=1.23×10 N==6.1×10 h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查《機(jī)械設(shè)計(jì)》中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95 i、計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力： 取失效概率為1%，對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動(dòng)增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》中式10-12得： ==0.9×1100=990Mpa ==0.95×1100=1045Mpa ② 計(jì)算： a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與中較小的值： ≥2.32= 2.32= 2.32=28.9×2.32=66.8mm b、計(jì)算圓周速度為V： V===0.99m/s c、計(jì)算齒寬： b=·d=0.7×66.8=46.76mm d、計(jì)算齒寬與齒高的比： 模數(shù) ===3.7mm 齒高 h=2.25=2.25×3.7 mm=8.325mm ==5.6 e、計(jì)算載荷系數(shù)： 根據(jù)齒輪V=0.99m/s,且齒輪精度等級(jí)為7級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K=1.05； 對(duì)直齒輪有==1； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2查得使用系數(shù)K=1.25； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4并且運(yùn)用插值法查得對(duì)于7級(jí)精度，且小齒輪做非對(duì)稱布置時(shí)，取=1.244； 由=5.6，=1.244查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13得=1.2； 故載荷系數(shù)K= KK=1×1.05×1×1.244=1.31 f、按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-10a得： d= d=66.8=67.3mm g、 計(jì)算模數(shù)m： ===3.74mm 3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為： m≥ ① 確定公式中的各個(gè)計(jì)算數(shù)值： a、由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20d查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限==620Mpa b、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87，=0.9 c、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 對(duì)于彎曲疲勞強(qiáng)度來說，一旦發(fā)生斷齒就會(huì)引起嚴(yán)重的事故，故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-12得： ===385Mpa ===398.6Mpa d、計(jì)算載荷系數(shù)K 由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得： K= KK=1×1.05×1×1.2=1.26 e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)： 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5，并運(yùn)用插值法取=2.91，=2.34 取=1.53，=1.68 f、計(jì)算大小齒輪的，并加以比較： ==0.0116 ==0.0098 由上述計(jì)算值知大齒輪的數(shù)值更大 ② 設(shè)計(jì)計(jì)算： m≥= mm=3.11 mm 對(duì)比以上兩種設(shè)計(jì)方案的計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)3.11 mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為4mm，但是由此模數(shù)算得的d=m×Z=4×18=72mm大于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=66.8mm，因而、能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以將m取為4 4、 幾何尺寸的計(jì)算： ① 計(jì)算分度圓直徑： d= m×Z=4×18=72mm d= m×Z=4×47=188mm ② 計(jì)算中心距： a===95mm ③ 計(jì)算齒輪寬度： b==0.7×72=50.4mm 　　為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm，取B=50mm，B=55mm (8) 第八對(duì)齒輪（） 1、 選定精度等級(jí)、材料及齒數(shù)： ① 確定齒輪類型 因?yàn)樵搶?duì)齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。 ② 材料選擇 大、小齒輪材料均為45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)后表面淬火，齒輪齒面硬度為40~50HRC。 ③ 銑床為一般工作機(jī)器，速度不高，選用7級(jí)制造精度 ④ 小齒輪齒數(shù)為38，大齒輪齒數(shù)為82，傳動(dòng)比為==0.46；u==2.16； 2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9a進(jìn)行試算即： d≥2.32 ① 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值： a、 由設(shè)計(jì)對(duì)象知外嚙合時(shí)公式中的正負(fù)號(hào)取正號(hào) b、 對(duì)于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3 c、 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩： T= 其中P==6.65Kw；=×=236.7r/min； 代入數(shù)據(jù)得： T==268304N·mm d、 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7 e、 根據(jù)配對(duì)齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。 f、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21e中并按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限= =1100Mpa。 g、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制，工作壽命為15年) N=60 njL=60×235×1×2×8×300×15=1.02×10 N==4.7×10 h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查《機(jī)械設(shè)計(jì)》中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95 i、計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力： 取失效概率為1%，對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動(dòng)增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》中式10-12得： ==0.9×1100=990Mpa ==0.95×1100=1045Mpa ② 計(jì)算： a、試算小齒輪分度圓直