1、11.6 直齿圆柱齿轮传动设计 计算准则及主要设计参数的选择,设计顺序：接触疲劳强度设计d1选1（2440）几何尺寸的计算弯曲疲劳强度校核；,一、设计顺序,(1)闭式传动（软齿面）：主要失效形式为齿面的疲劳点蚀；次要失效形式为轮齿折断。,设计顺序：弯曲疲劳强度设计m将模数增大选1（1724）几何尺寸的计算,(2)闭式传动（硬齿面）：主要失效形式为轮齿折断；次要失效形式为齿面的疲劳点蚀。,设计顺序：弯曲疲劳强度设计m选1（1724）几何尺寸的计算接触疲劳强度验算；,(3)开式传动：主要失效形式为齿面的磨损；次要失效形式为轮齿折断。,4、齿数比 u=z2/z1直齿u5;斜齿u67;开式u812,二
2、、主要参数的选择,1、精度等级,2、Z1、Z2、m选择,3、d、b1、b2选择 d=b2/d1 b1=b2+510(mm) d见 表11-7,软齿面闭式传动的承载能力主要取决于齿面接触疲劳强度。故齿数宜选多些，模数宜选小一些。从而提高传动的平稳性并减少轮齿的加工量。推荐取Z12440。硬齿面闭式传动及开式传动的承载能力主要取决于齿根弯曲疲劳强度。模数宜选大些，齿数宜选少些。从而控制齿轮传动尺寸不必要的增加。推荐取Z11724。传递动力的齿轮，模数不应小于2 mm。,表11-7 圆柱齿轮的齿宽系数,注：1. 大小齿轮均为硬齿面时 d取表中偏下限的数值；均为软齿面时或仅大齿轮为软齿面时，d取表中偏
3、上限数值； 2. 直齿园柱齿轮宜选较小值，斜齿可取较大值； 3. 载荷稳定轴刚性较大时取大值，否则取小值。,例11-1 一对钢制标准直齿圆柱齿轮传动，齿数z1、z2和中心距a如图11-13（a）所示。若其他条件不变，仅改变模数和齿数，z1、z2如图11-13（b）所示。试根据强度条件分析对传动的影响。,解 对齿面接触疲劳强度的影响 由式（11-3）可知:图11-13（a）的齿面接触应力为,图11-13（b）的齿面接触应力为,因为,所以,故,由次可见，若中心距a和其他条件不变，仅改变两轮齿数z1、z2和模数m，则无论如何组合，对接触疲劳强度无影响。, 对齿根弯曲疲劳强度的影响 根据式（11-6）
4、，若以两齿轮为分析对象，则图11-13（a）的小齿轮齿根弯曲应力为,图11-13 （b）的小齿轮齿根弯曲应力为,由图11-9得复合齿形系数为z120，YFS14.37,z140，YFS14.05,由式（11-2）、（11-8）得z1=20，z2=80，,z140，z2160，,由图11-13及标准直齿圆柱齿轮的几何尺计算式知,因此,所以,图11-13（a）小齿轮的齿根弯曲应力为图11-13（b）小齿轮的齿根弯曲应力的 左右。,由此可见，若中心距a和其他条件不变，改变两轮齿数z1z2和模数m，则不同的组合，会直接影响轮齿的弯曲疲劳强度。,例11-2 如图11-5所示，试设计此带式输送机减速器的高
5、速级齿轮传动。已知输入功率P40 kW，小齿轮转速n1960 rmin，齿数比u3.5，由电动机驱动，工作寿命15年（设每年工作300天），两班制，带式输送机工作平稳，转向不变。,解 设计步骤如下 1. 选定齿轮传动类型、精度等级、材料、热处理方式，确定许用应力。按图11-14所示传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。考虑此减速器的功率较大，故大、小齿轮都选用硬齿面。选大、小齿轮的材料均为20 Cr钢渗碳淬火。硬度为5662 HRC（查表11-1）。齿轮按7级精度制造（查表11-3）。,1电动机；2、6连轴器；3减速器；4高速级齿轮传动； 5底速级齿轮传动；7输送机滚筒,Hlim1500 MPa图1
6、1-10（b），Flim460 MPa图11-11（b） SH1，SF1（查表11-6），YX1.0（查图11-12） 故 MPaMPa,2. 按齿轮弯曲疲劳强度设计 按式（11-8）计算齿轮的模数,确定公式内的各计算数值 1）初步选定齿轮参数,2）计算小齿轮的名义转矩,3）计算载荷系数K（查表11-7）,初估 查图11-5（a）,（查图11-6）,（查图11-10）,4）查取复合齿形系数YFS（查图11-9）,5）计算大、小齿轮的 并进行比较,6）计算重合度系数Y,7）设计计算,将模数圆整为标准值，取m3 mm,3. 几何尺寸计算,4. 校核齿面接触疲劳强度按式（11-4）校核,式中,接触疲劳强度足够。,5. 轮的实际圆周速度对照表11-3可知齿轮选7级精度是合适的；且由于 与 所选KV值差距不大，对K影响很小，故无需修正以上设计计算。6结构设计及绘制齿轮零件图（从略）。,
