机械设计制造及其自动化专业论文31727.doc

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1、 毕 业 设 计 二级齿轮减速器设计说明书专 业 ： 机械设计制造及其自动化 摘要本次毕业设计主要利用三维虚拟设计软件Pro/Engineer对400T冷剪机的减速器部分进行三维参数化设计，所做主要工作主要包括：参与完成400T冷剪机总体方案的论证及主要零部件的选型设计；完成二级减速器的选型及总体设计；完成电机、齿轮及轴的校核及计算；完成相关零部件（齿轮、轴）的有限元分析及三维参数化造型和装配。对400T冷剪机的减速器进行了设计，在设计中：首先,阐述了冷剪机在轧钢生产线中的重要作用，在此基础上提出了400T冷剪机中减速器部分的三维参数化设计课题；其次，分析冷剪机的工作原理，进一步对其中的传动装

2、置进行初步设计及校核，并且利用 ANSYS软件对减速器中的相关部件进行简单的有限元分析；最后利用PRO/E工程软件，建立了减速器重要零部件的3D模型，以此为基础完成相关部件的虚拟装配。关键词：冷剪机、减速器、三维参数化设计、有限元分析Abstract The main advantage of graduate design three-dimensional virtual design software Pro / Engineer on the 400T part reducer of cold shear three-dimensional parametric design, don

3、e by the main work includes: participation in the completion of the overall program 400T cold shearing machine argument and the main components Type Design; completed two reducer selection and design; complete motor, gears and shafts checking and calculation; complete the relevant parts (gears, shaf

4、ts) and three-dimensional finite element analysis of parametric modeling and assembly. 400T cold cutting machine on the reducer has been designed, in the design: First, set the cold shear rolling production line in an important role in this proposed based on the 400T cold scissors reducer part of th

5、ree-dimensional parametric design subject; Second, analysis of the working principle of the cold shear, which drives further preliminary design and verification, and the use of ANSYS software and the gear reducer shaft in a simple finite element analysis; Finally, PRO / E Engineering software, set u

6、p important parts reducer 3D model as a basis for the completion of the relevant parts of the virtual assembly. Key words: cold shear, reducer, 3D parametric design, finite element analysis目 录摘要Abstract第1章 绪论11.1 冷剪机在冶金工业生产中的主要作用和应用11.2 我国机械制造技术的发展状况和先进技术的特点11.2.1 我国制造业的发展与差距11.2.2先进制造技术的特点21.3 课题的提

7、出、任务及关键技术21.3.1 课题的提出21.3.2任务要求31.3.3关键技术31.4设计成果3第2章 总体方案的拟定42.1 冷剪机的主要结构及工作原理42.2 冷剪机主要部件的选型设计42.2.1 皮带张紧装置42.2.2安全保护装置52.2.3棒材压紧装置52.2.4快速换刀装置52.2.5 减速器系统52.3工作机器特征的分析52.4 剪切机设计考虑的问题5第3章 运动参数设计73.1 电机的选择73.1.1 电动机电压和转速的选择73.1.2 电动机功率的校核73.2 传动比的分配93.2.1 分配原则93.2.2 分配数据93.3 运动参数的计算10第4章 各传动零件的设计计算

8、114.1齿轮的设计114.2高速级齿轮设计计算114.2.1确定公式内的各计算数据124.2.2 设计计算，由计算公式134.2.3 按齿根弯曲强度设计134.2.4 结构设计并加以计算154.3 低速级齿轮传动154.3.1 选定齿轮类型、精度等级、材料齿数及螺旋角154.3.2 按齿面接触疲劳强度设计164.3.3 设计计算，由计算公式164.3.4 按齿根弯曲强度设计174.3.5 设计计算184.3.6 几何尺寸计算18第5章 轴的设计205.1 各轴的设计205.2高速轴的设计计算205.2.1、高速轴上的参数205.2.2 初步确定轴的最小直径205.2.3轴的结构设计215.2

9、.4 求轴上的载荷225.2.5 按弯扭合成应力校核轴的强度235.3 中间轴的设计计算255.3.1 中间轴中各参数计算255.3.2 轴的结构设计265.3.3 求轴上的载荷275.3.4 按弯扭合成应力校核轴的强度275.4低速轴的设计计算305.4.1 低速轴的受力分析305.4.2 水平面（H)轴上载荷计算315.4.3 竖直面（V)轴上载荷计算335.4.4 轴上弯矩计算355.4.5 轴上弯矩计算375.5轴承的选择及校核375.5.1 高速轴上轴承的校核375.5.2 中间轴上轴承的校核385.5.3低速轴上轴承的校核385.6 键的选择与校核385.6.1 几点说明385.6

10、.2 高速轴上键的选择与校核385.6.3 中间轴上键的选择与校核39第6章 减速器的箱体（箱盖）设计406.1 箱体（箱盖）的分析406.2 箱体（盖）的材料406.3 箱体的设计计算40第7章 减速器的润滑437.1 润滑方式的确定437.2 油池中油量的确定437.3轴承润滑437.4 润滑剂的选择437.5 油的密封及防止脂的稀释43第8章 减速器附件458.1 检查孔盖板458.2 透气装置458.3 油塞螺钉468.4 油标468.5 启盖螺钉478.6 端盖的设计47第9章 主要部件的三维造型499.1 pro/e简介499.2相关零件的三维参数化造型499.3 斜齿轮的建模过程

11、509.3.1 输入基本参数和关系式509.3.2创建齿轮基本圆519.3.3 创建渐开线529.3.4 镜像渐开线539.3.5创建齿根圆569.3.6创建分度圆曲面579.3.7创建投影曲线599.3.8创建扫描混合截面609.3.9创建第一个轮齿特征659.3.10 阵列轮齿679.4 其他零件图709.5 工作装置装配719.6 其他装配体73第10章 轴与齿轮的有限元分析7510.1 ANSYS及 ANSYS与 PRO/E 简介7510.2 轴的前处理7710.3 轴的后处理78第11章 设计小结8211.1 齿轮设计中出现的问题8211.2、轴设计中出现的问题8211.3 轴上键槽

12、的问题8211.4 轴承的选择问题82参考文献84附表85致谢87第1章 绪论1.1 冷剪机在冶金工业生产中的主要作用和应用 现在工业社会基本上是由钢铁与石油两大块构成,但是我想大家都明白,石油只不过广泛的运用了一百多年而已,也就是说没有了石油我们的社会倒退一百年左右,但是如果没有钢铁我们的社会会倒退上千年.足以见得钢铁的重要。钢材生产在国民经济中占有十分重要的地位。钢材的生产法有轧制、锻造、挤压、拉拔、剪切等。用轧制方法生产钢材，具有生产过程连续性、生产率高、品种多、质量好，易于机械化自动化等优点，因此得到广泛的应用。这不仅提高了产品的产量和质量，而且实现了少切削或无切削的加工，这就比用切削

13、加工方法有效的节约了金属消耗并显著地改善了劳动条件。对于很多机件，以轧制方法代替机械加工、铸造成锻造，是加工过程的重大变革。冷剪机就是用于切断金属材料的一种机械设备。在轧制生产过程中，大断面的钢锭和钢坯经过轧制后，其断面变小，长度增加。为了满足后继工序和产品尺寸规格的要求，各种钢材生产工艺过程中都必须有剪切工序。冷剪机的用途就是用来剪切定尺、切头、切尾、切边、切试样及切除轧件的局部缺陷等。冷剪机是轨钢机械中重要的辅助设备之一，因为剪切机的能力大小，直接影响轧机生产能力能否充分发挥以及轧制生产线金属流程的平衡问题13。冷剪机还广泛地使用在机械制造和修理等部门，如钢铁厂、钢管厂等。因此冷剪机在扎制

14、钢材生产中有非常重要的作用。1.2 我国机械制造技术的发展状况和先进技术的特点1.2.1 我国制造业的发展与差距 (1) 我国机械制造业的发展自建国以来，尤其是改革开放20多年来，我国制造业得到了迅速的发展。机械工业是我国工业生产中发展最快的行业之一，据统计资料表明，自1978年到1996年18年期间，机械工业的平均年增长率达14.1%，而同期国内生产总值GDP增长率为9.9%；1996年机械工业产值在全国工业生产中的比例占23%，增加值为3300多亿元，占同年我国国内生产总值5%，居工业各行业之首。 (2) 我国机械制造业存在的差距半个世纪以来，我国机械制造业从无到有，从小到大取得了较快的发

15、展，但与西方先进工业国家相比还存在着明显的差距，主要体现在如下方面： 产品档次低，高水平产品所占比例小 面前我国机械工业主导产品达到当代国际先进工业国家的不到5%，达到上世纪90年代世纪先进水平的占25%，达到80年代水平的占40%，还处于6070年代水平的仍占有30%的比例。 创新开发能力差，新产品贡献率低 我国大中型企业生产的2000多种主导产品的平均生命周期为10.5年，而美国机械工业产品的生命周期一般仅有34年。美国制造业的新产品的贡献率已达到国内生产总值的52%（1995），而我国仅为5.9%（1997）。目前，我国企业的技术来源主要依赖国外，在“七五”期间开发的92种典型产品中有5

16、7%技术来源于国外，企业自身技术创新内力较低。 企业生产管理技术落后 目前，我国大部分企业的生产管理依旧停留在过去计划经济管理方式上，先进管理模式和手段未能得到实施10。1.2.2先进制造技术的特点(1) 是面向21世纪的技术由传统的制造技术发展起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群，它是具有明确范畴的新的技术领域，是面向21世纪的技术。(2) 是面向工业应用的技术先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后

17、服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果，其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长10。1.3 课题的提出、任务及关键技术1.3.1 课题的提出冷剪机是用于切断金属材料的一种机械设备，它是轨钢机械中重要的辅助设备之一，广泛地使用在机械制造和修理等部门，如钢铁厂、钢管厂等。因为剪切机的能力大小，直接影响轧机生产能力能否充分发挥以及轧制生产线金属流程的平衡问题。因此在此次设计当中我们必须考虑以下环节：(1) 在最大剪切力为400t的情况下，冲击力大，为了防止过载我们设计了安全保护装置安全保护螺栓，并对其进行合理的分析、计

18、算校核来保证设备的安全。(2) 我们所设计的冷剪机最大剪切力为400t，它最宜剪切棒材直径范围是840厘米。(3) 由于我们所设计的冷剪机最大剪切力为400t，在剪切的过程中，对偏心轴的冲击力相当大，因此，对偏心轴进行强度、刚度计算、进行强度、弯度校核是必不可少的。另外，在机械行业中，Pro/ENGINEER已经成为三维建模软件的领头羊，利用PRO/E进行产品设计与开发，可真正实现：产品设计完全计算机化；产品形式完全特征参数化；全部产品数据统一化；设计、分析、加工、制造、装配一体化。因此，我们就将先进的设计理念、先进的设计技术和手段应用于传统产品设计当中，主要应用Pro/ENGINEER软件进

19、行三维造型设计、实体装配。1.3.2任务要求本设计的主要任务：(1) 根据提出的问题，结合毕业实习，积极进行调查研究，广泛收集技术资料，构思整体设计框架。(2) 制定总体设计方案，并进行先进性、经济性及可行性论证。(3) 根据总体设计方案，制定可行的技术路线。(4) 进行总体设计，建立骨架模型。(5) 完成工作装置的设计和计算。(6) 对传动装置的部分零件进行三维实体造型设计。(7) 完成工作装置的三维装配；并进行相关部件的有限元分析。(8) 外文翻译，编写设计说明书。1.3.3关键技术本次毕业设计的关键技术是我们以“400T冷剪机三维虚拟设计”为课题，将先进的设计理念、先进的设计技术和手段应

20、用于传统产品设计的一次尝试，主要应用Pro/ENGINEER软件进行三维造型设计、实体装配等；应用ANSYS软件进行有限元分析。第2章 总体方案的拟定2.1 冷剪机的主要结构及工作原理图2-1 冷剪机结构原理图1-电动机 2-皮带 3-飞轮 4-减速器 5-滑架 6-偏心轴 7-衬套 8-顶杆 9-螺杆 10-销轴11-滑块 12-安全螺钉 13-楔形块 14-上刀架 15-上刀刃 16-下刀架 17-下刀刃 冷剪机工作原理如图2-1。该剪切机设计为上切式斜刃剪，主要由动力装置、减速器、工作装置、机架等部分组成。其工作过程：动力由电动机1输出，经皮带2传递给飞轮3，然后传给二级减速器4，经减速

21、器传到偏心轴6，由偏心轴的转动带动顶杆8做平面运动，继而由销轴10带动滑块11做上下直线运动。由于楔形块13由左右两个半体组成，它与滑块、滑架5均靠平面接触。所以，当滑块向下运动时，滑块将动力通过楔形块传递给滑架，进而带动上刀架14和上刀刃15向下运动，与静止的下刀架16和下刀刃17共同实现对棒料的剪切：当滑块向上运动时，滑块通过安装在滑架上的两个螺杆9将滑架拉起，从而带动上刀架和上刀刃上升。至此完成一次剪切过程。2.2 冷剪机主要部件的选型设计2.2.1 皮带张紧装置由于皮带传动具有结构简单、传动平稳、造价低廉以及缓冲吸震。但当机器工作一段时间后，由于振动会使电动机的位置发生移动，会使皮带变

22、松，进而产生皮带打滑现象，这样会大大降低系统的传动效率。因此设计了滑道式皮带张紧装置，当皮带产生松弛现象时，调节张紧装置上的4枚螺栓，带动电动机沿导轨运动，使皮带再次张紧。2.2.2安全保护装置当被剪切棒料根数过多或直径过粗或由于材料性能或棒材温度波动时，就会导致剪切力过大，可能使剪切力超过额定载荷，设计该安全保护装置，当过载时，安全螺栓会被拉断，从而保护整个机器不受损坏，而只更换一个安全螺栓即可，大大降低了设备故障的可能性。2.2.3棒材压紧装置当剪切机进行剪切时，为防止棒材前后或者左右移动，设计了棒材压紧装置，以获得更好的剪切断面质量，同时保证定尺长度。当棒料通过输送辊在对齐装置作用下对齐

23、后被送到剪刃处，这时在液压缸的推力作用下，即活塞杆向上移动，使压紧端压下，给棒料一个向下的压力，防止剪切时棒料翘起和移动。2.2.4快速换刀装置由于在剪切过程中，剪刃会受到很大的力，当剪刃磨钝需要更换时，会很难卸下，增加了换刀时间，降低机器的生产效率，因此设计了快速换刀装置。其工作原理如下：当换刀时，通过油泵将液压油从油路送入系统中，液压油在系统中产生压力，将活塞连同活塞杆一起推动，从而在刀架和滑架之间产生间隙，这样就可以快速的将刀具从侧面抽出，并换上新刀具，并通过油路将道具锁定。2.2.5 减速器系统齿轮减速器选用 展开式二级圆柱齿轮减速器。根据减速器载荷和速度以及制造条件，确定采用斜齿轮，

24、这样有助于传动的平稳、减少噪音、提高承载能力并减小结构体积，采用斜齿轮时，在左旋和右旋安排上，应使轴向力尽量相互抵消，并使加工最大齿轮时螺旋方向与滚刀的螺旋方向一致。2.3工作机器特征的分析设计任务书可知：该减速箱用冷剪机，工作速度较高,最大剪切力大,因而传递的功率也比较大。由于工作运输机用于高温环境作业，抗冲击能力强，工作不稳,转向不变,使用寿命长,故减速箱应尽量设计成闭式,箱体内用油液润滑,轴承用脂润滑。要尽可能使减速箱外形及体内零部件尺寸小,结构简单紧凑,造价低廉,生产周期短,效率高。2.4 剪切机设计考虑的问题（1）剪切的顺利进行和减少震动，传动系统设计为皮带传动；由于冷剪机属于速度波

25、动较大且所需功率较大，所以在二级减速高速轴安装储能器飞轮，在调节速度波动的同时当电机空载运行时能进行储能，而在工作剪切棒料时释放所储存的能量，从而降低电动机的容量；（2）皮带打滑，设计了皮带张紧装置；（3）止系统过载，设置了安全保护装置，当剪切机工作过程中由于材料性能或棒材温度波动而使剪切力超过额定载荷时，对整机及系统起安全保护；（4）料在剪切过程中的对齐及压紧问题，以保证剪切质量；（5）能剪切不同直径棒料和剪切质量要求，能精确调整刀刃间隙，以刀刃磨钝时，能方便地更换上下刀刃，设计了快速换刀装置。第3章 电机参数设计3.1 电机的选择（1） 根据冷剪机的负载性质和生产工艺对电动机的启动、制动、

26、反转调速等要求选择电动机，我们初选异步电动机。（2） 根据冷剪机的负载转矩、速度变化范围和启动频繁程度等来考虑电动机的温升限制，过载能力和启动转矩选择电动机容量。我们选择电动机的容量为110KW。（3）使用场所一般机器应放在干燥的环境中，然后来选择电动机的结构形式。（4）企业的电网电压标准和对功率因素的要求，我们来确定电动机的电压等级和类型。（5）生产机械的最高转速以及冷剪机减速机构的复杂程度，选择电动机的额定转速为1000r/min。（6）冷剪机有飞轮储能，所以它是性能要求很高的机械，又冷剪机是无负载启动的机械。我们选择大中功率110KW的电动机，所以选择绕线型电动机除此之外，我们选择电动机

27、还考虑运行可靠性、安装检修的难易，以及产品价格等因素。我们初选异步电动机绕线式YR315S-4。3.1.1 电动机电压和转速的选择电动机电压选择为380伏异步绕线型电动机。根据机械出版社出版的机械手册中册表10-7查的。电动机的额定转速是根据生产机械的要求而选定的。在确定电动机额定转速时，我们必须考虑机械减速机构的传动比值，两者相配合，经过技术、经济全面比较。通常，一般电动机的转速不低于500r/min，因为当功率一定时，电动机的转速越低，其尺寸越大，价格越贵，而且效率越低，如选用高速电动机，势必加大机械减速机构的传动比，致使机械传动部分复杂起来。因为设计的冷剪机属于轧钢机械，工作速度较低，经

28、常处于频繁的运行状态，为提高生产效率，降低消耗并减小噪音，节省投资选择适当的低速电动机。因此我们选择额定转速为1000r/min9。3.1.2 电动机功率的校核 由于该电动机按工作机的要求须长期连续运转，载荷变化小，在高温下工作，故按电动机的额定功率等于或略大于所需功率来选择电动机。、工作机构所需的功率Pd，由1中式得： （3.1） 、电动机及工作机的总效率： （3.2） = （3.3） 式中，1、2.为从电动机至卷筒之间各传动机构和轴承的效率。由1表23得：1=0.96 (V带传动)2=0.99 (7级油润滑齿轮) 3=0.99 (深沟球轴承一对）4=0.98 (圆锥滚子轴承一对)5=0.9

29、7 (滑动轴承) =0.960.9940.9820.990.95 0.84 0.84、已知电机转速为：n=1000r/min 飞轮转速：n1=500r/min已知飞轮直径：D=1450mm 总传动比：i=53所以V带的传动比为：确定工作机转速： （3.4） 飞轮线速度： （3.5） 工作机线速度： V=u/(i/2)=6.04/26.50.228m/s （3.6） 工作机最大载荷： F=40010009.8= （3.7） 电动机所需的功率Pd （3.8）按Nm Nm的原则，由1表7-2-1得：取Pm=110Kw 一般地最常用、市场上供应最多的是周期转速为1000r/min的电动机，故在满足额定

30、功率的情况下优先选用之，电动机选择结果如表3-1，由5表7-2-5查得电机重要参数如表3-2。表3-1 电机参数选择表型号额定功率满载转速起动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩重量YR315S110Kw1000/min1.62.01150kg 表3-2 电机尺寸参数表安装尺寸ABCD（gc）EF(jz)GHK5084062168017022147131528外形尺寸bB1b2HL1Lh1b3275210140315127025018553.2 传动比的分配3.2.1 分配原则（1）、各级传动的传动比不应超过其传动比的最大值。（2）、使所设计的传动系统的各级传动机构具有最小的外部尺寸。（3）、使二

31、级齿轮减速器中，各级大齿轮的浸油深度大致相等，以利实现油池润滑。（4）、 使各级圆柱齿轮传动的中心距保持一定比例。3.2.2 分配数据（1）、已知总传动 i=53（2）、分配各级传动比外加带及链传动的传动比最好控制在1.52.5以内，以免从动轮尺寸过大。由电机到飞轮的转速可知： 则减速箱的总传动比为 ： iv=53/2=26.5 取if 、is 近似相等：if-减速器高速级传动比 is-减速器低速级传动 i= i皮ifis = i皮is2 （3.9） 则 if =5.191=25.1915.191=53.89 （3.10） 3.3 运动参数的计算由于减速器是通用减速器，大批量生产。各零件的承载

32、能力与电动机承载能力相对应。因此以电动机的额定功率作为设计功率来计算。P,P,P别表示、轴输入功率（kw） n,n,n别表示、轴的转速（r/min）T,T,T别表示、轴的扭矩（Nm）根据4式211得: P=P134=1100.960.990.98=102.45 kw P=P24=1100.990.98= 90.4 kw P=P25=1100.990.97=95.45kw根据4式210得: n=n/i皮=1000/2=500 r/min n=n/(i皮if)=1000/10.38296.62 r/min n= n/(i皮ifis)=1000/53.8918.56 r/min根据4式212得: T

33、=40010009.80.075=2.94105 N.m T=T/（5.1910.990.98）=5.84104 N.m T=T/（5.1910.990.98）=1.16104 N.m表3-3 电机参数表轴号转速( r/min) 功率(KW) 扭矩(N.m)500102.45 1.16104 96.6290.45.8410418.5695.452.94105第4章 各传动零件的设计计算4.1齿轮的设计图4-1 减速器传动简图根据如下（设计说明书所给的传动方案）轴上作用着一对齿轮，为了减小轴所受的轴向力，应使轴轴向力方向相反，由于轴的Z4齿轮受力方向应与圆锥齿轮受力相反，故Z4应为右旋；同理，Z

34、3应为左旋，Z2应为左旋，Z1为右旋。高速级齿轮的转速较高，为改善接触条件及使受力均布，高速级齿轮Z1、Z2的螺旋角应大于低速级齿轮的螺旋角。为满足设计任务书之传动平稳的要求，齿轮的模数应取较小值，而适当增大齿轮的齿数，这样就能减小运动过程中的噪声、振动，使运转平稳。4.2高速级齿轮设计计算已知：n=500r/min if=5.191 P=102.45kw T=1.16104 N.m (1) 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数按设计任务书给定的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。运输机为重载工作状态的机器，转速不高，故齿轮选择7级精度。工作机运转过程中受力不大，故输入齿轮轴选20CrNi2MoA，

35、对应的大齿轮选34CrNi3Mo，便于制造，且价格较便宜，经齿面渗碳淬火后，综合性能均能满足要求。小齿轮20CrNi2MoA调质，HB1=270（由5表6-5-24查得）大齿轮34CrNi3Mo调质，HB2=340 （由5表6-5-24查得）大小齿轮齿面的硬度差为340270=70，是合理的。当运转过程中较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面，会起较明显的冷作硬化效应，提高了大齿轮齿面的疲劳极限，从而延长了齿轮的使用寿命。齿数：取小齿轮齿数Z1=22；则大齿轮齿数Z2=5.19122=114.18114.齿面硬度HB350的闭式齿轮传动中，据1P211例10-1的设计准则，通常齿轮都是首先出现点蚀

36、破坏，所以应按接触疲劳强度设计，按弯曲疲劳强度校核，最后作齿轮的结构设计。 (2) 螺旋角的确定：根据5式6-5-17推荐=815，取=8，小齿轮Z1右旋，大齿轮Z2左旋。 (3) 按齿面接触疲劳强度设计由1表10-9a中公式： （4.1）4.2.1确定公式内的各计算数据(1) 试选Kt=1.6；(2) T1=1.16104 N.m； (3) 由1表10-7选取齿宽系数d=1.286；(4) 由1图10-26查得：1=0.76, 2=0.88， 则=1+2=1.64 ；(5) 由1表10-6差得材料影响系数Ez=188.9 Mpa；(6) 由1图10-21按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限

37、HLin1=1050Mpa，大齿轮的疲劳强度极限HLin2=900Mpa；(7) 由1图10-19取接触疲劳寿命系数：KHN1=1.34 KHN2=1.38 (8) 计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%，安全系数为s=1，由1式10-12得： （4.2） 许用接触应力： H=（H1+H1）/2=（1407+1242）/2=1324.5Mpa. (4.3) 4.2.2 设计计算，由计算公式(1) 试算小齿轮分度圆直径d1t，由计算公式： (4.4) (2) 计算圆周速度 (4.5) (3) 计算齿宽b及模数mn： b=dd1t=168.172 (4.6) (4.7) h=2.25mn=13.2

38、34 (4.8) b/h=168.172/13.234=12.764 (4.9) (4) 计算纵向重合度=0.318dZ1tan=8.818(5) 计算载荷系数KA=1.75，根据V=3.44m/s，7级精度，由1表10-8查得动载荷系数KV=1.12，由1表10-4查得KH=1.48，由1表10-13查得KF=1.35，由1表10-3查得KH=KF=1.4。故载荷系数为：K=KAKVKHKF=4.06 。(6) 按实际的载荷系数校核分度圆直径，由1表10-10得: （4.10） (7) 计算模数mn: (4.11) 取mn=8。4.2.3 按齿根弯曲强度设计由式1图10-17 ： (4.12

39、) (1) 由1图10-20c查得小齿轮弯曲疲劳极限： FE1=720Mpa ， 大齿轮弯曲疲劳极限：FE2=680Mpa(2) 由1图10-18查得弯曲疲劳寿命系数为： KFN1=1.95 KFN2=2.5(3) 计算弯曲疲劳许用应力，取其系数为：s=1.4由1式10-12得： f1=（KFN1*FE1）/s=（1.95720）/1.4=1404 (4.13) f2=（KFN2*FE2）/s=（1.95720）/1.4=1700 (4.14)(4) 根据纵向重合度：=8.818，从1图10-28查得螺旋影响系数：Y=0.90.(5) 计算当量齿数： (4.15) (4.16)(6) 由1图10-5查得齿形系数 ：YFa1=2.72, YFa2=2.165 由1图10-5查得应力校正系数：Ysa1=1.57，Ysa2=1.80(7) 计算大小齿轮的（YFaYsa）/F并加以比较： (4.17) (4.18) 所以大齿轮的数值大4.2.4 结构设计并加以计算 （4.19）(1) 对此计算结果，由齿轮接触疲劳强度计算的法面模数mn大于由齿根弯曲强度计算的法面模数，取mn=8,已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度需要按接触疲劳强度计算分度圆直径d1=179.2