3．校核齿面接触疲劳强度

（1）载荷系数

，，，，

 

（2）确定各系数

材料弹性系数 查表得

节点区域系数 查图得

重合度系数 查图得

螺旋角系数

（3）许用接触应力

试验齿轮的齿面接触疲劳极限

寿命系数 查图得，；工作硬化系数 ；

安全系数 查表得；尺寸系数 查表得，则许用接触应力为：

 

取

（4）校核齿面接触强度

  ，满足齿面接触疲劳强度的要求。

（二）低速级齿轮传动的设计计算

１．齿轮材料，热处理及精度

考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮

（1） 齿轮材料及热处理

 大小齿轮材料为45钢。调质后表面淬火，齿面硬度为40～50HRC。经查图，取＝＝1200MPa，＝＝370Mpa。

（2） 齿轮精度

按GB/T10095－1998，选择６级，齿根喷丸强化。

２．初步设计齿轮传动的主要尺寸

因为硬齿面齿轮传动，具有较强的齿面抗点蚀能力，故先按齿根弯曲疲劳强度设计，再校核持面接触疲劳强度。

（10）计算小齿轮传递的转矩＝ kN·m

（11）确定齿数z

因为是硬齿面，故取z＝33，z＝i z＝3.92×33＝129

传动比误差  i＝u＝z/ z＝129/33＝3,909

Δi＝＝0.28％5％，允许

（12）初选齿宽系数

   按非对称布置，由表查得＝0.6

（13）初选螺旋角

  初定螺旋角 ＝12

（14）载荷系数K

 使用系数K  工作机轻微冲击，原动机均匀平稳，所以查表得K＝1.25

动载荷系数K 估计齿轮圆周速度v＝0.443m/s 查图得K＝1.01;

齿向载荷分布系数K   预估齿宽b＝80mm  查图得K＝1.171，初取b/h＝6，再查图得K＝1.14

齿间载荷分配系数 查表得K＝K＝1.1

载荷系数K＝K K K K=1.25×1.01×1.1×1.14＝1.58

（15）齿形系数Y和应力修正系数Y

 当量齿数 z＝z/cos＝19/ cos＝35.26 

z＝z/cos＝120/ cos＝137.84

查图得Y＝2.45   Y＝2.15  Y＝1.65  Y＝1.83

（16）重合度系数Y

端面重合度近似为＝【1.88-3.2×（）】cos＝【1.88－3.2×（1/33＋1/129）】×cos12＝1.72

＝arctg（tg/cos）＝arctg（tg20/cos12）＝20.41031

＝11.26652

因为＝/cos，则重合度系数为Y＝0.25+0.75 cos/＝0.669

（17）螺旋角系数Y

 轴向重合度 ＝＝1.34,取为1

Y＝1－＝0.669

（18）许用弯曲应力

 安全系数由表查得S＝1.25

工作寿命两班制，7年，每年工作300天

小齿轮应力循环次数N1＝60nkt＝60×43.09×1×7×300×2×8＝8.687×10

大齿轮应力循环次数N2＝N1/u＝8.687×10/3.909＝2.22×10

查图得寿命系数,  ;实验齿轮的应力修正系数,查图取尺寸系数

     许用弯曲应力

                  

比较,

取

(10)   计算模数

    按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取

    (11)初算主要尺寸

初算中心距,取a=500mm

修正螺旋角

   分度圆直径

      

    齿宽,取,,

齿宽系数

(12)验算载荷系数

圆周速度

查得

按，，查得，

又因，

查图得，，

则K＝1.611，又Y=0.887，Y=0.667，。从而得

   满足齿根弯曲疲劳强度。

3．校核齿面接触疲劳强度

（5）载荷系数

，，，，

 

（6）确定各系数

材料弹性系数 查表得

节点区域系数 查图得

重合度系数 查图得

螺旋角系数

（7）许用接触应力

试验齿轮的齿面接触疲劳极限

寿命系数 查图得，；工作硬化系数 ；

安全系数 查表得；尺寸系数 查表得，则许用接触应力为：

取

（8）校核齿面接触强度

  ，满足齿面接触疲劳强度的要求。

二.具体二级齿轮减速器轴的方案设计

（1）高速轴I材料为20CrMnTi,经调质处理，硬度为241~286HBS，查得对称循环弯曲许用应力。按扭转强度计算，初步计算轴径，取

由于轴端开键槽，会削弱轴的强度，故需增大轴径5%~7%，取最小轴径

（2）轴II材料为45钢，经调质处理，硬度为217~255HBS，查得对称循环弯曲许用应力。按扭转强度计算，初步计算轴径，取

，取安装小齿轮处轴径

（3）轴III材料为40Cr，经调质处理，硬度为241~286HBS，查得对称循环弯曲许用应力。按扭转强度计算，初步计算轴径，取

 

由于轴端开键槽，会削弱轴的强度，故需增大轴径5%~7%，取最小轴径

轴I，轴II，轴III的布置方案与具体尺寸分别如图2—8，图2—9，图2—10所示。

图2—8

图2—9

图2—10

 

第三节  轴承的选择及寿命计算

（一）   第一对轴承

齿轮减速器高速级传递的转矩

具体受力情况见图3—1

（1）轴I受力分析

齿轮的圆周力

齿轮的径向力

齿轮的轴向力

（2）计算轴上的支反力

经计算得垂直面内

图3—1

 

      水平面内

（3）轴承的校核

初选轴承型号为32014

轻微冲击，查表得冲击载荷系数

①     计算轴承A受的径向力

轴承B受的径向力

②计算附加轴向力

查表得3000型轴承附加轴向力

则 轴承A ，轴承B

③计算轴承所受轴向载荷

由于，即B轴承放松，A轴承压紧

由此得

④计算当量载荷

轴承A e=0.43,

则 ,

轴承B e=0.43,

则

⑤轴承寿命计算

因，按轴承B计算

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