带式运输机传动装置设计 第3页
四 .传动零件的设计计算
（一）先利用CAD软件进行探测性模拟实验，可得以下一些可行的实验数据：
1.第一级齿轮的相关数据如下：
设计传递功率 /kW: 3.42000
小轮最高转速 /(r/min): 1440.00
小轮最大扭矩 /(N.mm): 22681.25
预期工作寿命 /h: 46720
第Ⅰ公差组精度(运动精度) : 7
第Ⅱ公差组精度(运动平稳性): 7
第Ⅲ公差组精度(接触精度) : 7
名义传动比 : 3.75
实际传动比 : 3.76
使用系数
弯曲强度齿向载荷分布系数 : 1.12
支承方式 : 对称支承
传动方式 : 闭式传动
齿面粗糙度Rz /μm : 3.20
润滑油运动粘度V40/(mm^2/s): 22.00
小轮齿数z1 : 25
小轮齿宽b1 /mm: 24.00
小轮变位系数x1 /mm: 0.0000
小轮分度圆直径 /mm: 81.25
齿轮法向模数mn /mm: 3.25
小轮计算接触应力 /MPa: 345.28
小轮接触疲劳许用应力 /MPa: 409.04
小轮接触疲劳极限应力 /MPa: 490.00
小轮计算弯曲应力 /MPa: 39.23
小轮弯曲疲劳许用应力 /MPa: 188.74
小轮弯曲疲劳极限应力 /MPa: 175.00
小轮材料及热处理方式 : 碳素铸钢调质
小轮齿面硬度 /HV10 : 210.00
大轮齿数z2 : 94
中心距 /mm: 193.375
大轮齿宽b2 /mm: 24.00
大轮变位系数x2 /mm: 0.0000
大轮分度圆直径 /mm: 305.50
大轮计算接触应力 /MPa: 345.28
大轮接触疲劳许用应力 /MPa: 364.60
大轮接触疲劳极限应力 /MPa: 375.00
大轮计算弯曲应力 /MPa: 38.90
大轮弯曲疲劳许用应力 /MPa: 172.99
大轮弯曲疲劳极限应力 /MPa: 160.00
大轮齿面硬度 /HBW : 190.00
大轮材料及热处理方式 : 铸钢正火
极限传递功率 (kW): 3.81349
2.第二级齿轮的相关数据如下：
设计传递功率 /kW: 3.17000
小轮最高转速 /(r/min): 153.60
小轮最大扭矩 /(N.mm): 197093.10
预期工作寿命 /h: 46720
第Ⅰ公差组精度(运动精度) : 7
第Ⅱ公差组精度(运动平稳性): 7
第Ⅲ公差组精度(接触精度) : 7
名义传动比 : 2.93
实际传动比 : 2.92
使用系数 : 1.10
动载系数 : 1.07
接触强度齿间载荷分配系数 : 1.27
接触强度齿向载荷分布系数 : 1.21
弯曲强度齿间载荷分配系数 : 1.41
弯曲强度齿向载荷分布系数 : 1.12
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小轮计算接触应力 /MPa: 282.11
小轮接触疲劳许用应力 /MPa: 408.30
小轮接触疲劳极限应力 /MPa: 485.00
小轮计算弯曲应力 /MPa: 23.66
小轮弯曲疲劳许用应力 /MPa: 153.99
小轮弯曲疲劳极限应力 /MPa: 195.00
小轮材料及热处理方式 : 结构钢正火
小轮齿面硬度 /HBW : 210.00
大轮齿数z2 : 70
中心距 /mm: 376.000
大轮齿宽b2 /mm: 57.00
大轮变位系数x2 /mm: 0.0000
大轮分度圆直径 /mm: 560.00
大轮计算接触应力 /MPa: 282.11
大轮接触疲劳许用应力 /MPa: 333.37
大轮接触疲劳极限应力 /MPa: 375.00
大轮计算弯曲应力 /MPa: 23.09
大轮弯曲疲劳许用应力 /MPa: 129.50
大轮弯曲疲劳极限应力 /MPa: 160.00
大轮齿面硬度 /HBW : 190.00
大轮材料及热处理方式 : 铸钢正火
极限传递功率 (kW): 4.42666
（二）根据CAD的大概模拟数据正式进行实际的实验
1.选择材料
小齿轮选用45号钢调质，大齿轮用45号钢正火，查表得小齿轮齿面硬度HBS=236MPa，大齿轮齿面硬度为188MPa。
2.按齿面接触强度确定主要参数
d1≥[2（ZHxZE/[σH]）²x（KT1/Φd）x(u+1)/u] 1/3=[（671/[σH]）²x（KT1/Φd）x(u+1)/u] 1/3
T1为小齿轮传递的转矩T1=55.41(N/m)
Φd为齿宽参数;由表知软齿面对称布置时φd=0.8214,由于是单级传动,速度低,轴的刚性较大,因此φd=1.1,K为载荷系数,对带式运输机,载荷平稳,且齿轮相对于轴承为对称布置,取K为1.4.
[σH]为许用接触应力,由 [σH]= σHlim/SH (MPa)
σHlim为实验齿轮的接触疲劳极限应力,查表,根据HBS1=200 查得
σHlim1=580MPa (碳钢调质)根据HBS２＝220.σHlim2=350 N/mm²(碳钢正火).由课本表图10-10查得.
SHmin为接触疲劳强度的最小安全系数,取SHmin1=SHmin2=1
故[σH1]= σHlim1/SHmin1=580/1=580MPa
[σH2]= σHlim2/SHmin2=350/1=350 MPa
计算时的以小值代入
为齿数比.
将各参数代入得
d1=[（671/[σH]）²x（KT1/Φd）x(u+1)/u] 1/3=[(671/350) ²x(1.4x55.54/1.1)x(3.75+1)/3.75] 1/3=81.66mm
初选Z1=27则
Z2=i Z1=3.75x27=101.25
则m=d1/Z1=81.66/27=3.02mm
的标准m=3mm
中心距为 a=m/2(z1+z2)=3/2(27+90)=175.5mm
由于齿轮传动须装入箱体，现a为小数，结加工和测量带来不便，应调整为整数。方法为将Z2增加或减少1~2个齿，调整后位动比误差 只要在3-5%内， 因此Z2=93则a=180mm