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机械设计基础课程设计
5.2.3按轮齿弯曲强度设计计算
因为所选材料硬大度于350HBS,所以为硬齿面。 1、法向模数 mn?32KT2cos2?YF?YS?
?dZ32[?F]2、查《机械设计基础》表11-3，得载荷系数k=1.3 3、查《机械设计基础》表11-6，得齿宽系数?d?0.6 4、小齿轮上的转矩T2?277.4N?m 5、齿形系数 zv3?z323??25.52 33?cos?cos15 zv4?zcos?43?52?57.70
cos315? 查《机械设计基础》图11-8得：YF?3?2.80，YF?4?2.34 查《机械设计基础》图11-9得：YS?3?1.58，YS?4?1.71 因为
YF?3?YS?32.80?1.58??0.00768和
[?F]1576YF?4?YS?42.34?1.71??0.00695 比较
[?F]2576
所以对小齿轮进行弯曲强度计算。 6、法向模数
mn?32KT2cos2?YF?YS?[?F]?dZ32
mn?32?1.3?277.4?103?cos215??0.00768?2.53mm 20.6?23取mn?3mm
7、中心距
a?(z3?z4)mn(23?52)?3?mm?116.47mm
2cos?2?cos15?17
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圆整为120mm。
8、确定螺旋角：
??arccos(z3?z4)mn(23?52)?3?arccos?20?21'50\
2a2?1209、确定齿轮的分度圆直径：
z3mn23?3??73.6mmcos?cos15?56'32\ z4mn52?3d4???169.6mmcos?cos15?56'32\d3?10、齿轮宽度：
b??dd3?0.6?73.6?44.16mm圆整为45mm 圆整后取B3?45mm；B4?50mm。
11、重合度确定
???????，查表得 ???0.762?0.820?1.582
???0.318?dz3tan??0.318?0.6?23tan20?21'50\?1.629
所以??1.582?1.629?3.211
mnmt=
cos?12、齿轮尺寸表格：
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将几何尺寸汇于表： 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 名称 端面模数 螺旋角 分度圆直径 齿顶高 齿根高 全齿高 顶隙 齿顶圆直径 齿根圆直径 中心距 重合度 符号 计算公式及参数选择 3.12mm 20?21'50\ mt ? d3d4 ha 73.6mm,169.6mm4mm 5mm 9mm 1mm hf h c d?3d?4 81.6mm,177.6mm 63.6mm,159.6mm120mm 3.211 df3df4 a ? 5.2.4 验算齿面接触强度
?H3?zE?zH?z?2kT2bd32?u?1u32?1.3?277.4?102.26?1 ?189.8?2.5?0.986??2.2645?73.62?966.55MPa?[?H3]?1200MPa可知是安全的
?H4?zE?zH?z?2kT3bd42?u?1u2?1.3?612.06?1032.26?1? ?189.8?2.5?0.968? 22.2645?169.6?611.67MPa?[?H1t]?1140MPa较合安全
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5.2.5验算齿面弯曲强度
查《机械设计基础》图11-8得：YF?3?2.80，YF?4?2.34 查《机械设计基础》图11-9得：YS?3?1.58，YS?4?1.71
?F332KT22?1.3?277.4?10?YFa3YSa3?2.80?1.58?321.13?576Mpabd3mn45?73.6?3
?F4??F3YFa4YSa41.71?2.34 ?321.13?290.45?560MpaYFa3YSa32.80?1.586轴的设计（中速轴）
6.1求作用在齿轮上的力
因为高速轴的小齿轮与中速轴的大齿轮相啮合，故两齿轮所受的Ft、Fr、都是作用力与反作用力的关系，则大齿轮上所受的力为
轮圆周力：
Ft?2T12T2?89.73?1000?1cos??cos15?21'32\?3035.98N d1z1mn19?3齿轮劲向力：
Fr?Ft齿轮轴向力：
tan?ntan20??3035.98?1145.93N cos?cos15?21'32\Fa?Fttan??3035.98?tan15?21'32\?833.91N
同理中速轴小齿轮上的三个力分别为：
Ft?7356.50NFr?2856.05N
Fa?2730.58N20