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新式灌装机的设计与工程分析
??H?1? ??H?2（2）、计算
KHN1?lim11.26?600??756MPa S1K?1.14?550?HN2lim2??627MPa
S1 1）、试算小齿轮分度圆直径d1t，带入???H中较小的值。
51.3?9.55?102?1?189.8?3d?2.32????128.68mm 1t12?627?2 2）、计算圆周速度v v? 3）、计算齿宽b
?d1tn160?1000m/s???128.68?760?1000?0.047m/s
b??d?d1t?1?128.68?128.68mm
b 4）、计算齿宽和齿高之比
h 模数 mt?d1t128.68??5.15mm z130 齿高 h?2.25mt?2.25?5.15?11.586mm
b128.68??11
h11.586 5）、计算载荷系数
根据v=0.047m/s 7级精度，由《机械设计》第八版图10-8查得动载系数Kv?1.0
直齿轮，KH??KF??1； 使用系数KA?1；
用插值法查得7级精度、小齿轮相对支撑非对称布置时，KH??1.438；
b 由?10.67，KH??1.438查《机械设计》第八版图10-13，得KF??1.44
h 故载荷系数
K?KA?Kv?KH??KH??1.438
6）、按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式3.18得：
d1?d1t3K （3.18） Kt d1?128.68?3 7）、计算模数m
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1.438?133.08mm 1.3无锡太湖学院学士学位论文
m?3、按齿根弯曲强度计算
由式319的弯曲强度的设计公式为
d1133.08??5.323mm z125 m?3（1）、确定公式内各计算数值
2KT1?YFaYSa?2??dz1???F??? ? （3.19）? 1）、由《机械设计》第八版图10-20c查得小齿轮和大齿轮的弯曲疲劳强度极限
?FE1?50M0Pa、?FE2?380MPa
2）、由《机械设计》第八版图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1?0.95、 KFN2?0.9 6 3）、计算弯曲疲劳许用应力。
取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由下式得
KFN1?FE10.95?500?MPa?339.3MPa ??F?1? S1.4KFN2?FE20.96?380?????MPa?260.57MPa F2
S1.4 4）、计算载荷系数K
K?KA?Kv?KF??KF??1.44 5）、查取齿形系数
由《机械设计》第八版表10-5查得YFa1?2.62、YFa1?2.32 6）、查询应力校正系数
由《机械设计》第八版表10-5查得YSa1?1.59、YSa1?1.70 7）、计算大小齿轮的
YFaYSa??F?并加以比较
YFa1YSa1??F?1?0.0123
YFaY2Sa2?0.0151 3??F?2 大齿轮的数值大。 （2）、设计计算
52?1.44?9.55?10?0.01513mm?4.05mm m?3225 对比计算结果由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于模数m的大小取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积有关），可取由弯曲强度算得的模数4.05
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并就近圆整为标准值m=4，按接触强度算得的分度圆直径d1?188mm，算得小齿轮齿数
d1188??47 m4大齿轮齿数 z2?2?47?94
z1?图3.5 小齿轮的工程图
图3.6 大齿轮的工程图
这样设计出来的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，同时又满足了设计结构要求。 4、几何尺寸计算
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（1）、计算分度圆直径
d1?z1?m?47?4?188m m d2?z2?m?94?4?376m m（2）、计算中心距 a?d1?d2188?376??282mm 225、结构设计及绘制齿轮零件图，如图3.5、3.6。
3.6 锥齿轮的设计计算
由于工作要求的不同，锥齿轮传动可设计成不同的形式。在本设计中，需要将水平的转动的转为竖直轴的转动，故我们可以用轴交角??90?的标准直齿锥齿传动[13]。
电动机的功率为1.1kW,带轮的效率为0.97，CW型减速器为涡轮蜗杆减速器，根据《机械设计手册》查得该减速器的效率为0.75，所以输入功率P=0.776kW。
锥齿轮设计计算步骤如下：
1、选定锥齿轮类型、精度等级、材料及齿数 1）、根据本传动方案，选用直齿锥齿轮传动。
2）、灌装机为一般工作机器，速度不高，选用8级精度（GB 10095-88）。
3）、材料选择。由表4-4，选择小齿轮的材料为40Cr（调质），硬度为280HBS；大齿轮 的材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料差为40HBS。 4）、选择小齿轮齿数大齿轮齿数z1?40、z2?40?2?80 2、按齿面接触强度设计
由设计计算公式3.20进行试算，即
2?ZE?KT13??? d1t?2.922?? （3.20）???（1-0.?5）??RR?H?（1）、确定公式内各计算数值
1）、试选载荷系数Kt?1.3 2）、计算大齿轮传递的转矩
9.55?106?0.776?5.29?105N?mm T1?143）、由《机械设计》第八版表10-7选取齿宽系数?R?13。
4）、由《机械设计》第八版表10-6查得材料的弹性影响系数ZE?189.8MPa
5）、由《机械设计》第八版图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的解除疲劳强度极限 ?Hlim 1?600MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim 2?550MPa。
6）、计算应力循环次数
N1?60n1jLh?60?7?16?1?300?10?2.016?10
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