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多速輸出變速箱設(shè)計
大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計說明書
題 目： 多速輸出變速箱（A）設(shè)計
學(xué) 院：
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
學(xué) 號：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
54
目 錄
摘要 9
第一章 緒論 10
一、機(jī)床傳動系統(tǒng) 10
二、 變速箱發(fā)展趨勢 10
三、設(shè)計提要 10
第二章 方案設(shè)計 12
一、 參數(shù)的擬定 12
二、 傳動方案設(shè)計 12
三、 齒輪運動和動力參數(shù)的確定 12
第三章 齒輪設(shè)計 15
一、 齒輪齒數(shù)表 15
二、齒輪設(shè)計計算 15
三、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 51
第四章 軸的設(shè)計 52
一、 初步確定各軸的最小軸徑 52
二、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 53
三、 軸承壽命計算 54
第五章 操縱機(jī)構(gòu)的方案選擇 59
摘要
多速輸出變速箱是將一種轉(zhuǎn)速輸入，經(jīng)過變速輸出不同所需轉(zhuǎn)速的機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于在機(jī)床主傳動系統(tǒng)與進(jìn)給系統(tǒng)中。多速輸出變速箱的設(shè)計涉及機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計，機(jī)械制造等多個機(jī)械專業(yè)課程的內(nèi)容。本次設(shè)計主要完成了齒輪設(shè)計計算，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及強(qiáng)度校核，軸承的壽命計算箱體總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及附件設(shè)計。本次所設(shè)計的多速輸出變速箱主要用于立式銑床的主傳動系統(tǒng)中。
關(guān)鍵詞
速輸出 變速箱 主傳動系統(tǒng) 立式銑床
ABSTRACT
Multi-speed output gearbox is a kind of mechanism make an input speed change into different speed.This mechanism used in main drive and feeding system of machine tool widely.The design of Multi-speed output gearbox related to many professional courses of Machinery，such as，Mechanical principle，Machine design，Machine manufacturing and so on.In the design of Multi-speed output gearbox,I has completed gear design,axis design and strength check,bearing life calculation and so on.The Multi-speed output gearbox designed this time mostly used in the Main drive of Vertical Milling Machine
KEY WORDS
Multi-speed output.Transmission.Main drive.Vertical Milling Machine
第一章 緒論
一、機(jī)床傳動系統(tǒng)
機(jī)床的主傳動系統(tǒng)的布局可分成集中傳動和分離傳動兩種類型。主傳動系統(tǒng)的全部變速結(jié)構(gòu)和主軸組件集中裝在同一個箱體內(nèi)，稱為集中傳動布局；傳動件和主軸組件分別裝在兩個箱體內(nèi)，中間采用帶或鏈傳動，稱為分離傳動布局。
集中傳動式布局的機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊，便于實現(xiàn)集中操控，且只用一個箱體，但傳動結(jié)構(gòu)運轉(zhuǎn)中的振動和熱變形。當(dāng)采用背輪傳動時，皮帶將高速直接傳給主軸，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，加工質(zhì)量好，低速時經(jīng)背輪機(jī)構(gòu)傳動，轉(zhuǎn)矩大，適應(yīng)粗加工要求。
變速箱變速方式分為有級變速和無級變速。有級變速機(jī)構(gòu)有下列幾種：
l 交換齒輪變速機(jī)構(gòu) 這種變速機(jī)構(gòu)的變速簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，主要用于大批量生產(chǎn)的自動或半自動機(jī)床，專用機(jī)床及組合機(jī)床等；
l 滑移齒輪變速機(jī)構(gòu) 這種變速機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于通用機(jī)床和一部分專用機(jī)床中；
l 離合器變速運動 在離合器變速機(jī)構(gòu)中應(yīng)用較多的有牙嵌式離合器，齒輪式離合器和摩擦片式離合器。
2、 變速箱發(fā)展趨勢
變速箱發(fā)展三大趨勢
l 高水平、高性能 圓柱齒輪普遍采用滲碳淬火、磨齒，承載能力提高4倍以上，體積小、重量輕、噪聲低、效率高、可靠性高。
l 積木式組合設(shè)計 基本參數(shù)采用優(yōu)先數(shù)，尺寸規(guī)格整齊，零件通用性和互換性強(qiáng)，系列容易擴(kuò)充和花樣翻新，利于組織批量生產(chǎn)和降低成本。
l 型式多樣化，變型設(shè)計多。
三、設(shè)計提要
設(shè)計的主要內(nèi)容是一個18級多速輸出的變速箱的設(shè)計，這種變速箱廣泛應(yīng)用于各種機(jī)床主傳動系統(tǒng)，給機(jī)床提供多種主軸轉(zhuǎn)速。設(shè)計的對象設(shè)計完成后預(yù)計要達(dá)到普通機(jī)床的的加工與精度要求。調(diào)速機(jī)構(gòu)能便于操縱人員操縱。同時有利于提高工人在工作中的工作效率，帶來一定的效益。
完成設(shè)計的基本步驟為：1、收集相關(guān)資料，為設(shè)計做準(zhǔn)備；2、完成齒輪的設(shè)計和強(qiáng)度校核，初步得出齒輪的基本尺寸；3、軸及軸上零件結(jié)構(gòu)設(shè)計4、計算軸承壽命；5、對操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計；6、對整體布局做設(shè)計，同時根據(jù)所得的布局圖進(jìn)一步調(diào)節(jié)各個齒輪的尺寸機(jī)相互位置關(guān)系；7、根據(jù)箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部的尺寸，對箱體做結(jié)構(gòu)設(shè)計；8、繪制變速箱的裝配圖及零件圖；9、將設(shè)計提交給指導(dǎo)老師檢查指導(dǎo)，對設(shè)計做進(jìn)一步的修正；10、書寫設(shè)計說明書，并做設(shè)計的后期處理。
第二章 方案設(shè)計
1、 參數(shù)的擬定
1、 確定輸出轉(zhuǎn)速
根據(jù)選題要求，輸出轉(zhuǎn)速為30~1500r/min，18級。取傳動公比 φ=1.26。
擬定輸出轉(zhuǎn)速為：1500r/min，1180r/min，950r/min，750 r/min，600r/min，475r/min，375r/min，300r/min，235r/min，190r/min，150r/min，118r/min，95r/min，75 r/min，60r/min，47.5r/min，37.5r/min，30r/min。
2、 主電機(jī)的選取
根據(jù)主傳動系統(tǒng)所需的功率及要達(dá)到的最大轉(zhuǎn)速，選取電動機(jī)的型號為：Y132M-4，其基本參數(shù)為：額定功率為7.5Kw，滿載轉(zhuǎn)速為1450r/min。
2、 傳動方案設(shè)計
1、 主傳動方案擬定
集中傳動式布局的機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊，便于實現(xiàn)集中操控，且只用一個箱體，此次設(shè)計中將采用集中傳動式布局，并采用滑移齒輪來變換傳動路線，達(dá)到多速輸出的目的。
2、 傳動式的擬定
18級轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)的傳動組和傳動副可能的方案有：
18=9×2； 18=2×9； 18=3×6； 18=6×3；
18=3×3×2； 18=2×3×3； 18=3×2×3
為盡可能使變速箱結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)避免單一軸上齒輪過多，前4種方案，一根軸上齒輪將達(dá)到12個之多，軸的軸向尺寸將過大，故不宜選取。同時考慮到變速箱具體結(jié)構(gòu)，從電動機(jī)到主軸一般為降速傳動，將傳動副較多的傳動副放在接近電動機(jī)處，這樣可以使小尺寸的零件多一些，大尺寸的零件少一些，節(jié)省材料，也就是“先多后少”的原則。故選取傳動式
3、 結(jié)構(gòu)式及結(jié)構(gòu)網(wǎng)的確定
對于的傳動式，根據(jù)“前密后稀”的原則，即級比指數(shù)增大，選擇結(jié)構(gòu)式為：，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖2-1。
4、 參考X62w確定各齒輪齒數(shù)，傳動方案及轉(zhuǎn)速圖
傳動方案如圖2-2所示；
r/min
轉(zhuǎn)速圖如圖2-3。
3、 齒輪運動和動力參數(shù)的確定
1、 各軸輸入功率
圖2-1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖 圖2-2 傳動系統(tǒng)簡圖
圖2-3 轉(zhuǎn)速圖
2、 各軸輸入轉(zhuǎn)矩
3、 綜合以上參數(shù)，制表
表格如表2-1：
表2-1 各軸功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩
軸號
軸Ⅰ
軸Ⅱ
軸Ⅲ
軸Ⅳ
軸Ⅴ
功率（）
7.39
7.17
6.96
6.72
6.49
轉(zhuǎn)速(）
1500
698.1
286.4
109.7
30
轉(zhuǎn)矩（）
48903
98565
235416
596311
2163799
第三章 齒輪設(shè)計
本章節(jié)中計算公式及計算參數(shù)均來自濮良貴、紀(jì)名剛編?！稒C(jī)械設(shè)計》[M]。北京：高等教育出版社，2008。
1、 齒輪齒數(shù)表
參考立式升降臺銑床x62w，定各齒輪齒數(shù)如表3-1：
表3-1 各齒輪齒數(shù)
Ⅰ、Ⅱ軸間
Ⅱ、Ⅲ軸間
Ⅲ、Ⅳ軸之間
Ⅳ、Ⅴ軸之間
第1對
第2對
第3對
第4對
第5對
第6對
第7對
第8對
第9對
二、齒輪設(shè)計計算
（一）第一對齒輪（）
1、 選定精度等級、材料及齒數(shù)：
① 確定齒輪類型
因為該對齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。
② 材料選擇
小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為255~265HBS；大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為215~225HBS二者硬度差為30~50HBS,這樣有利于提高兩個齒輪的壽命
③ 銑床為一般工作機(jī)器，速度不高，選用7級制造精度
④ 小齒輪齒數(shù)為26，大齒輪齒數(shù)為54，傳動比為i==2.0
2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計：
由設(shè)計計算公式10-9a進(jìn)行試算即：
d≥2.32
① 確定公式中的各計算數(shù)值：
a、 由設(shè)計對象知外嚙合時公式中的正負(fù)號取正號
b、 對于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3
c、 計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩：
T= 其中P==7.425Kw；n==1450r/min
代入數(shù)據(jù)得：
T==48903N·mm
d、 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查《機(jī)械設(shè)計》表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7
e、 根據(jù)配對齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由《機(jī)械設(shè)計》表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。
f、 由《機(jī)械設(shè)計》圖10-21d中并按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=700MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=550MPa
g、 由《機(jī)械設(shè)計》式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制，工作壽命為15年)
N=60 njL=60×1450×1×2×8×300×15=6.22×10
N==3.11×10
h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查《機(jī)械設(shè)計》中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.88；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.89
i、計算接觸疲勞許用應(yīng)力：
取失效概率為1%，對接觸疲勞強(qiáng)度計算，由于點蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。
由《機(jī)械設(shè)計》中式10-12得：
===616MPa
===490MPa
② 計算：
a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與中較小的值：
≥2.32= 2.32= 24.3×2.32=56.3mm
b、計算圓周速度為V：
V===4.27m/s
c、計算齒寬：
b=·d=0.7×56.3=56.3mm
d、計算齒寬與齒高的比：
模數(shù) ===2.17 mm
齒高 h=2.25=2.25×2..17mm=4.88 mm
==11.5
e、計算載荷系數(shù)：
根據(jù)齒輪V=4.27m/s,且齒輪精度等級為7級，由《機(jī)械設(shè)計》圖10-8查得動載系數(shù)K=1.15；
對直齒輪有==1；
由《機(jī)械設(shè)計》表10-2查得使用系數(shù)K=1.25；
由《機(jī)械設(shè)計》表10-4并且運用插值法查得對于7級精度，且小齒輪做非對稱布置時，取=1.249；
由=8.1，=1.249查《機(jī)械設(shè)計》圖10-13得=1.21；
故載荷系數(shù)K= KK=1×1.15×1×1.249=1.436
f、按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑：
由《機(jī)械設(shè)計》式10-10a得：
d= d=56.3=58.2mm
g、 計算模數(shù)m：
===2.24mm
3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計：
由《機(jī)械設(shè)計》式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為：
m≥
① 確定公式中的各個計算數(shù)值：
a、由《機(jī)械設(shè)計》圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500MPa
大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=400MPa
b、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由《機(jī)械設(shè)計》圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87，=0.9
c、計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
對于彎曲疲勞強(qiáng)度來說，一旦發(fā)生斷齒就會引起嚴(yán)重的事故，故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4
由《機(jī)械設(shè)計》式10-12得：
===310MPa
===257MPa
d、計算載荷系數(shù)K
由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得：
K= KK=1.25×1.15×1×1.21=1.74
e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)：
查《機(jī)械設(shè)計》表10-5取=2.6，=2.30
查《機(jī)械設(shè)計》表10-5取=1.595，=1.71
f、計算大小齒輪的，并加以比較：
==0.0134
==0.0153
由上述計算值知大齒輪的數(shù)值更大
② 設(shè)計計算：
m≥= mm=1.57mm
對比以上兩種設(shè)計方案的計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)1.64 mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為2mm，但是由此模數(shù)算得的d=m×Z=2×26=52 mm小于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=58.2mm，因而不能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以應(yīng)該將m取為2.5由此得到的d=2.5×26=65 mm﹥d=58.2mm
4、 幾何尺寸的計算：
① 計算分度圓直徑：
d= m×Z=2.5×26=65 mm
d= m×Z=2.5×54=135 mm
② 計算中心距：
a===120 mm
③ 計算齒輪寬度：
b==1×65=65 mm
① 為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm，取B=65mm，B=70mm
（二）第二對齒輪（）
1、 選定精度等級、材料及齒數(shù)：
① 確定齒輪類型
因為該對齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。
② 材料選擇
小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為275~285HBS；大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為235~245HBS二者硬度差為30~50HBS,這樣有利于提高兩個齒輪的壽命
③ 銑床為一般工作機(jī)器，速度不高，選用7級制造精度
④ 小齒輪齒數(shù)為22，大齒輪齒數(shù)為33，傳動比為==1.5
2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計：
由設(shè)計計算公式10-9a進(jìn)行試算即：
d≥2.32
① 確定公式中的各計算數(shù)值：
a、 由設(shè)計對象知外嚙合時公式中的正負(fù)號取正號
b、 對于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3
c、 計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩：
T= 其中==7.204Kw；n==698.15r/min；
代入數(shù)據(jù)得：
T==98565N·mm
d、 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查《機(jī)械設(shè)計》表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7
e、 根據(jù)配對齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由《機(jī)械設(shè)計》表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。
f、 由《機(jī)械設(shè)計》圖10-21d中并按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=700Mpa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=600Mpa
g、 由《機(jī)械設(shè)計》式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制，工作壽命為15年)
N=60 njL=60×698.15×1×2×8×300×15=2.99×10
N==1.99×10
h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查《機(jī)械設(shè)計》中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95
i、計算接觸疲勞許用應(yīng)力：
取失效概率為1%，對接觸疲勞強(qiáng)度計算，由于點蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。
由《機(jī)械設(shè)計》中式10-12得：
===630Mpa
===570Mpa
② 計算：
a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與中較小的值：
≥2.32= 2.32= 2.32=32.4×2.32=75mm
b、計算圓周速度為V：
V===2.72m/s
c、計算齒寬：
b=·d=0.7×75=52.5mm
d、計算齒寬與齒高的比：
模數(shù) ===3.4mm
齒高 h=2.25=2.25×3.4 mm=7.65mm
==6.86
e、計算載荷系數(shù)：
根據(jù)齒輪V=2.72m/s,且齒輪精度等級為7級，由《機(jī)械設(shè)計》圖10-8查得動載系數(shù)K=1.11；
對直齒輪有==1；
由《機(jī)械設(shè)計》表10-2查得使用系數(shù)K=1.25；
由《機(jī)械設(shè)計》表10-4并且運用插值法查得對于7級精度，且小齒輪做非對稱布置時，取=1.25；
由=6.86，=1.25查《機(jī)械設(shè)計》圖10-13得=1.2；
故載荷系數(shù)K= KK=1×1.11×1×1.2=1.332
f、按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑：
由《機(jī)械設(shè)計》式10-10a得：
d= d=75=75.6mm
g、 計算模數(shù)m：
===3.44mm
3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計：
由《機(jī)械設(shè)計》式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為：
m≥
① 確定公式中的各個計算數(shù)值：
a、由《機(jī)械設(shè)計》圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=600Mpa
大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=400Mpa
b、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由《機(jī)械設(shè)計》圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87，=0.9
c、計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
對于彎曲疲勞強(qiáng)度來說，一旦發(fā)生斷齒就會引起嚴(yán)重的事故，故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4
由《機(jī)械設(shè)計》式10-12得：
===373Mpa
===257Mpa
d、計算載荷系數(shù)K
由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得：
K= KK=1×1.11×1×1.2=1.332
e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)：
查《機(jī)械設(shè)計》表10-5取=2.72，=2.47
查《機(jī)械設(shè)計》表10-5取=1.57，=1.64
f、計算大小齒輪的，并加以比較：
==0.0114
==0.0158
由上述計算值知大齒輪的數(shù)值更大
② 設(shè)計計算：
m≥= mm=2.3 mm
對比以上兩種設(shè)計方案的計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)2.3mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為2.5mm，但是由此模數(shù)算得的d=m×Z=2.5×22=55 mm小于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=75.6 mm，因而不能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以應(yīng)該將m取為4由此得到的d=3.5×22=77 mm﹥d=75.6 mm
4、 幾何尺寸的計算：
① 計算分度圓直徑：
d= m×Z=3.5×22=77mm
d= m×Z=3.5×33=115.5mm
② 計算中心距：
a===96.25mm
③ 計算齒輪寬度：
b==0.7×77=53.9 mm
為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm，取B=55mm，B=60mm
（三）第三對齒輪（）
1、 選定精度等級、材料及齒數(shù)：
① 確定齒輪類型
因為該對齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。
② 材料選擇
小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為275~285HBS；大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為235~245HBS二者硬度差為30~50HBS,這樣有利于提高兩個齒輪的壽命
③ 銑床為一般工作機(jī)器，速度不高，選用7級制造精度
④ 小齒輪齒數(shù)為19，大齒輪齒數(shù)為36，傳動比為==1.9
2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計：
由設(shè)計計算公式10-9a進(jìn)行試算即：
d≥2.32
① 確定公式中的各計算數(shù)值：
a、 由設(shè)計對象知外嚙合時公式中的正負(fù)號取正號
b、 對于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3
c、 計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩：
T= 其中P==7.204Kw；==698.15r/min；
代入數(shù)據(jù)得：
T==98565N·mm
d、 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查《機(jī)械設(shè)計》表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7
e、 根據(jù)配對齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由《機(jī)械設(shè)計》表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。
f、 由《機(jī)械設(shè)計》圖10-21d中并按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=700Mpa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=600Mpa
g、 由《機(jī)械設(shè)計》式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制，工作壽命為15年)
N=60 njL=60×698.15×1×2×8×300×15=2.99×10
N==1.57×10
h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查《機(jī)械設(shè)計》中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95
i、計算接觸疲勞許用應(yīng)力：
取失效概率為1%，對接觸疲勞強(qiáng)度計算，由于點蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。
由《機(jī)械設(shè)計》中式10-12得：
===630Mpa
===570Mpa
② 計算：
a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與中較小的值：
≥2.32= 2.32= 2.32=31.4×2.32=72.8mm
b、計算圓周速度為V：
V===2.64m/s
c、計算齒寬：
b=·d=0.7×72.8=50.96mm
d、計算齒寬與齒高的比：
模數(shù) ===3.8mm
齒高 h=2.25=2.25×3.8 mm=8.55mm
==5.96
e、計算載荷系數(shù)：
根據(jù)齒輪V=2.64m/s,且齒輪精度等級為7級，由《機(jī)械設(shè)計》圖10-8查得動載系數(shù)K=1.1；
對直齒輪有==1；
由《機(jī)械設(shè)計》表10-2查得使用系數(shù)K=1.25；
由《機(jī)械設(shè)計》表10-4并且運用插值法查得對于7級精度，且小齒輪做非對稱布置時，取=1.25；
由=5.96，=1.25查《機(jī)械設(shè)計》圖10-13得=1.19；
故載荷系數(shù)K= KK=1×1.1×1×1.25=1.375
f、按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑：
由《機(jī)械設(shè)計》式10-10a得：
d= d=72.8=74.2mm
g、 計算模數(shù)m：
===3.9mm
3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計：
由《機(jī)械設(shè)計》式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為：
m≥
① 確定公式中的各個計算數(shù)值：
a、由《機(jī)械設(shè)計》圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=600Mpa
大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=400Mpa
b、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由《機(jī)械設(shè)計》圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87，=0.9
c、計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
對于彎曲疲勞強(qiáng)度來說，一旦發(fā)生斷齒就會引起嚴(yán)重的事故，故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4
由《機(jī)械設(shè)計》式10-12得：
===373Mpa
===257Mpa
d、計算載荷系數(shù)K
由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得：
K= KK=1×1.1×1×1.19=1.309
e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)：
查《機(jī)械設(shè)計》表10-5取=2.85，=2.45
查《機(jī)械設(shè)計》表10-5取=1.54，=1.65
f、計算大小齒輪的，并加以比較：
==0.0118
==0.0157
由上述計算值知大齒輪的數(shù)值更大
② 設(shè)計計算：
m≥= mm=2.52 mm
對比以上兩種設(shè)計方案的計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)2.52 mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為3mm，但是由此模數(shù)算得的d=m×Z=3×19=57mm小于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=74.2mm，因而不能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以應(yīng)該將m取為4由此得到的
d=4×19=76 mm﹥d=74.2mm
4、 幾何尺寸的計算：
① 計算分度圓直徑：
d= m×Z=4×19=76mm
d= m×Z=4×36=144mm
② 計算中心距：
a===110mm
③ 計算齒輪寬度：
b==0.7×76=53.2 mm
為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm，取B=55mm，B=60mm
（四）第四對齒輪（）
1、 選定精度等級、材料及齒數(shù)：
① 確定齒輪類型
因為該對齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。
② 材料選擇
小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為275~285HBS；大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為235~245HBS二者硬度差為30~50HBS,這樣有利于提高兩個齒輪的壽命
③ 銑床為一般工作機(jī)器，速度不高，選用7級制造精度
④ 小齒輪齒數(shù)為16，大齒輪齒數(shù)為39，傳動比為==2.44
2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計：
由設(shè)計計算公式10-9a進(jìn)行試算即：
d≥2.32
① 確定公式中的各計算數(shù)值：
a、 由設(shè)計對象知外嚙合時公式中的正負(fù)號取正號
b、 對于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3
c、 計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩：
T= 其中P=P=7.204Kw；n==698.15r/min；
代入數(shù)據(jù)得：
T==98565mm
根據(jù)齒輪的裝置狀況，查《機(jī)械設(shè)計》表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7
d、 根據(jù)配對齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由《機(jī)械設(shè)計》表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。
e、 由《機(jī)械設(shè)計》圖10-21d中并按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=700Mpa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=600Mpa
f、 由《機(jī)械設(shè)計》式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制，工作壽命為15年)
N=60 njL=60×693×1×2×8×300×15=2.99×10
N==1.57×10
h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查《機(jī)械設(shè)計》中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95
i、計算接觸疲勞許用應(yīng)力：
取失效概率為1%，對接觸疲勞強(qiáng)度計算，由于點蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。
由《機(jī)械設(shè)計》中式10-12得：
===630Mpa
===570Mpa
② 計算：
a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與中較小的值：
≥2.32= 2.32= 2.32=30.6×2.32=71mm
b、計算圓周速度為V：
V===2.57m/s
c、計算齒寬：
b=·d=0.7×71=49.7mm
d、計算齒寬與齒高的比：
模數(shù) ===4.4mm
齒高 h=2.25=2.25×4.4 mm=9.9mm
==5
e、計算載荷系數(shù)：
根據(jù)齒輪V=2.57m/s,且齒輪精度等級為7級，由《機(jī)械設(shè)計》圖10-8查得動載系數(shù)K=1.1；
對直齒輪有==1；
由《機(jī)械設(shè)計》表10-2查得使用系數(shù)K=1.25；
由《機(jī)械設(shè)計》表10-4并且運用插值法查得對于7級精度，且小齒輪做非對稱布置時，取=1.25；
由=5，=1.25查《機(jī)械設(shè)計》圖10-13得=1.18；
故載荷系數(shù)K= KK=1×1.1×1×1.25=1.375
f、按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑：
由《機(jī)械設(shè)計》式10-10a得：
d= d=71=72.3mm
g、 計算模數(shù)m：
===4.5mm
3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計：
由《機(jī)械設(shè)計》式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為：
m≥
① 確定公式中的各個計算數(shù)值：
a、由《機(jī)械設(shè)計》圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=600Mpa
大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=400Mpa
b、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由《機(jī)械設(shè)計》圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87，=0.9
c、計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
對于彎曲疲勞強(qiáng)度來說，一旦發(fā)生斷齒就會引起嚴(yán)重的事故，故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4
由《機(jī)械設(shè)計》式10-12得：
===373Mpa
===257Mpa
d、計算載荷系數(shù)K
由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得：
K= KK=1×1.1×1×1.18=1.298
e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)：
查《機(jī)械設(shè)計》表10-5，并運用插值法取=3.03，=2.41
取=1.51，=1.67
f、計算大小齒輪的，并加以比較：
==0.0123
==0.0156
由上述計算值知大齒輪的數(shù)值更大
② 設(shè)計計算：
m≥= mm=2.85mm
對比以上兩種設(shè)計方案的計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)2.85 mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為3mm，但是由此模數(shù)算得的d=m×Z=3×16=48mm小于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=72.3mm，因而不能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以應(yīng)該將m取為5由此得到的d=5×16=80mm=d>72mm
4、 幾何尺寸的計算：
① 計算分度圓直徑：
d= m×Z=5×16=80mm
d= m×Z=5×39=195mm
② 計算中心距：
a===137.5mm
③ 計算齒輪寬度：
b==0.7×80=56mm
為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm，取B=55mm，B=60mm
由于小齒輪齒數(shù)小于17，故需采用變位避免根切。
小齒輪采用正變位mm；大齒輪采用負(fù)變位mm
（5） 第五對齒輪（）
1、 選定精度等級、材料及齒數(shù)：
① 確定齒輪類型
因為該對齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。
② 材料選擇
大、小齒輪材料均為45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)后表面淬火，齒輪齒面硬度為40~50HRC。
③ 銑床為一般工作機(jī)器，速度不高，選用7級制造精度
④ 小齒輪齒數(shù)為26，大齒輪齒數(shù)為39，傳動比為==0.66；u==1.5；
2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計：
由設(shè)計計算公式10-9a進(jìn)行試算即：
d≥2.32
① 確定公式中的各計算數(shù)值：
a、 由設(shè)計對象知外嚙合時公式中的正負(fù)號取正號
b、 對于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3
c、 計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩：
T= 其中P==6.85Kw；=698.15××=429.6r/min；
代入數(shù)據(jù)得：
T==152275N·mm
d、 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查《機(jī)械設(shè)計》表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7
e、 根據(jù)配對齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由《機(jī)械設(shè)計》表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。
f、 由《機(jī)械設(shè)計》圖10-21e中并按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限= =1100Mpa
g、 由《機(jī)械設(shè)計》式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制，工作壽命為15年)
N=60 njL=60×426.5×1×2×8×300×15=1.84×10
N==1.23×10
h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查《機(jī)械設(shè)計》中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95
i、計算接觸疲勞許用應(yīng)力：
取失效概率為1%，對接觸疲勞強(qiáng)度計算，由于點蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。
由《機(jī)械設(shè)計》中式10-12得：
==0.9×1100=990Mpa
==0.95×1100=1045Mpa
② 計算：
a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與中較小的值：
≥2.32= 2.32= 2.32=25.8×2.32=60mm
b、計算圓周速度為V：
V===1.34m/s
c、計算齒寬：
b=·d=0.7×60=42mm
d、計算齒寬與齒高的比：
模數(shù) ===2.3mm
齒高 h=2.25=2.25×3.3 mm=5.175mm
==11.6
e、計算載荷系數(shù)：
根據(jù)齒輪V=1.34m/s,且齒輪精度等級為7級，由《機(jī)械設(shè)計》圖10-8查得動載系數(shù)K=1.07；
對直齒輪有==1；
由《機(jī)械設(shè)計》表10-2查得使用系數(shù)K=1.25；
由《機(jī)械設(shè)計》表10-4并且運用插值法查得對于7級精度，且小齒輪做非對稱布置時，取=1.243；
由=8.1，=1.243查《機(jī)械設(shè)計》圖10-13得=1.2；
故載荷系數(shù)K= KK=1×1.07×1×1.243=1.33
f、按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑：
由《機(jī)械設(shè)計》式10-10a得：
d= d=60=60.5mm
g、 計算模數(shù)m：
===2.33mm
3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計：
由《機(jī)械設(shè)計》式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為：
m≥
① 確定公式中的各個計算數(shù)值：
a、由《機(jī)械設(shè)計》圖10-20d查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限==620Mpa
b、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由《機(jī)械設(shè)計》圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87，=0.9
c、計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
對于彎曲疲勞強(qiáng)度來說，一旦發(fā)生斷齒就會引起嚴(yán)重的事故，故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4
由《機(jī)械設(shè)計》式10-12得：
===385Mpa
===398.6Mpa
d、計算載荷系數(shù)K
由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得：
K= KK=1×1.07×1×1.2=1.28
e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)：
查《機(jī)械設(shè)計》表10-5，并運用插值法取=2.62，=2.41
取=1.595，=1.67
f、計算大小齒輪的，并加以比較：
==0.0109
==0.0101
由上述計算值知大齒輪的數(shù)值更大
② 設(shè)計計算：
m≥= mm=2.07 mm
對比以上兩種設(shè)計方案的計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)2.06mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為3mm，但是由此模數(shù)算得的d=m×Z=3×26=78mm大于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=61.4mm，能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以應(yīng)該將m取為3。
4、 幾何尺寸的計算：
① 計算分度圓直徑：
d= m×Z=3×26=78mm
d= m×Z=3×39=117mm
② 計算中心距：
a===97.5mm
③ 計算齒輪寬度：
b==0.7×78=54.6mm
為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm，取B=55mm，B=60mm
(6) 第六對齒輪（）
1、 選定精度等級、材料及齒數(shù)：
① 確定齒輪類型
因為該對齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。
② 材料選擇
大、小齒輪材料均為45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)后表面淬火，齒輪齒面硬度為40~50HRC。
③ 銑床為一般工作機(jī)器，速度不高，選用7級制造精度
④ 小齒輪齒數(shù)為28，大齒輪齒數(shù)為37，傳動比為==1.32；
2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計：
由設(shè)計計算公式10-9a進(jìn)行試算即：
d≥2.32
① 確定公式中的各計算數(shù)值：
a、 由設(shè)計對象知外嚙合時公式中的正負(fù)號取正號
b、 對于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3
c、 計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩：
T= 其中P==7.06Kw；==286.42r/min；
代入數(shù)據(jù)得：
T==235416N·mm
d、 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查《機(jī)械設(shè)計》表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7
e、 根據(jù)配對齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由《機(jī)械設(shè)計》表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。
f、 由《機(jī)械設(shè)計》圖10-21e中并按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限= =1100Mpa。
g、 由《機(jī)械設(shè)計》式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制，工作壽命為15年)
N=60 njL=60×286.42×1×2×8×300×15=1.23×10
N==9.3×10
h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查《機(jī)械設(shè)計》中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95
i、計算接觸疲勞許用應(yīng)力：
取失效概率為1%，對接觸疲勞強(qiáng)度計算，由于點蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。
由《機(jī)械設(shè)計》中式10-12得：
==0.9×1100=990Mpa
==0.95×1100=1045Mpa
② 計算：
a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與中較小的值：
≥2.32= 2.32= 2.32=30.4×2.32=70.5mm
b、計算圓周速度為V：
V===1.05m/s
c、計算齒寬：
b=·d=0.7×70.5=49.35mm
d、計算齒寬與齒高的比：
模數(shù) ===2.52mm
齒高 h=2.25=2.25×2.52mm=5.67mm
==8.7
e、計算載荷系數(shù)：
根據(jù)齒輪V=1.05m/s,且齒輪精度等級為7級，由《機(jī)械設(shè)計》圖10-8查得動載系數(shù)K=1.05；
對直齒輪有==1；
由《機(jī)械設(shè)計》表10-2查得使用系數(shù)K=1.25；
由《機(jī)械設(shè)計》表10-4并且運用插值法查得對于7級精度，且小齒輪做非對稱布置時，取=1.246；
由=8.7，=1.246查《機(jī)械設(shè)計》圖10-13得=1.2；
故載荷系數(shù)K= KK=1×1.05×1×1.246=1.31
f、按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑：
由《機(jī)械設(shè)計》式10-10a得：
d= d=70.5=70.7mm
g、 計算模數(shù)m：
===2.53mm
3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計：
由《機(jī)械設(shè)計》式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為：
m≥
① 確定公式中的各個計算數(shù)值：
a、由《機(jī)械設(shè)計》圖10-20d查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限==620Mpa
b、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由《機(jī)械設(shè)計》圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87，=0.9
c、計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
對于彎曲疲勞強(qiáng)度來說，一旦發(fā)生斷齒就會引起嚴(yán)重的事故，故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4
由《機(jī)械設(shè)計》式10-12得：
===385Mpa
===398.6Mpa
d、計算載荷系數(shù)K
由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得：
K= KK=1×1.05×1×1.2=1.26
e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)：
查《機(jī)械設(shè)計》表10-5，并運用插值法取=2.55，=2.47
取=1.61，=1.66
f、計算大小齒輪的，并加以比較：
==0.0107
==0.0103
由上述計算值知大齒輪的數(shù)值更大
② 設(shè)計計算：
m≥= mm=2.26 mm
對比以上兩種設(shè)計方案的計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)2.26mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為3mm，但是由此模數(shù)算得的d=m×Z=2.5×28=70mm小于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=70.2mm，因而不能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以應(yīng)該將m取為3由此得到的d=3×28=84mm>d=70.2mm
4、 幾何尺寸的計算：
① 計算分度圓直徑：
d= m×Z=3×28=84mm
d= m×Z=3×37=108mm
② 計算中心距：
a===96mm
③ 計算齒輪寬度：
b==0.7×84=58.8mm
為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm，取B=60mm，B=65mm
(7) 第七對齒輪（）
1、 選定精度等級、材料及齒數(shù)：
① 確定齒輪類型
因為該對齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。
② 材料選擇
大、小齒輪材料均為45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)后表面淬火，齒輪齒面硬度為40~50HRC。
③ 銑床為一般工作機(jī)器，速度不高，選用7級制造精度
④ 小齒輪齒數(shù)為18，大齒輪齒數(shù)為37，傳動比為==2.01；
2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計：
由設(shè)計計算公式10-9a進(jìn)行試算即：
d≥2.32
① 確定公式中的各計算數(shù)值：
a、 由設(shè)計對象知外嚙合時公式中的正負(fù)號取正號
b、 對于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3
c、 計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩：
T= 其中P==7.06Kw；==286.42r/min代入數(shù)據(jù)得：
T==235416N·mm
d、 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查《機(jī)械設(shè)計》表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7
e、 根據(jù)配對齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由《機(jī)械設(shè)計》表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。
f、 由《機(jī)械設(shè)計》圖10-21e中并按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限= =1100Mpa。
g、 由《機(jī)械設(shè)計》式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制，工作壽命為15年)
N=60 njL=60×286.42×1×2×8×300×15=1.23×10
N==6.1×10
h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查《機(jī)械設(shè)計》中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95
i、計算接觸疲勞許用應(yīng)力：
取失效概率為1%，對接觸疲勞強(qiáng)度計算，由于點蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。
由《機(jī)械設(shè)計》中式10-12得：
==0.9×1100=990Mpa
==0.95×1100=1045Mpa
② 計算：
a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與中較小的值：
≥2.32= 2.32= 2.32=28.9×2.32=66.8mm
b、計算圓周速度為V：
V===0.99m/s
c、計算齒寬：
b=·d=0.7×66.8=46.76mm
d、計算齒寬與齒高的比：
模數(shù) ===3.7mm
齒高 h=2.25=2.25×3.7 mm=8.325mm
==5.6
e、計算載荷系數(shù)：
根據(jù)齒輪V=0.99m/s,且齒輪精度等級為7級，由《機(jī)械設(shè)計》圖10-8查得動載系數(shù)K=1.05；
對直齒輪有==1；
由《機(jī)械設(shè)計》表10-2查得使用系數(shù)K=1.25；
由《機(jī)械設(shè)計》表10-4并且運用插值法查得對于7級精度，且小齒輪做非對稱布置時，取=1.244；
由=5.6，=1.244查《機(jī)械設(shè)計》圖10-13得=1.2；
故載荷系數(shù)K= KK=1×1.05×1×1.244=1.31
f、按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑：
由《機(jī)械設(shè)計》式10-10a得：
d= d=66.8=67.3mm
g、 計算模數(shù)m：
===3.74mm
3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計：
由《機(jī)械設(shè)計》式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為：
m≥
① 確定公式中的各個計算數(shù)值：
a、由《機(jī)械設(shè)計》圖10-20d查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限==620Mpa
b、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由《機(jī)械設(shè)計》圖10-18中取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)=0.87，=0.9
c、計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
對于彎曲疲勞強(qiáng)度來說，一旦發(fā)生斷齒就會引起嚴(yán)重的事故，故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4
由《機(jī)械設(shè)計》式10-12得：
===385Mpa
===398.6Mpa
d、計算載荷系數(shù)K
由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達(dá)式得：
K= KK=1×1.05×1×1.2=1.26
e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)：
查《機(jī)械設(shè)計》表10-5，并運用插值法取=2.91，=2.34
取=1.53，=1.68
f、計算大小齒輪的，并加以比較：
==0.0116
==0.0098
由上述計算值知大齒輪的數(shù)值更大
② 設(shè)計計算：
m≥= mm=3.11 mm
對比以上兩種設(shè)計方案的計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)3.11 mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為4mm，但是由此模數(shù)算得的d=m×Z=4×18=72mm大于接觸疲勞強(qiáng)度所算得的d=66.8mm，因而、能滿足接觸疲勞強(qiáng)度。所以將m取為4
4、 幾何尺寸的計算：
① 計算分度圓直徑：
d= m×Z=4×18=72mm
d= m×Z=4×47=188mm
② 計算中心距：
a===95mm
③ 計算齒輪寬度：
b==0.7×72=50.4mm
為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm，取B=50mm，B=55mm
(8) 第八對齒輪（）
1、 選定精度等級、材料及齒數(shù)：
① 確定齒輪類型
因為該對齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。
② 材料選擇
大、小齒輪材料均為45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)后表面淬火，齒輪齒面硬度為40~50HRC。
③ 銑床為一般工作機(jī)器，速度不高，選用7級制造精度
④ 小齒輪齒數(shù)為38，大齒輪齒數(shù)為82，傳動比為==0.46；u==2.16；
2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計：
由設(shè)計計算公式10-9a進(jìn)行試算即：
d≥2.32
① 確定公式中的各計算數(shù)值：
a、 由設(shè)計對象知外嚙合時公式中的正負(fù)號取正號
b、 對于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3
c、 計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩：
T= 其中P==6.65Kw；=×=236.7r/min；
代入數(shù)據(jù)得：
T==268304N·mm
d、 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查《機(jī)械設(shè)計》表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7
e、 根據(jù)配對齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由《機(jī)械設(shè)計》表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。
f、 由《機(jī)械設(shè)計》圖10-21e中并按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限= =1100Mpa。
g、 由《機(jī)械設(shè)計》式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制，工作壽命為15年)
N=60 njL=60×235×1×2×8×300×15=1.02×10
N==4.7×10
h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查《機(jī)械設(shè)計》中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95
i、計算接觸疲勞許用應(yīng)力：
取失效概率為1%，對接觸疲勞強(qiáng)度計算，由于點蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。
由《機(jī)械設(shè)計》中式10-12得：
==0.9×1100=990Mpa
==0.95×1100=1045Mpa
② 計算：
a、試算小齒輪分度圓直