自行车链轮变齿轮计算

苏一范　苑雷扬　谭双鹏　王宸　庞震

一、设计任务书

1、设计题目

本次机械设计项目课程的设计主题为自行车链轮变换为齿轮的相关计算，本次设计的目的旨在对自行车的动力结构进行改装，以此来完善对齿轮结构设计及计算的学习，经过小组讨论，我们确定了设计的方向——以锥齿轮组替换链传动来进行自行车的动力提供。

2、原始数据

已知输入功率P=320W，主动轮转速n1=60/min，齿数比u=2.2，由人工驱动，工作寿命15年。

二、方案设计

1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数

选用标准直齿锥齿轮齿轮传动，压力角取为20度。

采用轻型汽车的工作齿轮精度，参考表10-6，选用7级精度，小齿轮40Cr（调质） 280HBS，大齿轮45钢（调质） 240HBS

小齿轮齿数z1=16，大齿轮齿数z2=uz1=2.2*16=35.2，取z2=36

2、按齿面接触疲劳强度设计

由式10-29试算小齿轮分度圆直径，即

确定公式中的各参数值

①选KHt=1.3。②计算小齿轮传递的转矩。

③选取齿宽系数=0.3。④查得区域系数ZH=2.5。⑤查得材料的弹性影响系数ZE=189.8。⑥计算接触疲劳许用应力[]。查得小齿轮和大齿轮的解除疲劳极限分别为由式10-15计算应力循环次数：

查取接触疲劳寿命系数。取失效概率为1%，安全系数S=1，由式10-14得

取两者中较小的作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即

计算小齿轮分度圆直径。

调整小齿轮分度圆直径

计算实际载荷系数前的数据准备

①圆周速度v。

②当量齿轮的齿宽系数。

3、按齿根弯曲疲劳强度设计

由式10-27计算模数，即

确定式中的各参数值。

①试选 ②计算

由分锥角和，可得當量齿数，。得齿形系数。得应力修正系数。得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为。取弯曲疲劳寿命系数。取弯曲疲劳安全系数S=1.7，由式10-14得

所以取

试算模数

调整齿轮模数

1）计算实际载荷系数前的数据准备。

①圆周速度v。

②齿宽b。

计算实际载荷系数。

①根据v=0.0903m/s，8级精度，由图10-8得动载系数

②直齿锥齿轮精度较低，取齿间载荷分配系数

③由表10-4用插值法得

则载荷系数为

由式10-13，可得按实际载荷系数算得的齿轮模数为

根据齿根弯曲疲劳强度计算的模数，就近选择标准模数，按照接触疲劳强度算得的分度圆直径，算出

三、主要设计结论

前后采用两对相同的直齿锥齿轮：齿数，模数，压力角，变位系数，分锥角，齿宽，小齿轮选用40Cr（调质），大齿轮选用45钢（调质）。齿轮按7级精度设计。两个小锥齿轮间用轴连接。