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1、机械设计减速器设计说明书系 别:专 业:学生姓名:学 号:指导教师:职 称:Til = Tin x n = 214.87 x 0.99 = 212.72Nm开式小齿轮轴：Tv = TIV = 210.63Nm工作机轴：Tv = Tv x n = 901.14 x 0.99 = 892.13Nm第五部分齿轮传动的设计5.1高速级齿轮传动的设计计算1. 选精度等级、材料及齿数(1) 材料选择：由表选小齿轮材料为40Cr调质处理，硬度范围取为280HBS,大齿轮材料为45钢调质处理，硬度范围取为240HBS。(2) 一般工作机器，选用8级精度。(3) 选小齿轮齿数Zi =25,大齿轮齿数Z2 = 2
2、5X4.31 = 107.75,取Z2= 108o(4) 初选螺旋角& = 14。(5) 压力角a = 20 02. 按齿面接触疲劳强度设计(1) 由式试算小齿轮分度圆直径，即3 2KTiU + 1/ZeZhZZbdi-1) 确定公式中的各参数值。 试选载荷系数Knt= 1.3o 计算小齿轮传递的转矩Ti = 9.55 x 103= 9.55 x 103 x = 16.3Nm1 山2900 选取齿宽系数6d= lo 由图查取区域系数Zh = 2.44o 查表得材料的弹性影响系数Ze = 189.8VMP 计算接触疲劳强度用重合度系数乙。端面压力角:aatl = arccos/tanan/tan
3、20at = arctan = arctan t 1cosl425 x cos20.561.25 + 2 x 1 x cosl4108 x cos20.561cospZiCOSOCt=20.561aat2 = arccosZi + 2h告cos。.Z2cosat=arccos=29.683Z2 + 2h告cosp _=arccos = 23.11108 + 2 x 1 x cosl4J端面重合度:玲=赤 lZ1 (anaati - tanott+ Z2 (tanaat2 tanat=M 25 x (tan29.683 一 tan20.561) + 1082 ITx (tan23.11-tan2
4、0.561) = 1.663轴向重合度:cPdZQnG 1 x 25 x tanl4 诬彳71IT重合度系数:Z孚(f+A4 1.6631.984(1一1欢4)+用= 653由式可得螺旋角系数Zbcosl4 = 0.985计算接触疲劳许用应力ch查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为bHiimi = 600MPa、QHiim2 = 550 MPao计算应力循环次数:Ni = 6011、=60 x 2900 x 1 x 10 x 2 x 8 x 300 = 8.35 x 109Ni 8.35 x IO9Q& =二=一 = 194 x IO9】i2 q.m查取接触疲劳寿命系数:Khni =0.83
5、、Khn2 = 0.88o取失效概率为1%,安全系数s二1,得:r 】QHlimlKHNl 600 X 0.83。由=g=j= 498MPa -i CTHlim2KnN2 550 X 0.88oh2= 484MPa取h|和h2中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即叫=H2】=484MPa2）试算小齿轮分度圆直径/、22KT1U + 1/ZeZhZeZb、4843 2 x 1000 x 1.3 x 16.3 4.31 + 1 /189.8 x 2.44 x 0.653 x 0.985XX4.31=27.043mm（2）调整小齿轮分度圆直径1）计算实际载荷系数前的数据准备 圆周速度vn x
6、dlt X rii n X 27.043 X 2900/v = 4 lmz s60 x 100060 x 1000 齿宽bb = cpddlt = 1 x 27.043 = 27.043mm2）计算实际载荷系数Kh 由表查得使用系数Ka= 1.25。 根据v = 4.1m/s、8级精度，由图查得动载系数Kv=l.18。 齿轮的圆周力2 x 1000 x 16.3Fti = T2 =1205.488Nu dlt 27.043KAFtl 1.25 x 1205.488/-4- = 55.72N/mm 100 N/mmb27.043查表得齿间载荷分配系数Khq= 1.4。.98o 由表用插值法查得8
7、级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，K邱二则载荷系数为:K = KAKvKHaKHp = 1.25 x 1.18 x 1.4 x .98 = 2.0243) 可得按实际载荷系数算的的分度圆直径di = dlt x3偿=27.043 x3Kt2.024#=31.343mm及相应的齿轮模数mn _ 一模数取为标准值mn = 2mmo5 31.343 x cosl4。=翌牌皿253. 几何尺寸计算(1) 计算中心距a =气钏=（2； + 108） ： 2 = J37 067mm2cosp 2 x cosl4中心距圆整为a = 135 mmo(2) 按圆整后的中心距修正螺旋角P = arccos （色
8、够2些=arccos（25 + 108） x 22 x 135=9.88即：0 = 9。52 48(3) 计算大、小齿轮的分度圆直径mnZ1 2 x 25di =77 =c cc。 = 50.752mm1 cosp COS9.88mnZ2 2 x 108d2 = 一= 219.248mmz cosp cos9.88(4) 计算齿轮宽度b =(pdd1 = 1 x 50.752 = 50.752mm取 b2 = 51 mm、bi = 56 mm。4. 校核齿根弯曲疲劳强度（1）齿根弯曲疲劳强度条件(PdmgZ，1）确定公式中各参数值 计算当量齿数Zi_25_Zvi=声莎=(cos9.88)3 =
9、 26.145Z2108ZV2 = 7TT7 = cc、R = 112.946(cosp)3 (cos9.88 )3 计算弯曲疲劳强度的重合度系数览基圆螺旋角:6b = arctan(tanpcosat) = arctan(tan9.88 x cos20.561) = 9.263当量齿轮重合度: = =L663=av cos2 pb (cos9.263)2 /U/(PdZitan&邵轴向重合度:1 x 25 x tan9.88=1.386IT重合度系数:=0.25 +0.75=0.25 +av0.751.707=0.689 计算弯曲疲劳强度的螺旋角系数YpB9.88Y& = 1 一印房=1 一
10、 L386 x = 0.886 由当量齿数，查图得齿形系数和应力修正系数YFal = 2.58YFa2 = 2.17Ysal = 1.61Ysa2= 1.83 计算实际载荷系数Kf由表查得齿间载荷分配系数KFa = 1.4根据 KhP = .98,结合 b/h= 11.33 查图得 KfP = .95则载荷系数为Kf = KAKvKFaKFp = 1.25 x 1.18 x 1.4 x .95 = 1.962 计算齿根弯曲疲劳许用应力of查得小齿轮和大齿轮的弯曲疲劳极限分别为bFiimi = 500 MPa、。日血2 = 380 MPa。由图查取弯曲疲劳寿命系数Kfni=0.8、Kfn2 =
11、0.84取安全系数S=1.4,得KFN1aFiml 0.8 X 500Qfi= = 285.71MPaKFN2Flim2 0.84 X 380cyF2 =.= 14 = 228MPa2)齿根弯曲疲劳强度校核2*1丫杓足丫丫3 cos2 B(J =f_ 2 x 1000 x 1.962 x 16.3 x 2.58 x 1.61 x 0.689 x 0.886 x cos2 9.88 =1 x 23 x 252=31.483MPa o F12降1?晶2丫,2丫丫& cos2 B0=f 气11，_ 2 x 1000 x 1.962 x 16.3 x 2.17 x 1.83 x 0.689 x 0.8
12、86 x cos2 9.88_1 x 23 x 252=30.099MPa G F2齿根弯曲疲劳强度满足要求。主要设计结论齿数 Zi = 25、Z2 = 108,模数 mn = 2 mm,压力角a = 20 ,螺旋角P = 9.88=9 52 48”,中心距 a = 135 mm,齿宽 bi=56mm、b2 = 51 mmo6. 齿轮参数总结和计算代号名称计算公式高速级小齿轮高速级大齿轮模数m2mm2mm齿数z25108螺旋角B左 9。52 48右 9。52 48齿宽b56mm51mm分度圆直径d50. 752mm219. 248mm齿顶高系数ha1.01.0顶隙系数c0. 250. 25齿顶
13、高hamXha2mm2mm齿根高hfmX (ha+c)2. 5mm2. 5mm全齿高hha+hf4. 5mm4. 5mm齿顶圆直径dad+2 X ha54. 752mm223.248mm齿根圆直径dfd-2 X hf45. 752mm214.248mm5.2低速级齿轮传动的设计计算1. 选精度等级、材料及齿数(1) 材料选择：由表选小齿轮材料为40Cr调质处理，硬度范围取为280HBS,大齿轮材料为45钢调质处理，硬度范围取为240HBS。(2) 一般工作机器，选用8级精度。(3) 选小齿轮齿数Z3 = 26,大齿轮齿数Z4 = 26X3.32 = 86.32,取3=87。(4) 初选螺旋角& = 13。(5) 压力角a = 20 o2. 按齿面接触疲劳强度设计(1) 由式试算小齿轮分度圆直径，即3 2KT2u + 1/zeZhZZp2d3-寸4下)1) 确定公式中的各参数值。 试选载荷系数Kh( = 1.3o 计算小齿轮传递的转矩r P2r 4.75T2 = 9.55 x 103= 9.55 x 103 x = 67.42Nm2n2672.85 选取齿宽系数bd=lo 由图查取区域系数Zh = 2.45o 查表得材料的弹性影响系数Ze = 189.8VMP
