机械设计课程设计：二级圆锥-圆柱齿轮减速器设计
2）计算圆周速度V??d1tn1?1.27m/s 60?1000 3）计算齿宽b及模数mnt 设计计算及说明 b=?dd1t=1.5567=55.67mm mnt= d1tcos?55.67?cos14???2.455mm Z122hmnt=2.455 bh4) 计算齿宽与高之比b 齿高h= 2.25mnt=2.25×2.455=5.24mm b =55.67 =10.62 h5.24 =10.62 5) 计算纵向重合度?? ??=0.318?dZ1tanβ=0.318X1X22tan14?=1.744 6) 计算载荷系数K ??=1.744 系数KA=1，根据V=1.27m/s，7级精度查图表（图10-8）得动载系数Kv=1.08 查教材图表（表10-3）得齿间载荷分布系数KH??KF?=1.4 由教材图表(表10-4）查得KH?1=1.420 查教材图表（图10-13）得KF?1=1.32 所以载荷系数 K?KAKVKH?KH?=2.147 7) 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径d1 d?dt3KH??KF? =1.4 KH?1=1.420 KF?1=1.32 K=55.67?Kt32.147?61.4mm 1.68) 计算模数mn1 d1=61.4mm d1cos?61.4?cos14???2.7mm mn=Z122 mn1=2.7 mm 3、按齿根弯曲疲劳强度设计 3 2KT1Y?cos2?YF?YS? 由弯曲强度的设计公式mn≥()设计 [?F]?dZ21?a （1）确定公式内各计算数值 1）计算载荷系数 K?KAKVKF?KF?=1.99 2）根据纵向重合度??=1.744 查教材图表（图10-28）查得螺旋影响系数Y?=0.88
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机械设计课程设计：二级圆锥-圆柱齿轮减速器设计 3）计算当量齿数 3Zv1?Z1cos =24.08 βZV1=24.08 设计计算及说明 ZV2?Z2/cos3??88/cos314?=96.33 4）查取齿形系数 查教材图表（表10-5）YF?1=2.6476 ，YF?2=2.18734 5）查取应力校正系数 查教材图表（表10-5）YS?1=1.5808 ，YS?2=1.78633 6）查教材图表（图10-20c）查得小齿轮弯曲疲劳强度极限?FE1=520MPa ，大齿轮弯曲疲劳强度极限?FE2=400MPa 。 7）查教材图表（图10-18）取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.85 KFN2=0.88 8）计算弯曲疲劳许用应力。 取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式??F?? [?F]1= 结果 ZV2=96.33 YF?1=2.6474 YF?2=2.187 YS?1=1.5808 YS?2=1.7863 KFN1=0.85 KFN?FE得 SKFN2=0.88 KFN1?FF10.85?520??315.71 S1.4?FE1=315.7 ?FE2=251.4 KFN2?FF20.88?400??251.43 [?F]2=S1.49）计算大、小齿轮的YF?YS???F?，并加以比较 YF?1FS?1[?F]1YF?2FS?2[?F]2??2.6476?1.5808?0.01326 315.712.18734?1.78633?0.01554 大齿轮的数值大.选用. 251.43 （2）设计计算 1）计算模数 3 mn?2?1.99?10.188?104?0.88?cos214?0.01554mm?1.87mm 21?22?1.645 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所承载的能力。而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅取决于齿轮直径。按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取mn=2mm但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度
mn=2mm 7
机械设计课程设计：二级圆锥-圆柱齿轮减速器设计 算得的分度圆直径d1=61.4mm来计算应有的齿数. ?2）计算齿数 z1=61.4?cos14=29.78 取z1=30 那么z2=4×30=120 mnz2=120 z1=30 设计计算及说明 4、几何尺寸计算 （1）计算中心距 a= 结果 a=155mm ?=14?35?33?? d1=62mm d2=248mm B1?67 B2?62 (z1?z2)mn(30?120)2==155mm ?2?cos142cos?（2）按圆整后的中心距修正螺旋角 (Ζ?Ζ2)mn(30?120)?2 ?=arccos1?arccos?14?35?33?? 2α2?155 因?值改变不多,故参数??,k?,Zh等不必修正. （3）计算大.小齿轮的分度圆直径 d1=z1mn30?2?=62mm cos?cos14.5925?z2mn120?2?=248mm cos?cos14.5925? d2=（4）计算齿轮宽度 B=?d1?1?62mm?62mm B2?62 B1?67 （5）结构设计 小齿轮（齿轮1）齿顶圆直径为66mm 采用实心结构 大齿轮（齿轮2）齿顶圆直径为252mm 采用腹板式结构其零件图如下 8 机械设计课程设计：二级圆锥-圆柱齿轮减速器设计 图二、斜齿圆柱齿轮 设计计算及说明 结果 4.2直齿圆锥齿轮传动设计（主要参照教材《机械设计（第八版）》） 已知输入功率为PI=4.95kw、小齿轮转速为n?=436.36r/min、齿数比为2.2 由电动机驱动。工作寿命10年（设每年工作300天），三班制，带式输送，工作 平稳，转向不变。 1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 （1）圆锥圆锥齿轮减速器为通用减速器，其速度不高，故选用7级精度 （GB10095-88） （2）材料选择 由《机械设计（第八版）》表10-1 小齿轮材料可选为40Cr（调质）， 硬度为280HBS，大齿轮材料取45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度相差 40HBS。 （3)选小齿轮齿数z1?25,则大齿轮齿数z2?2.2z1?55 2、按齿面接触疲劳强度设计 设计计算公式： 3z1?25 z2?55 d1t≥2.92?ZE?KT1????????(1?0.5?)2u R?F?R2（1）、确定公式内的各计算值 1）试选载荷系数kt1=1.8 2）小齿轮传递的转矩T1=95.5×10×P1/n1=49.24KN.Mm 3）取齿宽系数?R?0.35 4）查图10-21齿面硬度得小齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim1?650Mpa 大齿轮的接触疲劳极限?Hlim2?550Mpa 5）查表10-6选取弹性影响系数ZE=189.8 MPa 6）由教材公式10-13计算应力值环数 N1=60n1jLh =60×960×1×（3×8×300×10=4.1472×10h N2=0.471×10h 7)查教材10-19图得：K??1=0.89 K??2=0.9 8)齿轮的接触疲劳强度极限：取失效概率为1%,安全系数S=1,应用公式（10-12）
995kt1=1.8 ?R?0.35 12 KHN1?0.89K??2=0.9 9
机械设计课程设计：二级圆锥-圆柱齿轮减速器设计 得: [?H]1= 578.5MPa K? [?H]1=HN1Hlim1=0.89×650=578.5 MPa S 设计及设计说明 [?H]2=（2）设计计算 1）试算小齿轮的分度圆直径，带入??H?中的较小值得 d1t?2.923? 结果 [KHN2?Hlim2=0.9×550=495MPa S?H]2=495MPa 1.8?4920?189.8??85.22mm ?2?495?0.35??1?0.5?0.35??2.22d1t=85.22mm 2）计算圆周速度V ?d1tn1?4.28m/s V=4.28m/s V?60?1000 3）计算载荷系数 系数KA=1，根据V=4.28m/s，7级精度查图表（图10-8）得动载系数Kv=1.15 查图表（表10-3）得齿间载荷分布系数KH??KF?=1 根据大齿轮两端支撑，小齿轮悬臂布置查表10-9得KHββb=1.25的 KHβ?KFβ=1.5X1.25=1.875 得载荷系数 K?KAKVKH?KH?=2.156 K=2.156 4）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，得 3K2.156 d?dt3=85.22??90.5mm Kt1.8 5）计算模数M d190.50??3.62mm m?Mt=3.62mm z125 3、按齿根弯曲疲劳强度设计 设计公式： 3YFaYSa4KT1 ? m≥ 222??R(1?0.5?R)z1u?1?F? （1）确定公式内各计算数值 1）计算载荷系数 K?KAKVKF?KF?=1X1.15X1X1.875=2.159 K=2.159 2）计算当量齿数
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