机械设计课程设计：二级圆锥-圆柱齿轮减速器设计 Zv1?Z1=27.4 cos?1 设计及设计说明 Zv2?Z23）由教材表10-5查得齿形系数 cos?2 结果 =133.5 YF?1?2.562YF?2?2.1532 YF?1?2.562 YF?2?2.1532 YS?1?1.604 应力校正系数 YS?1?1.604 YS?2?1.8168 4) 由教材图20-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限?FE1?520MPa，大齿轮的弯曲疲劳强度极限?FE2?400MPa YS?2?1.8168?FE1?520MPa?FE2?400MPa5) 由《机械设计》图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.83 KFN2=0.85 KFN1=0.83 6) 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S?1.4，得 KFN2=0.85 [?F]1=KFN1?FE10.83?520??308.28MPa S1.4KFN2?FF20.85?400??242.86MPa S1.4 [?F]2=YFaFSa7) 计算大小齿轮的,并加以比较 [?F] YFa1FSa12.562?1.604??0.0133 [?F]1308.28 YFa2FSa22.15?1.8168??0.016107 [?F]2242.86 大齿轮的数值大,选用大齿轮的尺寸设计计算. （2）设计计算 3 m?4?2.156?49240?0.0161070.35??1?0.5?0.35?25222.2?12mm?2.668mm 取M=2.75mm 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，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，取决于齿轮直径。按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2.75mm但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分
M=2.75mm 11
机械设计课程设计：二级圆锥-圆柱齿轮减速器设计 度圆直径d1=90.50mm来计算应有的齿数. 结果 z1=33 设计及设计说明 计算齿数 z1= 4、计算几何尺寸 （1） d1=z1m?2.75?33=90.75 （2） d2=z2m?2.75?73=200.75 （3） ?1?arccotd1?33 取z1=33 那么z2=2.2×33=73 mz2=33 d1=90.75 d2=200.75 ?1?24?19?30???2?65?40?30?? R=109.65mm B1=41mm B2=36mm d1=24.325??24?19?30?? d2（4） ?2?90??1?65?40?30?? （5） R?d1?2?12?d12.22?1?109.65mm 2（6） b?R?R=38.37圆整取B2=36mm B1=41mm （7） 机构设计 小锥齿轮（齿轮1）大端齿顶圆直径为95.76mm 采用实心结构其零件图如下 大锥齿轮（齿轮2）大端齿顶圆直径为203mm 采用腹板式结构
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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 图三、直齿锥齿轮 设计计算及说明 五、轴的设计计算 5.1输入轴（I轴)的设计 1、求输入轴上的功率PI、转速n?和转矩TⅠ PI=4.95 kw n?=960r/min TⅠ=49.24N.M 2、求作用在齿轮上的力 已知高速级小圆锥齿轮的平均分度圆直径为 dm1?d（11?0.5?R）?74.87mm 则Ft?2Tdm1?2?49240?1315.35N 74.87结果 Ft=1315.35N Fr=436.25N Fa=197.19N 13
Fr?Ft.tan20?cos?1?436.25N F??Ft.tan20?sin?1?197.19N 圆周力Ft、径向力Fr及轴向力Fa的方向如图二所示 图四、输入轴载荷图 3、初步确定轴的最小直径 先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），根据《机械设计
机械设计课程设计：二级圆锥-圆柱齿轮减速器设计 （第八版）》表15-3，取A0?112，得 结果 设计计算及说明 dmin?A03PI 4.95?1123?19.35mm nI960 输入轴的最小直径为安装联轴器的直径d12，为了使所选的轴直径d12与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩Tca?KAT2，查《机械设计（第八版）》表14-1，由于转矩变化很小，故取KA?1.3，则 Tca?KAT2=1.3X49.24=64012N.Mm 查《机械设计课程设计》表14-4，选Lx3型弹性柱销联轴器其工称转矩为1250N.m，而电动机轴的直径为38mm所以联轴器的孔径不能太小。取d12=30mm，半联轴器长度L=82mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度为60mm。 4、轴的结构设计 （1）拟定轴上零件的装配方案（见图五） 图五、输入轴轴上零件的装配 （2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1） 为了满足半联轴器的轴向定位，12段轴右端需制出一轴肩，故取23段的直径左端用轴端挡圈定位，12段长度应适当小于L所以取L12=58mm d23?37mm。2） 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用单列圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据d23?37mm，由《机械设计课程设计》表13-1中初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30308，其尺寸为
d12=30mm d23?37mmL12=58mm d34?40mm14
机械设计课程设计：二级圆锥-圆柱齿轮减速器设计 d ? D? T?40mm?90mm?25.25mm所以d34?40mm而L34=25.25mm L34=25.25mm 设计计算及说明 这对轴承均采用轴肩进行轴向定位，由《机械设计课程设计》表13-1查得30308型轴承的定位轴肩高度da?49mm，因此取d45?49mm 3）取安装齿轮处的轴段67的直径d67?35mm；为使套筒可靠地压紧轴承，56段应略短于轴承宽度，故取L56=24mm，d56?40mm 4）轴承端盖的总宽度为20mm。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑油的要求，求得端盖外端面与半联轴器右端面间的距离l?30mm，取L23=50mm。 5）锥齿轮轮毂宽度为50mm，为使套筒端面可靠地压紧齿轮取L67?61mm由于结果 d45?49mmd67?35mmL56=24mm，d56?40mmL23=50mm L67?61mm Lb?2La，故取L?98mm 45（3）轴上的周向定位 L45?98mm 圆锥齿轮的周向定位采用平键连接，按d67?35mm由《机械设计（第八版）》表 6-1 查得平键截面b?h?10mm?8mm，键槽用键槽铣刀加工，长为45mm，同时为保 H7证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为；同样，半 n6 H7联轴器处平键截面为b?h?l?10mm?8mm?50mm与轴的配合为；滚动 k6 轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为k5。 （4）确定轴上圆角和倒角尺寸 取轴端倒角为2?45?，轴肩处的倒角可按R1.6-R2适当选取。 5、求轴上的载荷（30308型的a=19.5mm。所以俩轴承间支点距离为109.5mm 右 轴承与齿轮间的距离为54.25mm。）（见图四） 载荷 水平面H 垂直面V FNH1?651.65N FNV1?216.13N 支反力F FNH2?1967N FNV2?652.38N Mv1?71435.6N.mm MH?71357.7N.mm 弯矩M Mv2?7789.2N.mm
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