机械设计课程设计
低速级齿轮传动比 i34?i减i12?20.1?3.86 5.213.2 各轴功率、转速和转矩的计算
3.2.0 0轴 P=5.9kw,n=1440r/min, T=9.55*5.9/1440=40.246N*m 3.2.1 Ⅰ轴（高速轴）
P1?Pr??弹联?5.9?0.995?5.8705kWn1?n0?1440r/min i01P15.8705?103T1?9.55??9.55??38.93N?m
n114403.2.2 Ⅱ轴（中间轴）
P2?P1??轴承??闭齿?5.8705?0.995?0.97?5.666kWn2?n11440??373.06r/mini123.86
P25.666?103T2?9.55??9.55??145.04N?m
n2373.063.2.3 Ⅲ轴（低速轴）
P3?P2??轴承??闭齿?5.666?0.98?0.97?5.386kW
n3?n2373.06??96.6r/min i343.86P35.386?103T3?9.55??9.55??516.6N?m
n396.63.2.4 Ⅳ轴（传动轴）
P4?P3??轴承??刚联?5.386?0.98?0.99?5.225kW
n4?n396.6??96.6 i451P44.605?103T4?9.55??9.55??664848.7N?mm
n461.1473.2.5 Ⅴ轴（卷筒轴）
P5?P4??轴承??开齿?5.225?0.99?0.95?4.864kW n5?n496.6??16.1r/min i5666
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P54.864?103T5?9.55??9.55??2885.17N?m
n512.13.3 开式齿轮的设计
3.3.1 材料选择
小齿轮:45#锻钢，调质处理，齿面硬度217--255HBS 大齿轮:45#锻钢，正火处理，齿面硬度162--217HBS 3.3.2 按齿根弯曲疲劳强度确定模数 按齿面硬度217HBS和162HBS计算 初取小齿轮齿数 Z5?20
则大齿轮齿数 Z6?Z5i56?20?6?120 计算应力循环次数
N5?60n4jLh?60?66.254?1.0?(10?300?8?2)?1.908?108N51.908?108N6???3.180?107
i566
查图5-19 YN5?YN6?1.0
查图5-18(b) ?Flim5?270Mpa，?Flim6?200Mpa 由式5-32 YX5?YX6?1.0 取 YST?2.0,SFmin?1.4 计算许用弯曲应力 由式5-31 ??F???FlimYSTSFminYNYX
??F?5?270?2.0?1.0?1.0?385.7Mpa ??F?61.4200?2.0??1.0?1.0?285.7Mpa
1.4查图5-14 YFa5?2.81,YFa6?2.21 查图5-15 YSa5?1.56,YSa6?1.78 则
YFa5YSa5??F?5??2.81?1.56?0.011365
385.7YFa6YSa6??F?62.21?1.78?0.013769
285.77
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取
YFaYSa??F??max{YFa5YSa5YFa6YSa6,}?0.013769 [?F]5[?F]6初选综合系数KtY?t?1.1，查表5-8 ?d?0.5 由式5-26
m?32KT4YFaYSaY?32?1.1?508276?0.013769??4.254mm 22?dZ5[?F]0.5?20考虑开式齿轮工作特点m加大10%-15%，取m=5 3.3.3 齿轮强度校核
d5?mZ5?5?20?100mm d6?mZ6?5?120?600mm
*da5?d5?2ham?100?2?1.0?5?110mm
*da6?d6?2ham?600?2?1.0?5?610mm
df5?d5?2(h*?c*)m?100?2??1.0?0.25??5?87.5mm df6?d6?2(h*?c*)m?600?2??1.0?0.25??5?587.5mm
a?d5?d6100?600??350mm 22b6??aa?0.2?350?70mm
取b5?b6?6?70?6?76mm
db5?d5cos20.?93.969 db6?d6cos20.?563.816
则小齿轮转速为v??d5n460?103?3.14?100?66.254?0.3467m/s
60?103vz50.3467?20??0.06934 100100查图5-4（d） kv?1.005 查表5-3 kA?1.1
b70??0.70 由图5-7(a) k??1.18 d51008
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查表5-4 k??1.2
计算载荷系数 k?kAkvk?k??1.1?1.005?1.18?1.2?1.5654
?a5?arccosdb593.969?arccos?31.3215?
da5110?a6?arccosdb6563.816?arccos?22.4387?
da6610????1[z5(tan?a5?tan?)?z6(tan?a6?tan?)]2?1[20?(tan31.3215??tan20?)?120?(tam22.4387??tan20?)] 2??1.715Y??0.25?0.75???0.25?0.75?0.6873
1.715kY??1.5654?0.6873?1.076
与ktY?t?1.1相近 ，无需修正 计算齿根弯曲应力
2KT42?1.5654?508276YFa5Ysa5Y???2.81?1.56bd5m70?100?5
?F5??199.305Mpa???F?5安全?F6??F5YFa5Ysa52.81?1.56?199.305Mpa?YFa6Ysa62.21?1.78
?222.094Mpa???F?6安全3.3.4 齿轮主要几何参数
Z5?20 Z6?120 u?6 m?5 a?350mm d5?100mm d6?600mm da5?110mm da6?610mm df5?87.5mm df6?587.5mm
db5?93.969 db6?563.816 b5?76mm b6?70mm
4 闭式齿轮设计
4.1 减速器高速级齿轮的设计计算
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4.1.1 材料选择
小齿轮:45#锻钢，调质处理，齿面硬度217--255HBS 大齿轮:45#锻钢，正火处理，齿面硬度162--217HBS 按齿面硬度217HBS和162HBS计算
N1?60n1jLh?60?1440?1?(8?300?8?2)?3.46?109
N2?N1?6.63?108 i12查图5-17 ZN1?1.0,ZN2?1.05 （允许一定点蚀） 由式5-29 ZX1?ZX2?1.0
取SHlim?1.0,ZW?1.0,ZLVR?0.92（精加工） 查图5-16（b） ?Hlim1?650Mpa,?Hlim2?515Mpa 由式5-28
?????H1Hlim1SHminZN1ZX1ZWZLVR?650?1.0?1.0?1.0?0.92?598Mpa 1.0???H2??Hlim2515ZN2ZX2ZWZLVR??1.05?1.0?1.0?0.92?497.49Mpa
1.0SHmin??H??min{??H?1,??H?2}?497.49Mpa
4.1.2 按齿面接触疲劳强度确定中心距 小轮转矩T1?58705N?mm 初定螺旋角??13?
初取KtZ?2t?1.0，查表5-5 ZE?189.8Mpa 减速传动 u?i12?5.21 取?a?0.4 端面压力角
?t?arctan(tan?n/cos?)?arctan(tan20?/cos13?)?20.4829? 基圆螺旋角
?b?arctan(tan?cos?t)?arctan(tan13??cos20.4829?)?12.2035? 由式5-42 Z??cos??cos13??0.987
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