机械设计课程设计
2?150?cos13?2acos???24.058 小齿轮齿数 z3?2.5??3.86?1?mn?u?1?大齿轮齿数 z4?uz3?3.86?24.058?95.863
取 z3?25 z4?96 实际传动比 i实?z496??3.84 z325传动比误差 ?i?在允许范围内
i理?i实i理?100%?3.86?3.843.86?100%?0.52%?5%
修正螺旋角 ??arccosmn(z4?z3)2.5?(27?94)?arccos?12.62?
2?2?155与初选??13?相近, ZH,Z?可不修正
轮分度圆直径 d3?mnz3/cos??2.5?25/cos12.62??64.050mm
d4?mnz4/cos??2.5?96/cos12.62??244.942mm
圆周速度 v??d3n260?103?1.25m/s
查表5-6 取齿轮精度为8级
4.2.3 验算齿面接触疲劳强度 电机驱动,稍有波动,查表5-3 kA?1
vz31.25?25??0.313 100100查图5-4（d） kv?1.03 齿宽b??aa?0.4?150?60.0mm
b60.0??0.937 d364.050查图5-7（a） K??1.08 查表5-4 K??1.4
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载荷系数 K?KAKvK?K??1?1.03?1.08?1.4?1.557
*m?64.050?2?1.0?2.5?69.050mm 齿顶圆直径 da3?d3?2ha* da4?d4?2ham?245.942?2?1.0?2.5?250.942mm
端面压力角
?t?arctan(tan?n/cos?)?arctan(tan20?/cos12.62?)?20.4546? 齿轮基圆直径 db3?d3cos?t?64.050?cos20.4546??60.012mm db4?d4cos?t?245.942?cos20.4546??230.435mm 端
面
齿
顶
压
力
角
?at3?arccosdb360.012?arccos?29.645?
69.050da3?at4?arccosdb4?23.324? da4????1z3(tan?at3?tan?t)?z4(tan?at4?tan?t)?2??125?(tan29.645??tan20.4546?)?96?(tan23.324??tan20.4546?) 2??1.807???bsin?60sin12.62?????1.7256
??2.5?mn由式5-43 Z??1???1?0.744 1.807由式5-42 Z??cos??cos12.62??0.9878 由式5-41
?b?arctan(tan?cos?t)?arctan(tan12.62??cos20.4546?)?11.85? 由式5-41 ZH
2?cos11.85?2cos?b???2.444 ??cos?tsin?tcos20.4546sin20.4546- 5 -
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?H?ZHZEZ?Z?2KT2u?1bd32u2?1.807?1450403.86?1 ?3.8660?64.0502?2.444?189.8?0.772?0.9878??480.649Mpa??H安全??4.2.4 验算齿根弯曲疲劳强度
查图5-18（b） ?Flim3?290Mpa，?Flim4?270Mpa 查图5-19 YN3?1.0 YN4?1.0 由式5-32 YX3?YX4?1.0 取 YST?2.0 SFmin?1.4 由式5-31?F??3??Flim3YSTSFminYN4YX4?YN3YX3?290?2?1.0?1.0?414.2Mpa 1.4???F4??Flim4YSTSFmin270?2?1.0?1.0?385.7Mpa 1.4ZV3?Z3/cos3??25/cos312.62??25.174
ZV4?Z4/cos3??96/cos312.62??96.794 查图5-14 YFa3?2.62,YFa4?2.27 查图5-15 YSa3?1.6,YSa4?1.80
由式5-47计算Y?，因???1.807?1.0，取???1.0
12.26?Y??1????1?1??0.898 ??120120?0.75cos2?b0.75?cos211.85??0.25??0.548 由式5-48Y??0.25?1.807???F3?2KT22?1.807?145040YFa3Ysa3Y?Y???2.62?1.56?0..898?0.89860?65.040?2.5bd3mn
?120.215Mpa??F3安全??
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?F4??F3YFa4YSa42.27?1.78?120.215??138.8Mpa??FYFa3YSa32.62?1.6??4?安全
4.2.5 齿轮主要几何参数
Z3?25 Z4?96 u?3.86 m?2.5
??12.62? mt?mn/cos??2.56
d3?64.050mm d4?245.942mm da3?69.050mm da4?250.942mm df3?56.887mm df4?227.31mm
a?1(d3?d4)?150mm 2b3?70mm b4?60mm
db3?60.012mm db4?230.435mm
5 轴的设计计算
5.1 高速轴的设计计算
轴的材料为选择45#, 调质处理，传递功率P?5.9kW 转速n?960r/min 查表8-2 A0?110
d?A03P5.9?110?3?17.57mm n1440由于轴上有一个键槽，则d?17.57?(3%~5%?1)?18.10~18.45
dmin?d 取dmin?32mm 估定减速器高速轴外伸段轴径
查表17-2 电机轴径d电机?38mm,轴伸长E?80mm 则d??0.8~1.0?d电机??0.8~1.0??38?30.4~38mm 取 d?32mm
根据传动装置的工作条件选用HL型弹性柱销联轴
P5.9?103?40.246N?m 名义转矩T?9.55?9.55?n1440- 7 -
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查表11-1 工作情况系数K?1.25~1.5,取K?1.5 计算转矩Tc?KT?1.5?40.246?60.369N?m 查表22-1 选TL6
公称转矩Tn?250N?m?Tc?59.688N?m 许用转速[n]?3300r/min?n1?1440r/min 轴孔直径dmin?30mm,dmax?38mm
取减速器高速轴外伸段轴径d=32mm,可选联轴器轴孔
d1?d电机?38mm,d2?32mm
联接电机的轴伸长E?80mm
联接减速器高速轴外伸段的轴伸长L?82mm
5.2 中间轴的设计计算
轴的材料为选择45#, 调质处理，传递功率P?5.386kW，转速n?208.696r/min 查表8-2 A0?118
d?A03P5.386?110?3?28.7mm n373.06由于轴上有一个键槽，则d?28.7?(3%~5%?1)?29.561~30.135
dmin?d 取dmin?40mm
5.3 低速轴的设计计算
轴的材料为选择40Cr, 调质处理，传递功率P?4.699kW，转速n?61.147r/min 查表8-2 A0?118
d?A03P5.386?118?3?45.08mm由于轴上有一个键槽，则n96.6d?45.08?(3%~5%?1)?46.4324~47.334
dmin?d 取dmin?50mm
因为是小批生产，故轴外伸段采用圆柱形
根据传动装置的工作条件选用HL型弹性柱销联轴
P5.386?103?532.033N?m 名义转矩T?9.55?9.55?n96.6- 8 -