湖北工业大学商贸学院毕业论文————机电一体化专科三班
???H1?ZN1?Hlim1/SH?1*580/1?580Mpa ???H2?ZN2?Hlim2/SH?1.05*390/1?409.5Mpa取???H?409.5Mpa 初算小齿轮的分度圆直径d1t,有 4kT1(ZEZH/???H)2d1t?0.85?R?(1?0.5?R)234?1.3?50670?(189.8?2.5/409.5)2?3mm?69.78mm 0.85?0.3?2.95?(1?0.5?0.3)2 3.确定传动尺寸 （1）计算载荷系数 由表8-1查得使用系数KA=1.0，齿宽中点分度圆直径为 d1t≥69.78mm dm1t=d1t(1-0.5?R)=69.78*(1-0.5*0.3)mm=59.313mm 故vm1=πdm1tn1/60*1000=π*59.313*720/60*1000m/s=2.23m/s 由图8-6降低1级精度，按9级精度查得动载荷系Kv=1.19， 由图8-7查得齿向载荷分配系数K?=1.13，则载荷系数 K=KAKvK?=1.0*1.19*1.13=1.34 (2）对d1t进行修正 因K与Kt有较大的差异，故需对Kt计算 出的d1t进行修正 ，即 d1=70.485mm 1.34K d1=d1t3≥69.78?3=70.485mm 1.3Kt （3）确定齿数 选齿数Z1=23，Z2=uZ1=2.95*23=67.85，取Z2=68， Z1=23 68?u2.96?2.95 Z2=57 ?2.96，??0.3%，在允许范围内 则u?? 23u2.95m=3.5mm d170.485（4）大端模数m m???3.06mm，查表8-23， Z123 取标准模数m=3.5mm （5）大端分度圆直径为 d1=80.5mm d1=mZ1=3.5*23mm=80.5mm>70.485 d2=238mm d2=mZ2=3.5*68mm=238mm (6)锥齿距为 d80.5 22.962?1mm?70.374mm R=1u?1?R=70.374mm 22 （7）齿宽为 b=?RR=0.3*70.374mm=21.112mm 取b=25mm b=25mm 机械设计课程设计计算说明书——圆锥—圆柱齿轮减速器第 6 页 共 40 页
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4.校核齿根弯曲疲劳强度 齿根弯曲疲劳强度条件为 KFt ?F?YFYS≤???F 0.85bm(1?0.5?R) （1）K、b、m和?R同前 （2）圆周力为 2T12?50670Ft=?N?1481.0N d1(1?0.5?R)80.5?(1?0.5?0.3) （3）齿形系数YF和应力修正系数YS u2.96cos?1???0.9474 22u?12.96?1 11 cos?2???0.320122u?12.96?1 即当量齿数为 Z123Zv1???24.3 cos?10.9474 Z268 Zv2???212.4cos?20.3201 由图8-8查得YF1=2.65,YF2=2.13，由图8-9查得YS1=1.58， YS2=1.88 （4）许用弯曲应力 YN?Flim ???F? SF 由图8-4查得弯曲疲劳极限应力为 ?Flim1?215Mpa,?Flim2?170Mpa 由图8-11查得寿命系数YN1=YN2=1,由表8-20查得安全系数 SF=1.25， 机械设计课程设计计算说明书——圆锥—圆柱齿轮减速器第 7 页 共 40 页
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???F1?YN1?Flim1SFSF1?215??172Mpa1.25?1?170?136Mpa1.25???F2?YN2?Flim2???F1? ?KFtYF1YS10.85bm(1?0.5?R) 1.34?1481.0?2.65?1.580.85?25?3.5?(1?0.5?0.3)?92.01Mpa?[?]F1YF1YS1???F2??F1YF2YS22.13?1.88Mpa2.65?1.58?87.99Mpa????F2?92.01? 满足齿根弯曲强度 5.计算锥齿轮传动其他几何尺寸 ha=m=3.5mm hf=1.2m=1.2*3.5mm=4.2mm C=0.2m=0.2*3.5mm=0.7m?1?arccos?2?arccosuu?11u2?12?arccos?arccos2.962.96?112.962?12?18.667? ha=3.5mm hf=4.2mm C=0.7m ?1?18.667? ?71.333??2?71.333?da1=87.132mm da2=240.241mm df1=72.542mm df2=235.311mm da1=d1+2mcos?1=80.5+2*3.5*0.9474mm=87.132mm da2=d2+2mcos?2=238+2*3.5*0.3201mm=240.241mm df1=d1-2.4mcos?1=80.5-2.4*3.5*0.9474mm=72.542mm df2=d2-2.4mcos?2=238-2.4*3.5*0.3201mm=235.311mm
二、低速级斜齿圆柱齿轮的设计计算 斜齿圆柱齿轮的设计计算见表5 计算项目 1.选择材料、热处理方式和公差等
计算及说明 大、小锥齿轮均选用45钢，小齿轮调质处理，大齿轮正火处理，由表8-17得齿面硬度HBW1=217～255，HBW2=162～217.平均硬度HBW1=236，HBW2=190.HBW1-HBW2=46.在30～50HBW之间。选用8级精度。 计算结果 45钢 小齿轮调质处理 大齿轮正火处理 8级精度 机械设计课程设计计算说明书——圆锥—圆柱齿轮减速器第 8 页 共 40 页
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2.初步计算传动的主要尺寸 因为是软齿面闭式传动，故按齿面接触疲劳强度进行设计。其设计公式为 d3?32kT2u?1ZEZHZ?Z?2() ???H?Ru1) 小齿轮传递转矩为T2=146040Ｎ·ｍｍ 2) 因v值未知，Kv值不能确定，可初步选载荷系数Kt=1.4 3) 由表8-19，查得弹性系数ZE=189.8Mpa 4) 初选螺旋角??12?，由图9-2查得节点区域系数ZH=2.46 5) 齿数比?=i=4.21 6) 查表8-18，取齿宽系数?R=1.1 7) 初选Z3=23，则Z4=uZ3=4.21*23=96.83，取Z4=97 则端面重合度为 ????1.88?3.2(?)?cos? Z3Z4??11??)?cos12? 2397??11? =?1.88?3.2( =1.67 轴向重合度为 ?????0.318?dZ3tan??0.318?1.1?23?tan12??1.71 由图8-13查得重合度系数Z??0.775 8） 由图11-2查得螺旋角系数Z?=0.99 9） 许用接触应力可用下式计算 ???H?ZN?Hlim/SH 由图8-4e、a查得接触疲劳极限应力为?Hlim1?580pa,?Hlim2?390pa 小齿轮与大齿轮的应力循环次数分别为 8 N3=60n2aLh=60*244.07*1*2*8*250*10=5.86*1088N4=N3/i2=5.86*10/4.21=1.39*10 由图8-5查得寿命系数ZN3=1.05，ZN4=1.13；由表8-20取安全系数SH=1.0，则有 Z3=23 Z4=97 机械设计课程设计计算说明书——圆锥—圆柱齿轮减速器第 9 页 共 40 页
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???H3?ZH?Hlim3/SH?1.05*580/1?609Mpa ???H4?ZH4?Hlim4/SH?1.13*390/1?440.7Mpa3取???H?440.7Mpa 初算小齿轮的分度圆直径d3t，得 2kT2u?1ZEZHZ?Z?2d3t?() ???H?Ru3 d3t≥66.59mm 2?1.4?14240?4.21?1?(189.8?2.46?0.775?0.99)2=3 21.1?4.21?(440.7)=66.59mm
（1）计算载荷系数 由表8-21查得使用系数KA=1.0 ?d3tn2??66.59?244.07 ?m/s=0.85m/s，由图因v? 60?100060?10008-6查得动载荷系数Kv=1.08，由图8-7查得齿向载荷分配系数 K?=1.11，由表8-22查得齿向载荷分配系数K?=1.2，则载荷系 数为 K=1.44 K=KAKvK?K?=1.0*1.08*1.11*1.2=1.44 （2）对d3t进行修正 因K与Kt有较大的差异，故需对Kt计算 出的d3t进行修正，即 K1.44 d3?d3t3=67.22mm ?66.59?3 Kt1.4 (3) 确定模数mn d3cos?67.22?cos12? mn=?mm?2.86mm Z323 按表8-23，取mn=3mm mn=3mm （4）计算传动尺寸 中心距为 mn(z3?z4)3?(23?97)?mm=184.03mm a?a=184mm 2cos?2?cos12? 取整，a?184mm 螺旋角为 机械设计课程设计计算说明书——圆锥—圆柱齿轮减速器第 10 页 共 40 页