《机械设计》课程设计说明书
P1?P0?1?7.5kW?0.99?7.425kWn1?n0?970r/minT1?9550P1?73N?mn1
§2.3.3 2轴（中间轴）：
P2?P1?2?3?7.425kW?0.96?0.98?6.99kWn2?n1970??227.2r/mini14.27
PT2?95502?294N?mn2§2.3.4 3轴（低速轴）：
P3?P2?2?3?6.99kW?0.96?0.98?6.57kWn3?n2?63.8r/mini2
PT3?95503?983N?mn3§2.3.5 4轴（卷筒轴）：
P4?P3?2?4?6.57kW?0.99?0.98?6.37kWn4?n3?63.8r/minPT4?95504?953.5N?mn4 运动和动力参数的计算结果加以汇总，列出表3如下： 项目 电动机高速轴 中间轴 低速轴 卷筒轴 轴 转速970 970 227.2 63.8 63.8 （r/min） 功率(kW) 7.5 7.425 6.99 6.57 6.5 转矩(N*m) 73 73 294 983 953.5 传动比 1 4.27 3.56 1 效率 0.99 0.94 0.94 0.98
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第三章 主要零部件的设计计算
§3.1 展开式二级圆柱齿轮减速器齿轮传动设计
§3.1.1 高速级齿轮传动设计
1． 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
1）按以上的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。
2）运输机为一般工作，速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）。 3) 材料选择。考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性，两级圆柱齿轮的大、小齿轮材料均用合金钢，热处理均为调质处理且大、小齿轮的齿面硬度分别为240HBS,280HBS，二者材料硬度差为40HBS。
4）选小齿轮的齿数z?20，大齿轮的齿数为z2?4.27?20?85.4，取z2?86。 2． 按齿面接触强度设计 由设计公式进行试算，即 d1t?2.323KT1u?1zE2.(). ?du[?H](1)确定公式内的各计算数值 1) 试选载荷系数Kt?1.3
2) 由以上计算得小齿轮的转矩T1?73N?m
3) 查表及其图选取齿宽系数?d?1，材料的弹性影响系数ZE?189.8MPa，按齿面硬度的小齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim1?600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim2?550MPa.。 4)计算应力循环次数
N1?60n1jLh?60?970?1?(2?8?300?10)?2.7936?10 N2?N1?2.7963?0.65?109 4.27912?5) 按接触疲劳寿命系数
?HN1?0.92 ?HN2?0.96
6) 计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1％，安全系数S=1
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?? 由 ????Nlim 得
S??H?1??HN1?lim1S?0.2?600?552MPa??H?2??HN2?limS
?0.96?550?528MPa（2） 计算：
1) 带入??H?中较小的值，求得小齿轮分度圆直径dt1的最小值为
4KT1u?1zE21.5?7.3?105.27189.82d1t?2.323.().?2.323??()?60.19
?du[?H]14.275282) 圆周速度： ???d1tn60?1000?3.14?60.19?970?3.055m/s
60?10003) 计算齿宽： b??d?d1t?1?60.19?60.19mm 4) 计算齿宽与齿高比：
模数: mt?d1t60.19??3.0095mm ?120 齿高: h?2.25mt?2.25?3.0095?6.77mm
b60.19??8.89 h6.775) 计算载荷系数：
∴
根据??3.055m/s ,7级精度，查得 动载系数 ?V?1.1
对于直齿轮 ?H???F??1
查得使用系数 ?A?1.25 用插值法查得7级精度小齿轮非
对称布置时，?H??1.401 由得?F??1.3
故载荷系数 ???A??V??H???H??1.25?1.1?1?1.422?1.955 6) 按实际载荷系数校正分度圆直径：
d1?d1t3b?8.89，?H??1.48 可查h?1.955?60.19?3?65.75mm ?t1.5d165.75??3.29mm ?1208
7） 计算模数： m?
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3．按齿根弯曲强度计算：
弯曲强度设计公式为 m?32KT1?YFaYSa?2??dz1???F???? ?(1)确定公式内的各计算数值
1) 查图得小齿轮的弯曲疲劳强度极限?FE1?500MPa;大齿轮的弯曲疲劳强度极限?FE2?380MPa;
2) 查图取弯曲疲劳寿命系数KFN1?0.85,KFN2?0.88; 3) 计算弯曲疲劳许用应力. 取弯曲疲劳安全系数S=1.4,得
??F?1?KFN1?FE1
S???F?2?KFN2?FN2S0.86?500?307.143MPa1.4
0.9?380??244.286MPa1.44) 计算载荷系数K.
K?KAKVKF?KF??1.25?1.1?1?1.3?1.7875 5) 查取齿形系数.
查表得 YFa1?2.80;YFa2?2.21. 6) 查取应力校正系数.
查表得 YSa1?1.55;YSa2?1.776 7) 计算大、小齿轮的
YFaYSa??F?并加以比较.
YFa1YSa1
??F?1?YFa2YSa2??F?2
2.21?1.776??0.016067244.2862.8?1.55?0.014383307.143大齿轮的数值大. (2)设计计算
42?1.7875?7.3?10 m?3mm?2.2mm
1?202 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要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径(即模数与齿数的成积)有关,
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可取弯曲强度算得的模数2.2，并接近圆整为标准值m?2.5,按接触强度算得的分度圆直径d1?65.75mm,算出小齿轮齿数
z1?d165.75??26， m2.5 大齿轮齿数 z2?4.27?26?112，取z2?112.
这样设计出的齿轮传动,即满足了齿面接触疲劳强度,又满足齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免浪费. 4. 几何尺寸计算 （1） 分度圆直径：
d1??1m?2.5?26?65mm（2）中心距：
a?
d2??2m?2.5?112?280mmd1?d265?280??172.5mm 22（3）齿轮宽度：
b??dd1?65mm
取 B2?65mm B1?70mm
§3.1.2 低速级齿轮传动设计
1． 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
1）按以上的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。
2）运输机为一般工作，速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）。 3) 材料选择。考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性，两级圆柱齿轮的大、小齿轮材料均用合金钢，热处理均为调质处理且大、小齿轮的齿面硬度分别为240HBS,280HBS，二者材料硬度差为40HBS。
4）选小齿轮的齿数z?24，大齿轮的齿数为z2?24?3.56?85.44，取
z2?86。
2． 按齿面接触强度设计 由设计公式进行试算，即 d1t?2.323KT1u?1zE2.(). ?du[?H]2) 确定公式内的各计算数值 1） 试选载荷系数Kt?1.5
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