沈阳理工大学应用技术学院 机械设计课程设计说明书
P1=1.96KW； T1=55.36Ngm； n1=338.1r/min； n2=120.75r/min； i2=2.8；
寿命t=19200h； 1、选择齿轮材料及精度等级
根据教材表11.8选择齿轮的材料为小齿轮选用45钢调质，硬度为220~250HBS，大齿轮选用45钢正火，硬度为170~210HBS。
因为是普通减速器，由教材表11.20选8级精度，要求齿面粗糙度Ra≤3.2~6.3μm。
2、确定设计准则
由于该减速器为闭式齿轮传动，且两齿轮均为齿面硬度HBS小于等于350的软齿面，齿面点蚀为主要的失效形式。应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度。 3、 按齿面接触疲劳强度设计
因两齿轮均为钢质齿轮，可应用下式求出d1值：
d1?3 确定有关参数与系数：
（1）转矩T1
KT1?u?1??3.17ZE??du????H???? ?2T1?9.55?106Pn1?9.55?1061.96338.1?55362.32N?mm
（2）载荷系数K
查教材表11.10取1.1。
（3）齿数z1，螺旋角β和齿宽系数Ψd
小齿轮的齿数z1取为30，则大齿轮齿数z2=i1z1=2.8×30=84 实际齿数比为u?'z2z1?8430?2.8
齿数比的误差为
u?u'u?2.8?2.82.8?0??5%。
初选螺旋角β=15°。
因为双击斜齿圆柱齿轮为不对称布置，而齿轮表面又为软齿面，由教材表11.19选取ψd=0.5。 （4）弹性系数ZE
由教材表11.11查得ZE=189.8。
（5）许用接触应力[?H]由教材图11.25查得
?Hlim1?560MPa； ?Hlim2?530MPa；
由教材表11.9查得SH=1。
N1?60njLh?60?338.1?1?19200?3.89?108
N2?N1/i?3.89?108/2.8?1.39?108
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查教材图11.28得zN1=1.09，zN2=1.10 由式可得：
[?H]1?zn1?Hlim1SH?1.09?5601?MPa?610.4MPa；
[?H]2? 故：
zn2?Hlim2SH2?1.10?5301?MPa?583MPa；
d1?3KT1?u?1??3.17ZE??du????H?mn??1.1?55263.32??2.8?1??3.17?189.8?3?????54.36mm ?0.5?2.8610.4????54.36?cos15?30mm?1.75mm
2d1?cos?z1 由教材表11.3取标准模数mn=2mm。
（6）确定中心距a和螺旋角β
a?mn(z1?z2)2cos??2?（30?84）?118.02mm
2?cos15? 圆整后取中心距为a=118mm； 圆整中心距后确定得螺旋角β为
??arccosmn(z1?z2)2a?arccos2?(30?84)2?118?14.96?
此值与初选螺旋角β得值相差不大，所以不必重新计算。 4、 主要尺寸计算
d1?mnz1cos?mnz2cos??2?30cos14.96?2?84cos14.96?mm?62.10mm
d2??mm?173.89mm
b??dd1?0.5?62.10mm?31.05mm
取b2=32mm，b1=37mm。 5、 按齿根弯曲疲劳强度校核
由式得出，如?F???F?，则校核合格。 确定有关系数与参数： （1）当量齿数
zv1?z1cos?3?30cos14.963??33.27?33
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zv2?z2cos?3?84cos14.963??93.14?93
（2）齿形系数YF 查教材表11.12得，YF1?2.50，YF2?2.20。 （3）应力修正系数YS 查书表11。13得，YS1?1.64，YS2?1.79。 （4）许用弯曲应力??F?
由教材图11.26查得?Flim1?210MPa.?Flim2?190MPa； 由教材表11.9查得SF?1.3； 由教材图11.27查得YN1?YN2?1； 由式可得： ??F?1?YN1??Flim1?FYN2??Flim2?1?2101.31?1901.3MPa?162MPa；
???f2??F?MPa?146MPa；
故：
?F1?1.6KT1cos?bmz2n1YFYS?YF2YS2YF1YS11.6?1.1?55362.32?cos14.96?32?2?30?100.5?2.20?1.792.50?1.642?2.50?1.64MPa?100.5MPa???F?1?F2??F1MPa?96.52MPa???F?2；
齿根弯曲强度校核合格。 6、 验算齿轮度圆周速度
v??d1n160?1000???62.10?338.160?1000m/s?1.10m/s
由教材表11.21可知选8级精度式合适的。 7、 几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图
以大齿轮为里，齿轮的齿顶圆直径为：
da2?d2?2ha?(173.89?2?1?2)mm?177.89mm
由da2≤200mm,所以采用实体式结构。
所以计算得齿轮参数如下表所示： m z d 高速级 低速级
a 101 118 8
b 20 25 32 37 ? 15° *ha c 0.25 *? 大 小 大 小 163.16 38.85 173.89 62.10 1.5 2 105 25 84 30 1 20 沈阳理工大学应用技术学院 机械设计课程设计说明书
二、联轴器选择
高速级：T=14.21Ngm，电机轴直径：D=24mm，所以，选择YL4（钢制）； 低速级：T=143.94Ngm，所以，选择YL9（钢制）； 三、轴的设计
（一）、高速级
1、轴的强度设计
.选择轴的材料，确定许用应力
由已知条件可知，故选用45钢并经调质处理。由表16.1查得强度极限???1b??60MPa 2.按电机轴直径估算轴径（最小直径）
电机轴径
0.009Dm?24??0.004
考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故需将轴直径加大3%~5%，由设计手册
取标准直径d1?24mm
3.设计轴的结构
确定各轴段的长度如下图所示：
4.按弯矩合成强度校核轴径
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1）画出轴的受力图
Ft1?2T1d1?2?14.238.85?10?3?731Ntan20??275.6N
Fr1?Ft1tan?cos??731?cos15.13?Fa1?Ft1tan??731?tan15.13??197.6N2)作水平面内的弯矩图，支点反力为
FHA?Ft1?3988Ft1?4988?731?3988731?4988?323.97N
FHB?Ⅰ-Ⅰ截面处的弯矩为
??407.03N
MHI?FHA?OA?323.97?49?15874.5N?mm
Ⅱ—Ⅱ截面处的弯矩为
MHII?FHB?BD?407.03?26.5?10786.3N?mm
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