内蒙古科技大学毕业设计说明书
Ⅲ轴：n3= n2/ i2=519.9/4=129.98r/min Ⅳ轴：n4= n3/ i31=129.98/3.23=40.24r/min Ⅴ轴：n5= n4/ i32=40.24/0.69=58.3r/min 各轴功率计算
Ⅰ轴：p1= p=90*0.992=88.2kw
Ⅱ轴：p2= p1*η锥*η承=88.2*0.98*0.99=85.6kw Ⅲ轴：p3= p2*η承*η直=85.6*0.97*0.99=82.2kw Ⅳ轴：p4= p3*η承*η直=82.2*0.97*0.99=78.9kw Ⅴ轴：p5= p4*η承*η直=78.9*0.97*0.99=75.8kw 3>各轴转矩计算
Ⅰ轴：T1= 9550* p1/ n1=9550*88.2/1440=584.9N2m Ⅱ轴：T2= 9550* p2/ n2=9550*85.6/519.9=1572.4N2m Ⅲ轴：T3= 9550* p3/ n3=9550*82.2/129.98=6039.5N2m Ⅳ轴：T4= 9550* p4/ n4=9550*78.9/40.24=18725N2m Ⅴ轴：T5= 9550* p5/ n5=9550*75.8/58.3=12416.6N2m 第一级锥齿轮传动计算
由于锥齿轮的大端齿顶圆直径过大，锥齿轮会与相邻的轴发生干涉，所以这一级的传动比不能过大，取传动比为2.77较适合。
齿数选择
查手册当i1=2.77时，z1=13 ，z2=36 材料的选择
大齿轮选用20CrMnMo，渗碳淬火，齿面强度56~62HRC 小齿轮选用20CrMnMo，渗碳淬火，齿面强度56~62HRC
2 ?Hlim?1300N/mm σFE=700N/mm2
初步设计
3按手册中锥齿轮接触强度设计公式，d1≥1951载荷系数K=1.2~2，取K=1.5 齿轮转矩T1=584.9 N2m
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KT1U?2HpZ236式中齿数比U=Z1=13=2.77
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2 ??1300N/mmHlim齿轮的接触强度极限安全系数sHlim?1
?Hlim1300齿轮的许用接触强度σHP=SHlim=1=1300N/mm2
d1?19513KT1U?HP2?19513齿轮分度圆直径
1.5*584.9?111.6522.77*1300mm
齿轮大端模数me=d1/z1=111.65/13=8.6 取me=9 几何尺寸的计算 齿形角?n?20? 齿顶高系数ha*=1 顶隙系数C*=0.25
13/36?19.86? 小齿轮分锥角?1?arctanZ1/Z2?arctan大齿轮分锥角?2?arctanZ2/Z1?arctan36/13?70.14? 小端分度圆直径d1= z1* me=13*9=117mm 大端分度圆直径d2= z2* me=36*9=324mm 外锥距Re=d1/2sin?1=117/2*sin19.86?=172.2mm 齿宽系数?R?0.3
齿宽b=?R*Re?0.3*172.2?51.7
中点模数m?me(1?0.5?R)?9*(1?0.5*0.3)?7.65 变位系数X1=0.39*（1-1/22）=0.1 X2=- X1=-0.1 Xi1=0.05 Xi2=- Xi1=-0.05 中点螺旋角?m?30?
中点分度圆直径dm1=m*z1=7.65*13=99.45mm dm2=m*z2=7.65*36=275.4mm 大端齿顶高hae?(1?x1)me?(1?0.1)*9?9.9mm
e?(1?0.25-0.1)*9?10.4mm大端齿根高hfe?(1?c*-x1)m
全齿高 h?(2?c*) me?(2?0.25)*9?20.3mm
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顶锥角
??1??1??f1?19.86??3.46??23.32?
??2??2??f2?70.14??3.46??73.6? 根锥角
?f1??1??f1?19.86??3.46??16.4?
?f2??2??f2?70.14??3.46??66.68?大端齿顶圆直径
da1=d1+2haecosδ1=117+2*9.9cos19.86°=135.6mm da2=d2+2haecosδ2=324+2*9.9cos70.14°=330.7mm 大端分度圆齿厚
(?2x1tan??xi1)?9*(?2*0.1tan20??0.05)?15.2mms?m2e2 1
?? s2??me?s1?9*3.14?15.2?13.06mm 大端分度圆齿高
s12cos?115.22cos19.86?ha1?hae1??9.9??10.36mm4d14*117 s22cos?213.062cos70.14?ha2?hae2??9.9??9.94mm4d24*324 当量齿数
zv1?zv2? 端面重合度
z113??14cos?1cos19.86?z236??106cos?2cos70.14?
1[zv1(tan?va1?tan?)?zv2(tan?va2?tan?)]2?zcos?14cos20??va1?arccosv1?arccos?34.7?*zv1?2ha14?2*1?va??va2?arccos?va?zv2cos?106cos20??arccos?22.7?zv2?2ha*106?2*11[14(tan34.7??tan20?)?106(tan22.7??tan20?)]?1.652?
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5>齿面接触疲劳强度的校核：
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?H?由机械手册的计算公式得：
Ft?FtKAKvKH?KH?u2?10.85bdmuZHZEZ?Z?ZK??HP
中点分度圆上的切向力
2000T12000*584.9??11763Ndm199.45
使用系数查表11-24-26得KA?1.85
Vm??dm1n160*1000动载系数由七级精度和中点节线速度查图11-14得KV?1.18 由表11-24-28取
??*99.45*144060*1000?7.5m/s
KH?e?1.25
有效工作齿宽be?0.85b 齿向载荷分布系数
KH??1.5H?e?1.5*1.25?1.875
端面载荷系数由表11-14-29得KH??1.1 节点区域系数ZH?2.5
ZE?189.8弹性系数
Z??4??va?0.8763
螺旋角系数
z??cos?m?cos30??1锥齿轮系数zK?0.8
?H?接触应力
FtKAKvKH?KH?u2?10.85bdmuZHZEZ?Z?ZK?1228.4N/mm2
?Hp?许用接触应力
?HlimSHlim*ZNTZLVRZXZw
2??1300N/mmHlim齿轮的接触疲劳极限
安全系数SHlim?1
寿命系数ZNT?1长期工作，取为无限寿命设计 润滑油膜影响系数ZLVR?0.95
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工作硬化系数ZW?1 尺寸系数ZX?1
?Hp?许用接触应力值
?HlimSHlim*ZNTZLVRZXZw?1235N/mm2??H 安全通过
?F?FtKAKVKF?KF?YFsY????FP6>齿根弯曲疲劳强度校核计算公式：
0.85bmn KA?1.85 KV?1.18 KF??KH??1.875 KF??KH??1.1复合齿形系数：YFS1?4.74 YFS2?4.52 重合度系数：Y???0.69
?FtKAKVKF?KF?F1?bmYFS1Y???441.1N/mm2n?FtKAKVKF?KF?F2?bmYFS2Y???420.9N/mm2齿根弯曲应力：n
??FlimFP?YXY?relTYRrelTYST许用弯曲应力：
SYNTFlim
?Flim1?450N/mm2齿根弯曲极限应力值：?Flim2?425N/mm2
寿命系数：YNT?1长期工作，取无限寿命设计 相对齿根圆角敏感系数：Y?relT?1 相对齿根表面状况系数：YRrelT?1 尺寸系数：YX?1 最小安全系数：SFlim?1.4 应力修正系数：YST?2
??Flim1FP1?SYNTYXY?relTYRrelTYST?642.9N/mm2Flim??Flim2FP2?许用弯曲应力值：
SYNTYXY?relTYRrelTYST?607.1N/mm2Flim
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Ft?11763N