机械设计课程设计说明书
1）该减速器为通用减速器，速度不高故选用7级精度（GB10095-88） 2)选择小齿轮材料为35SiMn钢调质，硬度为229～286HBS， 大齿轮为45钢（调质），硬度为229～286HBS，按齿面硬度中 间值，有图5-29b按碳钢查MQ线得 σFlim1=290Mpa Flim2 =220Mpa σ 同理由图5-32b查得 σHlim1=700Mpa σHlim2 =580Mpa σσσFp1 =446Mpa Fp2= 338Mpa Hp2n3）有式（5-29），（5-30）分别求得 σσσFp1=σFlim1 YSTYNYx/SFmin=446Mpa Fp2=σFlim2 YSTYNYx/SFmin=338Mpa Hp2=σHlim2 YSTZNZW/SHmin=580Mpa 由于为闭式齿面硬度中，主要失效形式为齿面疲劳点蚀，故应按接触疲劳强度进行设计，并校核其齿根的弯曲强度。 （2）按接触疲劳强度进行设计计算 由设计公式进行计算 即 d1≥1017{kT1Z?2=580Mpa /[σHp (1-0.5φR)]2φRu[σH]} 21/3 《机械设计基1)小齿轮的名义转矩 T1= TI=194N·m 2）选取载荷系数K=1.3~1.6 同小齿轮悬臂设置，取k=1.5 3)选取齿宽系数，取?R?0.3 4)选取重合度系数，取Z??0.88 5)初算小齿轮大端分度圆直径 d1?1017*3(0.88)(1?0.5*0.3)*5502*1.5*150.25础第四版》P82 0.3*3.5?109.1mm P92~P93 6)确定齿数和模数 选取z1
?28，则z2?i1*z1?2.66?28?74.5 6
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取z2=75 大端模数m=d1/z1?3.89mm，取m=4 7）计算主要尺寸 d1?mz1?4?28?112mmd2?mt2?4?75?300mm锥距R?1/2d1?d2?1/2112?300?160mmb??R*R?0.3?160mm?48mm2222 2 (3) 校核齿根弯曲疲劳强度 2360KT1 ?F?bmz1(1?0.5?2)R?YFs?Y???Fp 1)计算从重合度系数 Y??0.25?0.75 1z11z2?? T )?1.72? 因为重合度???1.88?3.2（ Y??0.25?0.751.72?0.69，所以 。 2)确定YFs/?Fp的大值 ?1?arctan1???arctan?z1z2?arctan28/75?20.47 0 ?2?90??1?69.53 ZV1?ZV2?Z1Z2cos?1cos?2?29.9 ?214 m?4 由图5-26查得YFs1?4.3,YFs2?4.0。则 YFs1?4.154464.0338?0.00928Mpa?1 ?Fp1YFs2 ?0.01183Mpa?1?Fp2 因为YFs1?z1?28mmz2?75mm P70表5?1?Fp1?Fp2?YFs2，所以选择大齿轮进行校核 7
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3)校核大齿轮的齿根弯曲疲劳强度 d1?112mmd2?300mmR?160mmb?48mm ?F2?2360?1.5?19448?4?28?（1?0.5?0.3）22?4.0?0.69 ?112Mpa??FP2?338Mpa 故齿根弯曲疲劳强度足够，所选参数合适。 Y??0.69ZV1?29.9 2.圆柱直齿轮的设计计算 已知：输入功率P2?14.3kW，小齿轮转速为274.4r/min，ZV2?214齿数比为u=4，电动机驱动，工作寿命为10年（每年工作300天）单班制，带式输送机，时有轻微震动，单项运转。 (1)选择齿轮材料，确定许用应力 根据题设条件看，大小齿轮均采用20CrMnTi钢渗碳淬火，硬度56~62HRC。 由图5-29c查得弯曲疲劳强度极限应力?Flim?450Mpa 由图5-32c查得接触疲劳强度极限应力?Hlim?1500Mpa (2)按轮齿弯曲疲劳强度计算齿轮的模数m m?12.63KT1?YFS?Y? ?d?Z1??FP2 1)确定弯曲应力?FP ?FP??Flim?YSTSFlim?YN?YX ?F2?112??FP2 8 采用国标时，YST?2.0,SFmin?1.5,YX?1. 因为齿轮的循环次数 N?60nat?60?274.4?1?(10?300?8)?4.0?10 所以取YN?1；则?FP1?2)小齿轮的名义转矩T1 ?Flim?YSTSFlim?YN?YX=600Mpa T1?T??497.7N?m 8
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3)选取载荷系数K=1.6 4）初步选定齿轮的参数 Z1?20，Z2?i?Z1?3.99?20?79.8，取Z2?80 ?Flim?450Mpa ?d?0.5,u?Z2Z1?45)确定复合齿形系数YFS,因大小齿轮选用同一材料及热处理，则?FP相同，故按小齿轮的复合齿形系数带入即可 由《机械设计基础》第四版P88，图5-26可查得：YFS1?4.25 ?Hlim?1500Mpa6）确定重合度系数Y? 因为重合度???1.88?3.2（0.751Z1?1Z2）?1.7 所以Y??0.25????0.69 将上述各参数代入m式中得 m?12.63KT1?YFS?Y?2 ?d?Z1??FP 2?12.631.5?497.7?4.06?0.68?3.30.5?20?563 ?FP1=563Mpa 按表5-1，取标准模数m?4mm。则中心距 a?12m(Z1?Z2)?200mm 7）计算传动的几何尺寸： d1?mZ1?4?20?80mmd2?mZ2?4?80?320mm T1?497.7N?m 齿宽： b2??d?d1?40mm b1?b2?(5~10)?48mm m=4 （3）校核齿面的接触强度 9
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?H?112ZEZ?KT（u?1)1bd1u2??HP Z1?20，Z2?80?d?0.5,u?4 1) 重合度系数Z??0.85 2) 钢制齿轮ZE?189.8Mpa 把上面各值代入式中可算得： ?H?1125.2Mpa ?HP??HlimSHlim?ZN?ZW?15001.2?1?1?1250Mpa YFS1?4.25 ?H??HP符合要求 （4）校核齿根弯曲强度 ?F1??F2?2000T1KbmZ12000T1KbmZ122YFS1Y??351.97YFS1Y?343.4 ?FlimYSTYNSFmin?600MPaY??0.68 许用弯曲应力：?F1??F2? a=200mm d1?80mmd2?320mmR?160mmb1?48mmb2?48mm?F1??FP1,?F2??FP1故，轴强度满足要求。 五、轴的设计计算 输入轴的设计计算 1．已知：P1 =14.98kw, n1 =730r/min,T1 =196 N·m 2．选择材料并按扭矩初算轴径 选用45#调质，硬度217~255HBS，?b =650Mp 根据课本P235（10-2）式，并查表10-2，取c=115 dmin=115错误！未找到引用源。mm=31.38mm 考虑到最小直径处要连接联轴器要有键槽，将直径增大5%，则10