机械设计课程设计二级直齿圆柱齿轮减速器说明书

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m的大小主要取决于弯曲强度决定的承载能力，而齿 面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关， 可取由弯曲强度算的得模数1.44mm，并就近圆整为标准模数1.5，按接触强度算 得的分度圆直径d1=50.40mm， d150.40算出小齿轮齿数z1=m=1.5=33.6≈34 Z1=34 Z2=118 大齿轮齿数z2=3.45×34=117.3，取z2=118 这样设计出来的齿轮传动，即满足了齿面的接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。 3)几何尺寸计算 （1） 计算分度圆直径d1=z1m=34×1.5mm=51mm d2=z2m=118×1.5mm=177mm （2） 计算中心距a=d1+d22d1?51mmd2?177mm=51+1772mm=114mm a?114mm （3） 计算齿轮宽度b=?dd1=1×51mm=51mm 取B2=51mm，B1=56mm。 B1?56mm B2?51mm 第四章低速级齿轮传动设计 已知条件为输入功率P2=3.2kW，小齿轮转速n2=278.3r/min，传动比i２=2.65由电动机驱动，工作寿命10年，一班制，载荷平稳，连续单向运转。 1、 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 1）传动方案为直齿圆柱齿轮传动。 2）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）. 3）材料选择。由教材《机械设计》第八版，表10-1选择小齿轮材料为40Gr（调质），硬度为280HBS；大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。 计算及说明 结果 4）选小齿轮齿数z３=24，z４=2.65×24=63.6，取z2=64。 §4-1按齿面强度设计 设计公式为：d2t≥2.32√1)确定公式的各计算数值 1）试选载荷系数：Kt=1.3 2）计算小齿轮传递的转矩：T2=95.5×105P2n23KTII??d·u±1u（[ZEσH]） 2 =95.5×105×3.2278.3 N·mm T2?1.098?10Nm 5 =1.098×105 N·mm 2）由表10-7选取齿宽系数?d=1。 3）由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa。 4）由图10-21d按齿面硬度差得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim3=600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限σHlim4=550MPa。 5）计算齿轮应力循环次数： N3=60n2jLh=60×278.3×1×（1×8×365×10）=4.876×108 N4=N1i212=4.876×1082.65=1.84×108 7）由图10-19取接触疲劳强度寿命系数KHN3=0.91；KHN4=0.921 8）计算接触疲劳需用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-12）得：[σH]3=[σH]4=KHN3σlim3SKHN4σlim4S=0.91×600MPa=546MPa =0.921×550MPa=506.55MPa 2)计算 1) 试算小齿轮分度圆直径d2t，代入[σH]中较小的值。 计算及说明 结果 d2t≥2.32√3KtT2?d·u±1u([σE]) HZ2=2.32√ 31.3×1.098×1051·3.652.65506.55(189.82 mm≈70.11mm )d2t?70.11mm 2)计算圆周速度v。 v=πd2tn260×1000=3.14×70.11×278.360×1000m/s=1.02m/s 3)计算齿宽b。 b=?dd2t=1×70.11mm=70.11mm 4)计算齿宽与齿高之比模数mt=d2tz3bhv?1.02m s 。 =70.1124mm=2.92mm 齿高h=2.25mt=2.25×2.92mm=6.57mm b70.11h6.57mt?2.92mm ==10.671 H=6.57mm 5)计算载荷系数。 根据v=1.02m/s，7级精度，由图10-8查得动载系数KV=1.1； 直齿轮，KHα=KFα=1； 由表10-2查得使用系数KA=1； 由表10-4用插值法的7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，KHβ=1.420。 由bh=10.671，KHβ=1.420查图10-13得KFβ=1.38； K?1.562 故载荷系数K=KAKVKHαKHβ=1×1.1×1×1.420=1.562 6）按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径，由式（10-10a）得 d2=d2t√=70.11×√Kt3K31.5621.3mm≈74.4mm mm=3.1mm d2?74.4mm 7)计算模数m。m=d2z3=74.424m?3.1mm 计算及说明 结果 §4-2 按齿根弯曲强度设计 由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为m≥1）确定公式的各计算数值 1）由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE3=500 MPa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE4=380 MPa； 2）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN3=0.87，KFN4=0.89； 3）计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10-12）得 [σF ]3=[σF ]4=KFN3σFE3SS1.40.89×3801.4√?32KT2Y FaY S a) []zσF d32(=0.87×500MPa=310.70MPa KFN4σFE4=MPa=241.57MPa 4）计算载荷系数K= K=KAKVKFαKFβ=1×1.1×1×1.38=1.518 5） 查取齿形系数。由表10-5查得Y Fa3=2.65，Y Fa4=2.256。 6） 查取应力校正系数。由表10-5查得Y Sa3=1.58，Y Sa4=1.738。 Y FaY S a7） 计算大、小齿轮的并加以比较。 [σF ]Y Fa3Y Sa32.65×1.58==0.0135 [σF ]3310.70Y Fa4Y Sa42.256×1.738==0.0162 [σF ]4241.57K?1.518 因此，大齿轮的数值大。 2)设计计算 m≥√32×1.518×1.098×1051×242×0.0162mm=2.11mm 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m的大小主要取决于弯曲强度决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算的得模数3mm，按接触强度算得的分度圆直径d2=70.11mm 计算及说明 结果