圓柱齒輪設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)人：鄭蹬蹬班級:2013機(jī)械電子工程（2）班學(xué)號：指導(dǎo)老師：完成日期：2015年11月17日—2015年11月30日18目錄TOC\o"1-5"\h\z電動(dòng)機(jī)類型的選擇2原始數(shù)據(jù)：2減速器輸出軸的功率2傳動(dòng)比的分配2圓柱齒輪的設(shè)計(jì)：2選定齒輪的類型、精度等級、材料及齒數(shù)2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)3按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)5幾何尺寸的計(jì)算8圓整中心距后的強(qiáng)度校核8主要設(shè)計(jì)結(jié)論12結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)12參考文獻(xiàn)151.電動(dòng)機(jī)類型的選擇1.1原始數(shù)據(jù)：T*nP=一

T*nP=一

w9550kw=228x1049550=2.483kw參數(shù)：減速器的輸出軸轉(zhuǎn)矩T/（N.m）228減速器的輸出軸轉(zhuǎn)速n（r/min）1041.2減速器輸出軸的功率（i）根據(jù)圓柱齒輪的傳動(dòng)效率：取n1=0.97.根據(jù)V帶的傳動(dòng)效率：取n2=0.95.(2)(2)(3)Pj=—勺—kw=八八：48：=2.695kwd**”20.97x0.95根據(jù)圓柱齒輪的及V帶的傳動(dòng)比要求：選擇電動(dòng)機(jī)型號：丫132S-6電動(dòng)機(jī)的參數(shù)如下：電機(jī)型號滿載轉(zhuǎn)速（r/min）額定功率&亞）Y132S-696031.3傳動(dòng)比的分配（1）總傳動(dòng)比：i=n^=960=9.23nw104（2）根據(jù)圓柱齒輪的及V帶的傳動(dòng)比的要求：，=3.1J=3.圓柱齒輪的設(shè)計(jì)：選定齒輪的類型、精度等級、材料及齒數(shù)根據(jù)題目的要求，選擇斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，壓力角取為20°帶式輸送機(jī)為一般工作機(jī)器，參考表10-6，選用7級精度。（3）材料選擇。由表10-1,選擇小齒輪的材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度280HBS，大齒輪的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度240HBS。

（4）選小齒輪的齒數(shù)z1=26,大齒輪的齒數(shù)Z2=〃*Z1=3.1X26=80.6，取Z2=81.（5）初選螺旋角廿=14。.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）由式（10-24）試算小齒輪分度圓直徑，即32降71，+171）確定公式中的參數(shù)值。0dda)b)c)試選載荷系數(shù)K“t=1.3由圖10-20查取區(qū)域系數(shù)Z”=2.43371）確定公式中的參數(shù)值。0dda)b)c)試選載荷系數(shù)K“t=1.3由圖10-20查取區(qū)域系數(shù)Z”=2.433由式（10-21）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)"。aat1a=arctantan0n=arctantan20=20.562°tcos6cos14=arccos[z1cosat/z+2九ancos6]=arccos[26Xcos20.562°/26+2X1Xcos14°]=29.394°a「

at2=arccos[z2cosat/夕+2hajosf]=arccos[81Xcos20.562°/81+2X1Xcos14°]=23.881°[z1ta九01tl—tanat+z2ta九01t2—ta九耳]

而=[26Xtan29.394°-tan20.562°+81Xta九23.881°-ta九20.562°/2兀=1.6510dzim九6=1X26Xtan14°/^=2.063"%f+1-4-1.6513*A3a、2.0631-2.063+由=°.646d）由式（10-23）可得螺旋角系數(shù)Z6Z6=cosp=0.985e)計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩e)計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩小齒輪的功率：P=PdF2=2E95X0.95=2.560kw2.560「八2.560「八Mmm320T=9.55X106x—=9.55X106X=7.64X104N.mmf)由表10-5查得材料的彈性影響系數(shù)Z.=189.8MPG/2Cf)g)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力［%］由圖10-25d查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限。研向=600MP。，mmi小=550”尸。由式（10-15g)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力［%］由圖10-25d查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限。研向=600MP。，mmi小=550”尸。由式（10-15）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù):M1=60n1jLn=60X320X1X(5X250X6)=3.84X10A8M=工=3.84X譬=1.233X10A82u26由圖10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù)（槨=0.95取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式（10-14）得:“^產(chǎn)田協(xié)=0.95X600MPa=570MPas1^^2%所2=1.14X550MPa=627MPa?。?L和［%］2中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即［叫=［叫1=570MPa2）試計(jì)算小齒輪的分度圓直徑2c+1/名Z/2(［FT)

LHJ2X1,3X7,6X104［(26)+1］2,433X189.8X0.646X0,9852BT26570=41.160mm（2）調(diào)整小齒輪的分度圓直徑1）計(jì)算實(shí)際載荷系前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備a）圓周速度：_nditn_^x41,160x320_V=60x1000=60x1000=0,69m/Sb）齒寬bb=0ddit=1x41.160=41.160mm2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)K”a）由表10-2查得使用系數(shù)勺=1b）根據(jù)V=0.69m/s，7級精度，由圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)（二1.03c）齒輪的圓周力^門二六=2x7.64x41*=3.712x103N."口=1x3,712x103=90,18與<100N/mm，由表10-3查得b41.160mm齒間載荷分配系數(shù)（a=1.4d）由表10-4用插值法查得7級精度，小齒輪相對支撐非對稱布置時(shí)，氏郎=1.417則載荷系數(shù)為(=獷43廠1xL03xL4x1417=2,0433）由式（10-12），可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑d=d3=41.160x312.043mm=47,854mm1t勺%\1,3及相應(yīng)的齒輪模數(shù)：m==47.854xcos14°/26=1.786mmnz1按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）由式（10-20）試算齒輪模數(shù)，即3/2降714好。5人204占mnt之J—^2—'（西f）1）確定公式中的各參數(shù)值a）試選載荷系數(shù)/t=1.3b）由式（10-18），可得計(jì)算彎曲強(qiáng)度的重合度系數(shù)｝；

Pb=arctanCtan^cosa^=arctan(tan14°cos20.562°)=13.140°￡av1.651(cos6b)2(cos13.140)2=1.7410.75r=0.25+——￡av=0.25+，二5=0.6811.741c）由式（10-19），可得計(jì)算彎曲強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)4￡B120°￡B120°由當(dāng)量齒數(shù)％1=區(qū)=舟=28.4642叼=81=88.67.查圖10-17,得出齒形系數(shù)cos3Bcos314°%=2.57，%=2.2L由圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù)4al=1.62,4a2=1.79,由圖10-24c查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為％而2=500Mpa，%辦2=380Mpa，由圖10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.87,KFn20.91取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4,由式（10-14）得:KfN1%M2.0.87x500s“FN2%im2_1.4MPa=KfN1%M2.0.87x500s“FN2%im2_1.4MPa=310.74MPa0.91x380s1.4*a1rsa1=2.：7x162=0.0134［叫310.74rr2.21x1.79Fa2sa2MPa=247MPa[磯因?yàn)榇簖X輪的％▲大于小齒輪,

匕F12247所以取^Fa^sa=0.0160^Fa24a2=0.01602）試算齒輪模數(shù)2KpTYYpcos23。/2a1-0.01602x1,3x7.64x104x0.681x0,759xcos214°-0.01601x262=1.318mm（2）調(diào)整齒輪模數(shù)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備a)圓周速度a)圓周速度va=—^=1.318x°=35.317mm1cos夕cos14兀a1兀a1n60x1000-——=0.59m/s60x1000b）齒寬b匕=°aa1=x4.327x103=122,52上>100N/mm.查得表10-335.317mmx4.327x103=122,52上>100N/mm.查得表10-335.317mm得齒間載荷分配系數(shù)K^=1.2c）由表10-4用插值法查得K郎=1.416，結(jié)合b/h=11,91查得10-13，得K^=1.40則載荷系數(shù)為：Kf=依匹匹a=1x1,02x1,2x1.40=1,7143）由式（10-13），可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)2h*n+c*mnt=2x1+0.25x1.318=2.966mm35.3172.966=11.9135.3172.966=11.91計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)Kfa）根據(jù)V=0.59m/s,7級精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K”=1.02b）由F=2TL=2x7,64x104=4.327x103MK“i=f1a135.317b

Jk~3[1.714mm=1.445mmmm=1.445mmnK11.30、FtN對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，從滿足彎曲強(qiáng)度出發(fā)，從標(biāo)準(zhǔn)中就近取mn=2mm，為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑4=47.854mm來計(jì)算小齒輪的齒數(shù)，即21=叫c°s/?=47.854xc0s14。=23.22,取z1=25,則z2=mn225x3.1=77.5，取z2=78,z1與z2互為質(zhì)數(shù)。3.2幾何尺寸的計(jì)算（1（1）計(jì)算中心距=106.153mma=（4z2）mn=（25=106.153mm22cos02xcos14?？紤]到模數(shù)從1.445增大到2mm，為此將中心距圓整為106mm按圓整后的中心距修正螺旋角B=arccos（z1?）mn=grccos（25+78）x2=13.664°產(chǎn)2a2x106計(jì)算小、大齒輪的分度圓直徑d=任4=個(gè)義之廣51.46mm1cos0cos13.664°d=f^=78xj=160.54mm1cos0cos13.664°計(jì)算齒輪寬度b=0ddi=1x51.46=51.46mm考慮不可避免的安裝誤差，為了保證設(shè)計(jì)齒寬b和節(jié)省材料，一般將小齒輪齒寬略加寬（5-10）mm，即匕1=匕+（5—10）mm=57mm取/=52mm3.3圓整中心距后的強(qiáng)度校核齒輪副的中心距在圓整之后，K，zcKFy￡5等均產(chǎn)生變化，應(yīng)重新校核齒輪強(qiáng)度，以明確齒輪的工作能力。（1）齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核

1）計(jì)算實(shí)際載荷系前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備a）圓周速度：_ndn—兀x51.46X320_V=60x1000=60x1000=086Msb）齒寬bb=0ddi=1x52=52mm2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)K”a）由表10-2查得使用系數(shù)勺=1b）根據(jù)V=0.86m/s，7級精度，由圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)（二1.03c）齒輪的圓周力尸門二會=？*，64*氏=2.969x103N."口=1x2.969x103=57.10與<100^/mm，由表10-3查得b41.160mm齒間載荷分配系數(shù)（a=1.4d）由表10-4用插值法查得7級精度，小齒輪相對支撐非對稱布置時(shí)，氏郎=1.417則載荷系數(shù)為（=依及樂廣1xL03x1-4x1-417=2.0433）計(jì)算小齒輪的赫茲應(yīng)力，即2K/1

W34）確定公式中的參數(shù)值。a)載荷系數(shù)K”=a)載荷系數(shù)K”=2.043b)由圖10-20查取區(qū)域系數(shù)Z”=2,743c)由式(10-21)計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)%。c)a=arctantan*=arctan弋力。=20.5350tcos6cos13.6640a^t1=arccos[z1cosa/z+2h*ncos6]=arccos[25xcos20.5350/25+2x1xcos13.6640]=29,6670

at2=arccos[z2at2=arccos[z2cosat/(z2+2h*ncos^)]=arccos[78xcos20.535°/(78+2X1Xcos13.664°)]=23,979°[zi(tanaat1—tana')+zjta幾%t2—tana')]=[25x(tan29.667°—tan20.535°)0dzim0dzim邛一

兀x25xtan13.667°/兀=1.9354—1,6481.935

b/h51.46b/h51.46=11.442）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)Kfd）根據(jù)V=0.86m/s,7級精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)（=1.03e）由匕1=當(dāng)=2X7.64X104=2.969X103M以耳1=1X2.969X皿=57.10旦<100^/mm.查得表10-3得51.46mm齒間載荷分配系數(shù)/a=1.4f）由表10-4用插值法查得K郎=1.416，結(jié)合b/h=11.91查得10-13，得K“=1.686則載荷系數(shù)為：/=勺勺K“K加=1X1.03X1.4X1.686=2.433）計(jì)算齒輪的彎曲應(yīng)力，即。_25個(gè)f0dz1A2m34）確定公式中的各參數(shù)值"a）載荷系數(shù)勺=2.43b)c)由式（10-18），可得計(jì)算彎曲強(qiáng)度的重合度系數(shù)1；b)c)4=arctan(ta九0cosop=arctan(tan13.664°cos20.535°)=13.656°1.648￡=>__a、￡=>__a、：av(COS4)20.75y￡=0.25+(313.140)238=0.25+=0.6821.738由式（10-19），可得計(jì)算彎曲強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)”=1-1.935X13.664°/120°=0.780d）確定九1九2和41，

由當(dāng)量齒數(shù)z”—^i——=25=由當(dāng)量齒數(shù)z”cos3Bcos313.664°“278_=80,27.查圖10-17,得出齒形系數(shù)cos3Bcos313.664°%1=2,65，*2=2.21，由圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù)小必=1.62,4逋=1.79,5）計(jì)算齒輪的彎曲應(yīng)力，即oF10/1A2632寸13cosA2織%2X2.43X7.64X10AoF10/1A2631X25A2X2A3叫*30sA26X"o叫*30sA26X"oF20/1A2632X2.43X7.64X1dA4X0.682X0,780XcosA213.664°X2.21X1.791X25A2X2A3=147MPa<[oF2]齒根彎曲強(qiáng)度滿足要求，并且小齒輪抵抗彎曲疲勞破壞的能力大于大齒輪。主要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)z1=25，z