圆柱齿轮设计说明书

1、圆柱齿轮设计说明书设计人：关 班级:2013机械电子工程（2）班学号：2指导老师： 完成日期：2015年11月17日一2015年11月30日目录1. 电动机类型的选择21.1 原始数据：21.2 减速器输出轴的功率21.3 传动比的分配22. 圆柱齿轮的设计：22.1 选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数 23. 按齿面接触疲劳强度设计 33.1 按齿根弯曲疲劳强度设计63.2 几何尺寸的计算93.3 圆整中心距后的强度校核103.4 主要设计结论143.5 结构设计144. 参考文献171. 电动机类型的选择22 X 1049550=2.483 kw1.1原始数据:参数：减速器的输出轴转矩/

2、（Kni）228减速器的输出轴转速rZmln）1041.2减速器输出轴的功率（1）根据圆柱齿轮的传动效率：取''根据V带的传动效率:取匕=O-95.（2）得出电动机的功率：PW2+佃 3Pfi =kw = _r - 2.695 kwd 1 * 2 0,97 X 0.95（3） 根据圆柱齿轮的及V带的传动比要求：选择电动机型号：32s-电动机的参数如下:电机型号满载转速（r/mi n ）额定功率（kw）Y132S-69603总传动比:960104= 9,231.3传动比的分配(1)（2）根据圆柱齿轮的及V带的传动比的要求:= 3*12. 圆柱齿轮的设计:2.1选定齿轮的类型、精度

3、等级、材料及齿数(1) 根据题目的要求，选择斜齿圆柱齿轮传动，压力角取为20(2) 带式输送机为一般工作机器，参考表 10-6,选用7级精度。(3) 材料选择。由表10-1,选择小齿轮的材料为40CK调质)，齿面硬度280HBS 大齿轮的材料为45钢(调质)，齿面硬度240HBS(4) 选小齿轮的齿数ZI = 26，大齿轮的齿数= U *Z1 = 31 X26 =,取 z2 = 81.(5) 初选螺旋角13. 按齿面接触疲劳强度设计(1)由式(10-24)试算小齿轮分度圆直径，即(ZiiZEZeZf1) 确定公式中的参数值。a)试选载荷系数b)由图10-20查取区域系数C)由式(10-21)计

4、算接触疲劳强度用重合度系数at = arctan=arctanCOS 14=20.562°r=arccos ZICaJ>r(z1 + 2hrrJgtJs0)|=arcCOS 26 X cs205627(26 + 2 x 1 x CoSI4o) = 29.394Q=arccos z2cost(z2 + 2hnco5/?)=arccos 81 X CoS20562o(81 + 2 X 1 x COSI4o) = 23.881°引(伽】-伽叫)+勺(伽也叫)2 TT=26 X (tn29.3勺4。- rn20.562fl) + Hl x (t23.881o - Qn20.5

5、62o) 2= L6510 Zitan= 1 X 26 X tan 14 = 2,0634-fl -) 牛 S3 16512.063tl-2063> + TT = 06÷6d)由式（10-23）可得螺旋角系数Z = cs = 0.985e)计算小齿轮转矩g)计算接触疲劳许用应力ii小齿轮的功率:P = r2 = 2.695 X 0.95 = 2.560 kw小齿轮的转矩： PA 2.S60IT1 = 9.55 X 10 X- = 9.55 XloX -N.mm = 7.64 X 10 N.mm ln3201/2f)由表10-5查得材料的弹性影响系数'“:由图10-25d

6、查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限由式（10-15）计算应力循环次数:NL = 60h JLU = 60 X 320 x 1 x (5 X 250 X 6) = 3.84 X IOA8叫IOa/V7 = = 3,84 X =L233 X 1082 U8126由图10-23查取接触疲劳寿命系数取失效概率为1%,安全系数S=1,由式（10-14）得:r I HNXHlinI 0.95 X 600 b乩=i一KHN尹1.14 X 550MPa = 627 MPa取 和I中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即 = 1 = 570 MPa（2）调整小齿轮的分度圆直径1）计算实际载荷系前的数据准备a）

7、圆周速度:Ir dutlV = 60 X IbOO X 41.160 X 3206氏 IbOO=0.69 m/sb）齿宽bh 0詐It = IX 41.160 = 41*160 mm2）计算实际载荷系数AjF=Ia）由表10-2查得使用系数A b）根据V ： ，7级精度，由图10-8查得动载荷系数/C1 = 1.032T11沪oC)齿轮的圆周力=1 X 3.712 X = 90.18 < 100 N/mm，由表10-3查得齿间载荷分配系数巧1 =厂=2 X 7.64 X = 3.712 X IOjV .d）由表10-4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支撑非对称布置时，*砂= 1,417则

8、载荷系数为KH = KAKVKJfrKIifi = 1 X 103 X 1.4 X L417 = 2.0433）由式（10-12），可得按实际载荷系数算得的分度圆直径臂=41.160 X mm = 47.854 mm及相应的齿轮模数：dlcosTnrI = ；= 47,854 X co514o26 = 1.786TZlTnZI由式（10-20）试算齿轮模数，即3.1按齿根弯曲疲劳强度设计(1)1）确定公式中的各参数值a）试选载荷系数= IjYb)由式(10-18)，可得计算弯曲强度的重合度系数F= retdn (tan= UrCtan (tun 14¾sb20.562o) = 13.

9、140o1.651.j = L741(COSl3.140)0751.741=0.6810.75Y = 0.25 += 0.25 +tC）由式（10-19），可得计算弯曲强度的螺旋角系数卩Ffj = I-= I- 2.063 X 147120° = 0,7592由当量齿数-Z01IZI= = : = 28.46HJZ n = Z- = : = 88.67Vi CQS CoS 14ftVi COS COS M查图10-17,得出齿形系数= 257= 2 21,由图10-18查得应力修正系数YI = 1皿 = l-7¾由图10-24c查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为卜二

10、3 f ；Flim2 = 380 MPa由图10-22查得弯曲疲劳寿命系数K FNl = 0.87 tK IrN2 = 0.91取弯曲疲劳安全系数是両，由式（10-14）得:,IFNHiml 0,87 X 500Nl =叽=31074 呎N2FIn2 0,91 X 3H0N2 =247 叭YFSta讥=U.01602）试算齿轮模数ATrfTy/2 X 13 X 7.64 X 104× 0.681 X 0.759 X s计算实际载荷系数a)根据'：,7级精度，由图10-8查得动载系数 b）由= < = 2× 花4 xp=4,3Z7x E N 玮 爲 > W

11、DNmm.查得表10-3得齿间载荷分配系数 14°1 X 2620.0160=1318 mm(2)调整齿轮模数1) 计算实际载荷系数前的数据准备a)圆周速度叫t26= 1318 x° = 35317mmdn X 35.317 X 32060 X 1000 = 60 X IOOO- =b)齿宽bb = 0扉1 = IX 35.317 = 35317 TnmC)齿咼h及宽咼比b/hIOZ= 1X 4.327 Xh =（2%； + 匚；）叫汁= （"1+ 0.25） X 1.318 = 2.966 mmC）由表10-4用插值法查得 ：结合I 一 T查得10-13,得&#

12、39;则载荷系数为：KF = K声I；KFgKF（I = IX 1.02 X 1.2 X 1O = 1.7143）由式（10-13）,可得按实际载荷系数算得的齿轮模数KFi714Tn =JTJr= 1318 X J?71 1.44-5 HTmKFt1.30对比计算结果，由齿面接触强度计算的法面模数用N大于由齿根 弯曲疲劳强度计算的法面模数，从满足弯曲强度出发，从标准 中就近取叫二诃，为了同时满足接触疲劳强度，需按接触 疲劳强度算得的分度圆直径d=47 854 mm来计算小齿轮的dcsfi 47.S+xc514d齿数，即TZI 25Zrh = 25 X 3.1 = 77*578 Z， 与互为质数

13、。Jnn =2= 2父223.2几何尺寸的计算(1)计算中心距(ZI勺)叫(25 + 78) X 2a = r= 2 X cpsir -i06153考虑到模数从1.445增大到2门门，为此将中心距圆整为106mm(2)按圆整后的中心距修正螺旋角(Z1Z2)JH71(25 + 78) X 2P = arcs- = W -TIO6= 13'664°(3)计算小、大齿轮的分度圆直径幻叫 25x2旳二两=罰丽严儿处rnn（4）计算齿轮宽度Ii = 0rt-J1 = IX 51.46 = 51.46考虑不可避免的安装误差，为了保证设计齿宽b和节省材料，-般将小齿轮齿宽略加宽（5-10）

14、 mm ,即b = b + （5 IO）Jnm = 573.3圆整中心距后的强度校核齿轮副的中心距在圆整之后，K/,金KFYFP等均产生变化，应重新校核齿轮强度，以明确齿轮的工作能力。（1）齿面接触疲劳强度的校核1）计算实际载荷系前的数据准备a）圆周速度：dxtl X 51.46 X 320V = 60 X 1000 =60 X 1000一 = °恥阳書b)齿宽bh = 0#= 1 X 52 = 52 ITllTl2）计算实际载荷系数KHJF=Ia）由表10-2查得使用系数A b）根据7、' ，7级精度，由图10-8查得动载荷系数/C1 = 1.03C)齿轮的圆周力FtI=2

15、x7.64x2s2.969xl03w，由表10-3查得tsN=IX 2.969 X = S7J0< 100 Nnm齿间载荷分配系数d）由表10-4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支撑非对称布置时，*妙=九417则载荷系数为Kif = K.KvKIhrKHe = 1 X L03 X 14 X 1.417 = 2.0433）计算小齿轮的赫兹应力，即FKH7 W% = J丽I可厂'%e嗨4）确定公式中的参数值。a）载荷系数b）由图10-20查取区域系数勺= 2/743LoS 13.664ojC）由式（10-21）计算接触疲劳强度用重合度系数。=20.535°tan 20

16、76;=arccos HlCOSaf/(a1 ÷ 2hcs)=arccos 25 X cos20.535a(25 + 2 X 1 x C0513.664o) = 29.667° =arcco5 z2cosat(z2 + 2 町“孝)=arccos 78 X COS20.5357(78 + 2 X 1 x 3*664°) = 23.979°ZAtUnaflU- tanaJ + z2tanaM tana=25 X (tn29.6670 - tcm20.535) + 78 x (Um23,979。- Um2(X535°) /2 TT= L64(4 -

17、ff)(l - EP) lf _ 1r QiEH< 100V27Z7e）由= （2 冥 1 十 O.2） x 2 = 4.5 mmh =（蜕d）由式（10-23）可得螺旋角系数=1R9MP'e）由表10-5查得材料的弹性影响系数 H5）计算小齿轮的赫兹应力满足齿面接触疲劳强度条件。（2）齿根弯曲疲劳强度校核1）计算实际载荷系数前的数据准备a）圆周速度b）齿宽bb = 0扉=IX 51.46 = 51.46 YnmG）齿咼h及宽咼比b/hb F 51.46A =11442）计算实际载荷系数KFd）根据'''：,7级精度，由图10-8查得动载系数ZZ）I =屈

18、耶=0.rJB5rr X 51.46 X 320.查得表10-3得齿间载荷分配系数 2.74360 X 10002xz64x22t969xl0,IO31 X 2.969 X 51.4（5,u + 1 ht 歼 j'2 X 2t043× f64 X 104 Pr +1 =Jfjd IA3 U Z忆EZMB = J1 X 51.4633jX 189 X 0.66 X 0*985 = 567 MPa < af）由表10-4用插值法查得 S八 UE结合I 一 T 查得10-13,得'罔则载荷系数为：KF = K声IK卜註KFcl = Ix 1.03 X L4 X L68

19、6 = 2.433）计算齿轮的弯曲应力，即2KFTiYfYcos-2IiYFaYFF =34）确定公式中的各参数值a）载荷系数KF = 243b）由式（10-18），可得计算弯曲强度的重合度系数Yt0% = drctd （CU= drctan （CanI3.664oLU0.535o ） = 13*65F1.648% - 1,73B（COSl3.140）0 750 75r, = 0.25 ÷-r= 0.25 ÷= 0.682YG）由式（10-19），可得计算弯曲强度的螺旋角系数EIiYfi = I-= 1 1.935 X 13.6647120° = 0.780d）确定YYSaIYSa2由当量齿数Zl25ZZ761, = 3- =3= 25.73JiZTi =J- =J = 80.27",r<>s3 B IrOS3 13.6 MaM c<3sj CoS 136fd °.查图10-17,得出齿形系数 = 2 = 2-2t由图10-18查得应力修正系数Gl = Im% = Ig5）计算齿轮的弯曲应力，即JKiTYYcos-2YYrfl%起兄2