圆柱圆锥齿轮减速机设计计算资料1Word下载.docx

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（3）实际总传动比i实=i12i34=3×

4=12

（Δi=0.021﹤0.05，故传动比满足要求满足要求。

）

2.各轴的转速（各轴的标号均已在图1.1中标出）

n0=500min,n1=n0=500r/min,n2=n1/i12=166.667r/min,n3=n2/i34=41.67r/min,n4=n3=41.67r/min

3.各轴的功率

η=0.808

Pr=3kw

i=12

i12=3

i23=4

n0=960r/min

n1=960r/min

n2=303.67r/min

n3=63.829r/min

n4=63.829r/min

p0=pr=3kw，p1=p0η2=2.970kw,p2=p1η4η3=2.965kw,p3=p2η5η3=2.628kw,p4=p3η2η3=2.550kw

4.各轴的转矩，由式：

T=9.55Pi/ni可得：

T0=57.3N·

m,T1=56.727N·

m,T2=424.734N·

m

T3=602.289N·

m,T4=584.413N·

四，传动零件的设计计算

1.闭式直齿轮圆锥齿轮传动的设计计算

a．选材：

小齿轮材料选用45号钢，调质处理，HB=217~255，

σHP1=580Mpa，σFmin1=220Mpa

大齿轮材料选用45号钢，正火处理，HB=162~217，

σHP2=560Mpa，σFmin2=210Mpa

b.由参考文献[2]（以下简称[2]）式（5—33），计算应力循环次数N：

N1=60njL=60×

500×

1×

8×

11×

250=6.6×

108

N2=N1/i2=6.6×

10/3=2.2×

查图10.27,ZN1=1.0，ZN2=1.12，由式（5—29）得

ZX1=ZX2=1.0，取SHmin=1.0，ZW=1.0，ZLVR=0.92，

∴[σH]1=σHP1ZLVRZWZX1ZN1/SHmin=580×

0.92=533.6Mpa，

[σH]2=σHP2ZN2ZX2ZWZLVR/SHmin=560×

1.12×

0.92=577Mpa

∵[σH]1>

[σH]2，∴计算取[σH]=[σH]2=533.6Mpa

c．按齿面接触强度设计小齿轮大端模数（由于小齿轮更容易失效故按小齿轮设计）：

取齿数Z1=21，则Z2=Z1i12=21×

3=63，取Z2=63

∵实际传动比u=Z2/Z1=63/21=3，且u=tanδ2=cotδ1，

∴δ2=71.5651，δ1=18.4349，

则小圆锥齿轮的当量齿数zm1=z1/cosδ1=21/cos18.4349=22，zm2=z2/cosδ2=63/cos71.5651=199.22

p0=3kw

p1=2.970kw

p2=2.965kw

p3=2.628kw

p4=2.550kw

T0=57.3N·

m

T1=56.727N·

T2=424.734N·

T4=584.413N·

σHP1=580Mpa，

σFmin1=220Mpa

σHP2=560Mpa，

σFmin2=210Mpa

[σH]=533.6Mpa

圆锥齿轮参数

Z1=21

Z2=63

δ1=18.4349。

δ2=71.56515

由[2]图10.26得

YFa=2.8，Ysa=1.55，YFa2=2.23，Ysa2=1.81

ZH=√2/（cos20×

sina20）=2.5

由[2]表11-5有ZE=189.8，取Kt·

Z=1.1，由[2]取K=1.4

又∵T1=56.727N·

m，u=3，фR=0.3

由[2]式10.47计算小齿轮大端模数

m≥3√4T1YFaYsa/фRZ[σF]（1-0.5фR）2√u2+1}

将各值代得m≥2.664

由[2]表10.17,m=3mm

d．齿轮参数计算：

大端分度圆直径d1=mz1=3×

21=63㎜，d2=mz2=3×

63=189㎜

齿顶圆直径da1=d1+2mcosδ1=63+6cos18.4349=68.692㎜，

da2=d2+2mcosδ2=189+6cos71.5651=190.897㎜

齿根圆直径df1=d1-2.4mcosδ1=63-7.2cos18.4349

=56.169㎜

df2=d2-2.4mcosδ2=189-7.2×

cos71.5651=186.723㎜

齿轮锥距R=1/2√d12+d22=99.612，

大端圆周速度v=∏d1n1/60000=3.14×

63×

500/60000=1.649m/s，

齿宽b=RфR=0.3×

99.612=99.61

由[2]表5-6，选齿轮精度为8级

由[1]表4.10-2得Δ1=（0.1～0.2）R

=（0.1～0.2）305.500=30.05～60.1㎜

取Δ1=10㎜，Δ2=14㎜,c=10㎜

轮宽L1=（0.1～0.2）d1=（0.1～0.2）93=12.4㎜

L2=（0.1～0.2）d2=（0.1～0.2）×

291=39㎜

e．验算齿面接触疲劳强度：

按[2]式5-53

σH=4.98ZE/1-0.5фR√KT1/4Rd13u，代入各值得

m=3㎜

d1=63㎜

d2=189㎜

da1=68.692㎜

da2=190.897mm

df1=56.194㎜

df2=186.723㎜

R=99.612㎜

v=1.694m/s

b=99.61㎜

Δ1=10㎜

Δ2=14㎜

c=10㎜

L1=12.4㎜

L2=39㎜

σH=7.5673﹤[σH]=533.6Mpa

∴小齿轮满足接触疲劳强度，且大齿轮比小齿轮接触强度高，故齿轮满足接触强度条件

f．齿轮弯曲疲劳强度校核：

按[2]式5-55

YN1=YN2=1.0，

由[2]式5-32及m=2﹤5㎜，得YX1=YX2=1.0

取YST=2.0，SFmin=1.4，由[2]式5-31计算许用弯曲应力：

[σF1]=σFmin1YFa1Ysa1YST/SFmin=220×

2.0/1.4=314.29Mpa

[σF2]=σFmin2YFa2Ysa2YST/SFmin=210×

2.0/1.4=300Mpa

∵[σF1]﹥[σF2]，∴[σF]=[σF2]=300Mpa

由[2]式10.46计算齿跟弯曲应力

σF1=4KT1YFa1Ysa1/4R（1-0.5фR）2Z12m3√u2+1=1.51﹤300Mpa

σF2=4KT1YFa1Ysa1/4R（1-0.5фR）2Z12m3√u2+1=1.41﹤300Mpa

∴两齿轮满足齿跟弯曲疲劳强度

2.闭式直齿轮圆柱齿轮传动的设计计算

σHP1=580Mpa，σFmin1=220Mpa

σHP2=560Mpa，σFmin2=210Mpa

108N2=N1/i34=6.6×

10/3=1.65×

10

查图10.27得

ZN1=1.05，ZN2=1.16，由式10.13得

[σH]1=σHP1ZLVRZWZX1ZN1/SHmin=580×

1.05×

0.92=560.28MPa

[σH]=533.6Mpa

[σF]=300Mpa

σHP1=580Mpa

σHP2=560Mpa

[σH]2=σHP2ZN2ZX2ZWZLVR/SHmin=560×

1.16×

0.92=597.63MPa

[σH]2，∴计算取[σH]=[σH]2=560.28Mpa

c.按齿面接触强度计算中心距（由于小齿轮更容易失效故按小齿轮设计）：

∵u=i34=4，фa=0.4，

ZH=√2/cosα·

sinα=√2/cos200·

sin200=2.5

且由[2]表11-5有ZE=189.8，取Kt·

Z=1.1

∴[2]式5-18计算中心距：

a≥（1+u）√KT1（ZEZHZε/[σH]）2/（2uφa）=5×

√1.1×

86955×

2.5×

189.8/（2×

4×

0.4×

560.28）=147.61㎜

由[1]表4.2-10圆整取a=160㎜

d．齿轮参数设计：

m=（0.007～0.02）a=180（0.007～0.02）=1.26～3.6㎜

查[2]表5-7取m=2㎜

齿数Z1=2a/m（1+u）=2×

160/2（1+4）=32

Z2=uZ1=4×

32=128取Z2=128

则实际传动比i=149/31=4

分度圆直径d1=mz1=2×

32=64㎜，d2=mz2=2×

128=256㎜

齿顶圆直径da1=d1+2m=68㎜，da2=d2+2m=260㎜

齿基圆直径db1=d1cosα=64×

cos20o=60.14㎜

db2=d2cosα=256×

cos20o=240.56㎜

齿根圆直径df1=d1-2.5m=64-2.5×

2=59㎜

df2=d2-2.5m=256-2.5×

2=251㎜

圆周速度v=∏d1n2/60×

103

=3.14×

256×

63.829/60×

103=1.113m/s，

中心距a=（d1+d2）/2=160㎜

齿宽b=aΦa=0.4×

160=64㎜

[σH]=560.28Mpa

圆柱齿轮参数

m=2㎜

Z1=32

Z2=128

d1=64㎜

d2=256㎜

da1=8㎜

da2=260㎜

db1=60.14㎜

db2=240.56㎜

df1=59㎜

df2=251㎜

v=1.113m/s

a=160㎜

b=64㎜

e.验算齿面接触疲劳强度

按电机驱动，载荷平稳，由[2]表5-3，取KA=1.0；

由[2]图5-4（d），按8级精度和VZ/100=∏dn/60000/100=0.30144，得Kv=1.03；

由[2]表5-3得Ka=1.2；

由[2]图5-7和b/d1=72/60=1.2，得KB