二级斜齿圆柱齿轮减速器高速级齿轮传动设计.docx
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二级斜齿圆柱齿轮减速器高速级齿轮传动设计
HefeiUniversity
课程设计
COURSEPROJECT
题目：
二级斜齿圆柱齿轮减
速器高速级齿轮传动设计
系别：
机械工程系
专业：
08机制2班
学制：
四年
姓名：
学号：
**********
导师：
2010年11月26日
第1章二级斜齿圆柱齿轮减速器高速级齿轮传动设计
1.1.设计数据
图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器的结构简图，已知小齿轮的传递功率为P（KW），转速为n1，（r/min）,高速级传动比为i，两班制工作，载荷平稳，设计寿命为8年。
方案
传递功率为P（KW）
转速n1（r/min）
高速级传动比为i
1
7.50
700
2.4
2
7.25
650
2.3
3
7.00
600
2.2
4
6.75
700
2.1
5
6.25
650
2.0
6
6.00
600
2.4
7
6.75
700
2.3
8
5.50
650
2.2
9
5.25
600
2.1
10
5.00
700
2.0
1.2.设计要求
1.设计说明书一份，主要包括：
二级斜齿圆柱齿轮减速器高速级齿轮传动设计计算等。
2.绘制大齿轮结构图。
第2章齿轮材料选择和热处理方式
2.1.原始数据选择
原始数据
按要求选择小齿轮传递功率为P1=5.5kW，转速为n1=650r/min,高速级传动比为i=2.2，两班制工作，载荷平稳，设计寿命为8年（每年工作日按250天计）。
P1=5.5kW
n1=650r/min
i=2.2
2.2.齿轮基本设计
齿轮材料、热处理方式、精度等级
大小齿轮选用45号钢，采用软齿面，由表8.2得，小齿轮调质处理，齿面硬度为217~255HBW，平均硬度为236HBW;大齿轮用正火处理，齿面硬度为162~217HBW，平均硬度为190HBW。
大、小齿轮齿面平均硬度差为46HBW，在30~50HBW范围内。
选用8精度。
第3章设计与计算
项目
表达式
数据
单位
备注
一。
接触疲劳强度设计
小齿轮传递的功率
p1
5.50
Kw
小齿轮传递的转速
n1
650.00
r/min
小齿轮传递的转矩
T1
80807.69
Nmm
载荷系数
Kt
1.40
齿宽系数
Φd
由表8.6查得，p144
1.10
0.6~1.2
弹性系数
ZE
由表8.5查得，p136
189.80
螺旋角
β
12.00
8~20
节点区域系数
ZH
由图8.14查得，p136
2.46
齿数比
u
u=i
2.20
小齿轮齿数
Z1
20.00
18~30
大齿轮齿数
Z2
44.00
端面重合度
εα
1.61
轴面重合度
εβ
1.49
重合度系数
Zε
由图8.15查得，p136
0.76
螺旋角系数
Zβ
由图8.24查得，p142
0.99
σHlim1
由图8.28（e）得，p146
570.00
MPa
σHlim2
由图8.28（a），p146
390.00
MPa
应力循环系数
N1
N1=60n1aLh
1248000000.00
应力循环系数
N2
567272727.27
寿命系数
ZN1
由图8.29查得，p147
1.00
寿命系数
ZN2
由图8.29查得，p147
1.06
安全系数
SH
由表8.7查得，p147
1.00
许用接触应力
[σH1]
570.00
MPa
许用接触应力
[σH2]
413.40
MPa
许用接触应力
[σH]
413.40
MPa
小轮分度圆直径
d1t
60.01
mm
确定传动尺寸
使用系数
KA
由表8.3查得
1
速度
v
2.04
m/s
动载系数
Kv
由图8.7查得，p131
1.14
齿向载荷分布系数
Kβ
由图8.11查得，p132
1.11
刚性大
齿间载荷分配系数
Kα
由表8.4查得，p133
1.20
未硬化
载荷系数
K
1.52
对d1t修正
d1
61.65
mm
模数
mn
3.02
mm
按表8.1取3
中心距
a
98.14
圆整100mm
螺旋角
β
16.27
因为β与初选值相差较大，对与β有关数值修正
εα
1.72
εβ
2.04
Zε
由图8.15查得，p136
0.77
Zβ
由图8.24查得，p142
0.98
d1t
60.12
mm
d1
61.77
mm
变化很小
故
d1
62.50
mm
d2
137.50
mm
大齿轮齿宽
b2
68.75
mm
圆整69mm
小齿轮齿宽
b1
b1=b2+（5~10）
75.00
mm
校核齿根弯曲疲劳强度
齿宽
b
b=b2
69.00
mm
当量齿数
zv1
22.61
zv2
49.73
齿形系数
YF1
由图8.19查得，p139
2.72
YF2
由图8.19查得，p139
2.34
应力修正系数
Ys1
由图8.20查得，p139
1.57
Ys2
由图8.20查得，p139
1.70
重合度系数
Yε
由图8.21查得，p140
0.70
螺旋角系数
Yβ
由图8.26查得，p143
0.86
弯曲疲劳极限应力
[σ]Flim1
图8.28（f），p146
220.00
MPa
[σ]Flim2
图8.28（b），p146
170.00
MPa
寿命系数
YN1
由图8.30查得，p147
1.00
YN2
由图8.30查得，p147
1.00
安全系数
SF
由表8.7查得，p147
1.25
许用弯曲应力
[σ]F1
176.00
MPa
[σ]F2
136.00
MPa
实际弯曲应力
σF1
48.76
MPa
<[σ]F1
σF2
45.43
MPa
<[σ]F2
第4章其他几何尺寸
大齿轮其他尺寸
端面模数
齿顶圆直径
齿根圆直径
轴的直径
，取为25mm，其中C按表10.2取。
齿宽
设计小结
齿轮传动是机械传动中应用最为广泛的一种传动形式。
其主要特点是：
瞬时传动比固定；传动效率高，可达98%~99%；工作可靠、使用寿命长；结构紧凑；适用范围大，传递功率范围大，圆周速度可从很小到300m/s；但齿轮加工需要专门的机床和道具，成本高；精度低时噪音大；不宜用于轴间距离过大的传动。
本次设计的主要步骤是：
（1）根据已知条件和设计要求选择齿轮的材料及热处理方式；
（2）在每一项的设计中首先要确定设计公式，然后查表或者根据课本给出的图确定计算参数，初步计算得到齿轮传动机齿轮主要尺寸;
（3）对计算结果进行校核计算，若不合格回到第二步修改相关数据直到符合各种验算条件；
（4）设计齿轮的结构；
（5）画出大齿轮结构图。
这次设计在老师的指导下我开始用excel工作表来处理数据，这样在校核验算时如果需要修改数据比以前要方便得多，这次设计用到的数据很多，很多地方需要查表、查图，不仅锻炼了我对数据的处理能力，更考验了我的耐心，我更加认识到要学好机械设计就必须有严谨、认真的态度和足够的耐心。
参考文献
[1]吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册[M].2版.北京：
高等教育出版社，1999
[2]王黎钦，陈铁鸣.机械设计.[M].5版.哈尔滨：
哈尔滨工业大学出版社，2010
[3]郑文纬，吴克坚.机械原理.[M].7版.北京：
高等教育出版社，1997.7
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