机械设计课程设计
取失效概率为1%，安全系数S?1，由式（10-12）得 KHN1?lim1???1.02?600MPa?612MPa ?H?1SK? ??H?2?HN2lim2?1.15?550MPa?632.5MPa S ??H?1?612Mpa 5.3计算 （2）试算小齿轮的分度圆的直径d1t,代入??H?中较小值 3??H?2?632.5Mpa d1t?117.74mmd1t?2.323ktT1u?1ZE2()?du??H?21.4?7.7676?1055?189.8??2.32???? 14?612??117.74mm（2）计算圆周速度v ?d1tn??117.74?30.8806v???0.1903m/s 60?100060?1000（3）计算齿宽b b??d?d1t?1?117.74?117.74mm v?0.1903m/s b??dd1t?117.74b（4）齿宽与齿高之比 h模数 mnt?d1t117.7496??6.1973 z119齿高 h?2.25?mnt?13.9440mm b117.7496?8.4444 ?h13.9440（5）计算载荷系数 根据v?3.29m/s，7级精度，由图10-8查的动载荷系Kv?1.12； 直齿轮，KH??KF??1。 KA?1由表10-2查的使用系数 ： 由表10-4用插值法6级精度，小齿轮相对支撑对称分布时，KH??1.518 由b?8.4444，KH??1.518查图10-13得KF??1.35；故载荷系数 hK?KAKVKH?KH??1?1.01?1?1.528?1.5423 12
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（6）按实际的载荷系数校正算的分度圆直径，有式（10-10a）得 3 d1?131.7252mmd1?d1t3K1.5423?117.7496??131.7252 Kt1.4（7）计算摸数m mn?d1131.7252??6.9329mm z119 mn?5.9329mm5.4按齿根弯曲强度计算设计 由式（10-5）得弯曲强度计算设计 3mn?2KT1YFaYSa() 2?dz1??F?（1）公式内容的各计算值 ①由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限?FE1?500MPa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限?FE2?380MPa； ②由图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1?0.95,KFN2?0.98 ③计算弯曲疲劳许应力 取弯曲疲劳安全系数S?1.4,由式（10-12）得??F?1???F?2?KFN1?FE10.95?500??339.2857MPa S1.4KFN2?FE20.98?380??266MPa S1.4 ④计算载荷系数K K?KAKVKFaKF??1?1.05?1?1.45?1.5225 ⑤查齿形系数。 由表10-5查的 YFa1?2.85；YFa2?2.238。 ⑥查取应力校正值系数。 由表10-5查的 YSa1?1.54；YSa2?1.752。 ⑦计算大、小齿轮的YFaYSa并加以比较。 [?] 13
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YFa2YSa22.238?1.752??0.01474 [?]2266 大齿轮的值大 （2）设计计算 3 2?1.5225?7.7676?105m?4.5879 m??0.01474?4.5879 21?19 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m的大小取决于弯曲强度所决定的承载能力，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m与齿数的乘积） YFa1YSa12.85?1.54??0.01294 [?]1339.2857有关，可取由弯曲强度算得的模数4.5879并就近圆整为标准值mn?5，按接触强度算的的分度圆直径d1?131.7252mm来计算应有的齿数，于是由 mn?5 z1?27 z1?d1131.7252??26.3450 取z1?27 mn5 z2?106 z2?iz1?4?26.3450?105.38 取z2?106 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。 5.5取几何尺寸计算 （1）计算分度圆直径 d1?z1m?27?5?135mm d2?z2m?106?5?530mm d1?135mm （2）计算中心距 d2?530mm (z?z)m(27?106)?5a?12n??332.5mm22 圆整取a=333mm （3）计算齿轮宽度 b??d?d1?1?135?135mm 圆整后， a?332.5mm B2?135mm B2?135mm，B1?140mm。 B1?140mm 14
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6． 轴的设计计算 6.1蜗杆轴 蜗杆上的功率PI 转速NI和转矩分TI别如下： PI= 3.5223kw NI=960r/min TI=35.2156Nm 6.1.1按扭矩初算轴径 选用45钢调值，硬度为217?255HBS 根据教材P370(15?2)式，并查教材表15-3，取Ao?110 d?Ao3p3.5223mm?1103?16.9675 n960考虑到有键槽，将直径增大7%，则：d?17?(1?7%)mm?18.16mm 因此选d?20mm 6.1.2蜗杆的结构设计 （1）蜗杆上零件的定位，固定和装配 一级蜗杆减速器可将蜗轮安排在箱体中间，两队轴承对成分布，蜗杆由轴肩定位，蜗杆周向用平键连接和定位。 I端：轴的最小直径为安装联轴器处的直径d1，故同时选用联轴器的转矩计算Tca?KATI，查教材14-1，考虑到转矩变化很小，故取 d?20mm Ka?1.3,则Tca?1.3?35.2156?45.7803N?m T ca?45.7803N?m按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件和考虑到蜗杆与电动机连接处电动机输出轴的直径查机械手册表13-10选用HL6型号弹性套柱销联轴器。 表6.1 联轴器 型号 公称转距 许用转速 L1 L 轴的直径(N?m) (r/min) 3800 ?mm? ?mm? 60 82 ?mm? 32 HL6 250 dI?II?32mm, 因此I选择段dI?II?32mm,长度取L1?II?82mm,轴上键槽键宽和键高以及键长为10?8?70。 II端：因为定位销键高度，取h?6mm L1?II?82mm, 因此，dII?III?d1?II?2h?44mm。轴承端盖的总长为20mm,根据拆装的方便 15
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取端盖外端面于联轴器右端面间的距离为L?30mm 所以，LII?III?30?20?50mm dⅡ?Ⅲ?44mm, LII?III?50mm???段：初选用角接触球轴承，参考要求因dII?III=44，查机械手册选用7209AC型号滚子承d?D?B?45?100?19。 即dIII?V?45mm,LIII?V?24mm. LVII?VIII=24mm 角接触球轴承一端用油环定位（宽度为6mm），油环紧靠轴环端用于轴肩定位。 ?V段：直径d?IV?V?1?45?2?8.5?62mm,轴环宽度b?1.4h ,在满足强度下，又要节省材料取轴肩宽度为L?IV?V?1?10mm；d?IV?V?2?52mm， dIV?V?62mm,L?IV?V?2?35mm；LIV?V?35?10?45mm。 V段：由前面的设计知蜗杆的分度圆直径d?80mm, 齿顶圆直径 da1?96 ,蜗轮的喉圆直径da2?248。 LIV?V?45mm查材料11-4变形系数x??0.5mm所以蜗轮齿宽d?80mm da2?248 b1?(11?0.06Z2)m??8?0.06?31??8?78.8mm 综合考虑要使蜗轮与内壁有一定的距离 故选LV?VI=130mm b1?78.8mm LV?VI?130 mm 图6.1 蜗杆轴 6.2蜗轮轴 6.2.1输出轴的设计计算 （1）输出轴上的功率，转速和转矩： PII=2.5371kw , NII=30.8806r/min ,TII=784.5997Nm 16
两级蜗轮蜗杆减速器说明书(课程设计)
