斜齿圆柱齿轮减速器输出轴轴系部件设计说明书

减速箱设计说明书

设计计算与说明 1.1 齿轮传动主要参数的设计计算 分析 因使用条件为一般减速器齿轮，故采用软齿面的组合，其设计准 则为：先按齿面接触强度进行设计，再按齿轮弯曲强度进行校核。 1.1.1 选择材料及确定许用应力 小齿轮用 20CrMnTi 渗碳淬火，齿面的硬度为 56~62HRC, σ Hlim1=1500Mpa,σ Flim1=850Mpa;大齿轮用 20Cr 渗碳淬火，齿面 的硬度为 56~62HRC,σ Hlim2=1500Mpa,σ Flim2=850Mpa。

结果

取 Sf=1.25; 取 SH=1.1; 取 ZH=2.5, ZE=189.8。 由表 13-5, 取 SH=1.1, [σ F1]=476(MPa) SF=1.25,则有 [σ F2]=476(MPa)

[σ F1]=[F2 ]=0.7×σ Flim/SF =0.7×850/1.25=476Mpa(因双向传动， [σ H1]=1364(MPa) 轮齿的弯曲疲劳极限值应乘以 0.7) [σ H1]=[σ H2 ]=σ Hlim/S_H =1500/1.1=1364Mpa 1.1.2 按齿面接触疲劳强度设计 设齿轮按 9 级精度制造。取载荷系数 K=1.3,齿宽系数υ d=0.8 输入轴的转矩为 T =9.55 10^6P1 4.5 =9.55 10^6 =1.194 10^4(N·mm) n1 360

[σ H2]=1364(MPa)

T =1.194 10^5 (N·mm)

查表 2.2 η 齿=0.99 η 滚=0.995 P =4.433kW 输出端的功率 P =η P =η 齿η 滚 P =0.99 0.995 4.5=4.433kW 输出轴的转矩为 T ==4.433 10^5 T2=9.55×10^6 P2/n2=9.55×10^6×4.433/100 (N·mm)

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=4.234×10^5(N·mm) u=i=n1 360 3.6 = n 2 100

u=i=3.6 z1=20

齿数选 齿形系数

z1=20,z2=iz1=3.6×20=72 z2=72 zv1=20/cos^3 15°=22.2 zv1=22.2 zv2=72/cos^3 15°=79.8 zv2=79.8

查表可知

YFa1=2.72,YFa2=2.22;YSa1=1.57,YSa2=1.77

因(YFa1×YSa1)/[σ F1] =2.72×1.57/476=0.00897> (YFa2×YSa2)/[σ F2] =2.22×1.77/476=0.00825 故应对小齿轮进行弯曲强度计算 法面模数

2KT1 YFa1Ysa1 2 1.3 1.194 105 0.00897 cos2 15 2 3 mn cos 由 dz12 [ F ] 0.8 2023

2.85表 8-2 取 mn =3mm 中心距= mn ( z1 z2 ) 3 (20 72) 142.88m m 2 cos 2 cos15

m n =3

a=144mm

取 a=144mm 确定螺旋角 arccosmn ( z1 z 2 ) 3 (20 72) arccos 16 36'37 ' ' 2a 2 144

= 16 36'37 ' '

小齿轮分度圆直径 d1 mn z1 / cos 3 20 / cos 16 36'37 ' ' 62.61 大齿轮分度圆直径 d2 mn z2 / cos 3 72 / cos 16 36'37 ' ' 225 .39 齿宽 取

d1 =62.61mm d 2 =225.39mm

b d d1 0.8 62.61 50.09b2 55m m b1 60m m

(3)验算齿面接触强度

b2=55mm b1=60mm

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H ZE ZH Z

2 KT1 1 bd12

2 1.3 1.194 105 3.6 1 189.8 2.5 cos16 36'47' ' 630.07 [ H 1 ] 55 62.612 3. 6

所以安全 (4)齿轮的圆周速度 v=(π d1n1)/(60×1000) σ H=630.07(MPa) =(π ×62.61×360)/60000=1.18<4 对照表 13-2 可知道选九级制造精度是合适的 v =1.18(m/s)

1.2 计算作用在齿轮上的力 1.2.1 在国家标准中规定，分度圆上的压力角为标准值， = 20 圆周力 Ft=

2T 1 2 1.11 105 = =2312.5(N) d

1 96

Ft=2312.5(N)

径向力 Fr= Ft tan =

2312 .5 tan20

=841.68(N)

法向力 Fn=

Ft 2312 .5 = =2460.91(N) cos cos20

Fr=841.68(N) 1.3 按扭转强度估算轴的直径 1.3.1 对于只传递转矩的圆截面轴，其扭转强度条件为 τ T=T 9.55 106 P = 0.2d 3 n WT

Fn=2460.91(N)

(MPa)T

对于既传递转矩又承受弯矩的转轴，可用上式初步估算轴的直径，但 必须把轴的许用扭切力

适当降低，以补偿弯矩对轴的影响。将降T

低后的许用应力代入上式，并改写为设计公式 d 39.55 106 0 .2 T

3

P P = C3 (mm) n n

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(C:为与轴的材料和承载情况有关的常数) 查表 16-3 得 C=110 所以

d

min

= C3

P = C3 n

P n

2

= 1103

2

4.8 =38.7(mm) 110

考虑轴上开有两个键槽，故将轴的直径增大 10%,则 d=38.7 1 10% =42.6(mm) d=42.6(mm) 此段轴的直径和长度应该与联轴器相符，选用 LT7 型弹性套柱销联轴 器，其直径为 45mm,与轴配合部分长度为 84mm,