斜齿轮减速箱---张夏佳

两级斜齿圆柱齿轮减速器轴系设计说明书1学院：机械工程学院班级：机自卓越1002班姓名：张夏佳学号：2010020707282原始参数：电机功率P/kW 输入轴转速n 1/rpm 输出轴转速n 2/rpm 电机型号5.5 720288Y160M2-8详细设计如下：计算及说明结果一、总体传动方案设计(一)计算传动装置总传动比和各级传动比（1）总传动比 58.795720==i（2）分配各级传动比：高速级传动比1i ，低速级传动比2i 通常取1i =（1.1～1.5）2i则 13.31=i 42.22=i（二）计算传动装置的运动参数 1.各轴转速： 减速器高速轴为Ⅰ轴，中间轴为Ⅱ轴，低速轴为Ⅲ轴。

min /720r n I = min /03.23013.37201r i n n I II === min /05.9542.203.2302r i n n II III === 2．各轴的输入功率 KW KW P P ed 45.599.05.5=⨯=⨯=I 联轴器η3KW KW P P I 13.596.098.045.512=⨯⨯=⨯⨯=II ηη轴承KW KW P P 83.496.098.013.534=⨯⨯=⨯⨯=II III ηη轴承3．各轴的转矩m N n P T ⋅=⨯=III 29.729550 m N n P T ⋅=⨯=IIIIII 98.2129550 m N n P T ⋅=⨯=IIIIIIIII 29.4859550 将计算结果汇总列表备用 I 轴II 轴 III 轴n(r/min) 720 230.03 95.05 P(KW) 5.45 5.13 4.83 T(N ﹒m) 72.29 212.98 485.29二、齿轮设计计算（一）高速级齿轮设计1、选择精度等级，材料和齿轮齿数1）材料：由《机械设计》表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质处理)硬度为270-290HBS.大齿轮材料为45钢(调质处理)硬度为230-250HBS,硬度差为40HBS.2）精度等级选7级精度3）选择小齿轮齿数为1Z =23，则大齿轮的齿数2Z =71.9913.332=⨯取2Z =724）选取螺旋角β=14°2、按齿面接触强度计算4213121t E H t d d H K T Z Z i d i φεσ⎛⎫+≥ ⎪⎝⎭1）确定式中各值(1)试取载荷系数为Kt=1.7(2)由《机械设计》 高等教育出版社第八版（下同）图10-30取区域系数H Z =2.433(3)由表10-7取齿宽系数d φ=1(4)由表10-6查得材料弹性影响系数E Z =189.812MPa . (5)由图10-26查得733.01=αε，867.02=αε60.121=+=αααεεε (6)由图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限lim1σ=600MPa.大齿轮接触疲劳强度极限lim2σ=550MPa.(7)应力循环次数 81129111003.41026.11636557206060⨯==⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=i N N L n N h 由10-19取接触疲劳寿命系数95.090.021==HN HN K K 接触疲劳许用应力: 取失效概率为1%.安全系数为 S=1 由 式 Mpa S K H HN 54016009.0][1lim 11=⨯=⋅=σσMpa S K H HN 5.522155095.0][2lim 22=⨯=⋅=σσ则[][][]12540522531.2522H H H a MP σσσ++=== (8)小齿轮传递的转矩 m N n P T ⋅==III 29.729550 2）计算5(1)小齿轮分度圆直径.213121t E Ht d d H K T Z Z i d i φεσ⎛⎫+≥ ⎪⎝⎭＝5.53)25.5318.189433.2(13.3113.360.111029.727.12323=⨯+⨯⨯⨯⨯mm(2)计算圆周速度 s m n d v t /02.2600007205.5314.310006011=⨯⨯=⨯=π (3)宽度b 及模数nt m51.10/09.526.225.225.226.22314cos 5.53cos 5.53111==⨯===⨯=⨯==⨯=h b m h z d m m md b nt t nt t d βφ (4)计算纵向重合度βε82.114tan 231318.0tan 318.01=︒⨯⨯⨯==βφεβz d(5)计算载荷系数K 由表10-2得使用系数1A K =.25根据v=2.02m/s,七级精度等级由图10-8查的动载系数 1.1=v K ，由表10-4查的42.1=βH K ，由图10-13查的35.1=βF K ，表10-3查得ααF H K K ==1.2.34322.142.11.125.1=⨯⨯⨯==αβH H V A K K K K K(6)按实际载荷系数下的校正分度圆直径 mm K K d d t t 54.597.1.34325.533311=== (7)计算模数 mm z d m n 51.2cos 11==β3.按齿根弯曲强度设计6由式（10-17）[]32121cos 2F S F d n Y Y z Y KT m σεφβαααβ⋅≥ （1）确定参数 1)计算载荷系数 .23235.12.11.125.1=⨯⨯⨯==αβF F V A K K K K K2)根据纵向重合度82.1=βε, 由图10-28查得螺旋角影响系数91.0=βY3)计算当量齿数 82.78cos 12.25cos 322311====ββZ Z Z Z v v 4)由表10-5查得齿形系数为 24.2,62.221==ααF F Y Y5) 应力矫正系数: 77.1,59.121==ααS S Y Y6）由图10-20C 查得小齿轮弯曲疲劳强度 Mpa FE 5051=σ查得大齿轮弯曲疲劳强度 Mpa FE 3852=σ7）由图10-18查弯曲疲劳寿命系数 小、大齿轮的寿命 81129111003.41026.11636557206060⨯==⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=i N N L n N h 取85.01=FN K88.02=FN K8）计算弯曲疲劳许用盈应力，取s=1.4，由式10-12得 [][]MPa SK MPa SK FE N FN FE N FN 24261.306222111=⨯==⨯=σσσσ79）计算[]Fa SaF Y Y σ [][]016383.024277.124.2013587.061.30659.162.2222111≈⨯=≈⨯=F S F F S F Y Y Y Y σσαααα (2)设计计算 []32121cos 2F S F d n Y Y z Y KT m σεφβαααβ⋅≥＝ mm 7536.1016383.060.123114cos 91.01029.7223.223223=⋅⨯⨯︒⨯⨯⨯⨯⨯综合考虑取m=2 mm 已可满足弯曲强度，但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mm d 54.591=来计算应有的齿数 89.28214cos 54.59cos 11=︒⨯==n m d Z β 取为29 9112=⨯=z u z4．几何尺寸的计算 （1）计算几何中心距 mm 67.123cos 2)(21=+=βn m z z a 圆整后取中心距＝124mm （2）按圆整后的中心距修正螺旋角 ︒=+=59.142)(arccos 21am z z n β因为β值改变不多。

故参数,,,H a K Z βε等不必修正。

（3）计算大小齿轮的分度圆直径 mm m z d mm m z d n n 06.188cos 291cos 93.59cos 229cos 2211=⨯===⨯==ββββ （4）计算齿轮宽度 mmB B mmd b d 65mm 6093.59121＝，＝圆整后取==φ8(二)低速级齿轮设计计算1、选择精度等级，材料和齿轮齿数1）材料：由《机械设计》表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质处理)硬度为270-290HBS.大齿轮材料为45号钢硬度为230-250HBS,硬度差为40HBS. 2）精度等级选7级精度 3）选择小齿轮齿数为25=1Z ，则大齿轮的齿数5.6042.2252=⨯=Z 取614）选取螺旋角14β=︒2、按齿面接触强度计算 213121t E Ht d d H K T Z Z i d i φεσ⎛⎫+≥ ⎪⎝⎭(1)确定式中各值 1)试取载荷系数为Kt=1.7 2)由《机械设计》（下同）图10-30取区域系数433.2=H Z3)由表10-7取齿宽系数d φ=14)由表10-6查得材料弹性影响系数EZ =189.812MPa . 5)由图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限lim1σ=600MPa.大齿轮接触疲劳强度极限lim2σ=550MPa.6）由图10-26查得765.01=αε，860.02=αε625.121=+=αααεεε 7)应力循环次数 81128111021084.416365503.2306060⨯==⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=i N N L n N h 由10-19取接触疲劳寿命系数99.096.021==HN HN K K 接触疲劳许用应力: 取失效概率为1%.安全系数为 S=19由 式[][]MPaSK MPaSK lin HN H lin HN H 5.544576222111====σσσσ则2][][][21H H H σσσ+==560.25Mpa(2）计算1)小齿轮分度圆直径.213121t E H t d d H K T Z Z i d i φεσ⎛⎫+≥ ⎪⎝⎭＝mm 35.75)560.258.189433.2(42.2142.2625.111098.2127.12323=⨯+⨯⨯⨯⨯2)计算圆周速度s m n d v t /91.010006011==⨯=π3)宽度b 及模数ntm45.11/57.625.292.22514cos 35.75cos 35.75111====︒⨯=⨯==⨯=h b m m m h m mz d m m m d b nt t nt t d βφ 4)计算纵向重合度βε98.1tan 318.01==βφεβz d5)计算载荷系数K由表10-2得使用系数25.1=A K ，根据v=0.91m/s,七级精度等级由图10-8查的动载系数05.1=v K ， 由表10-4查的425.1=βH K ，由图10-13查的38.1=βF K ， 表10-3查得2.1==ααF H K K24.22.1425.105.125.1=⨯⨯⨯==αβH H V A K K K K K 6)按实际载荷系数下的校正分度圆直径10mm K K d d t t 61.827.124.235.753311=== 7)计算模数mm z d m n 21.3cos 11==β3.按齿根弯曲强度设计由式（10-17）[]213212cos F S n d F KTY Y Y m Z βαααβφεσ=（1）确定参数1)计算载荷系数17.22.138.105.125.1=⨯⨯⨯==αβF F V A K K K K K2)根据纵向重合度98.1=βε, 由图10-28查得螺旋角影响系数0.88Y β=3)计算当量齿数78.66cos 37.27cos 321311====ββZ Z Z Z v v4)由表10-5查得齿形系数为 25.2,57.221==ααF F Y Y5)应力矫正系数: 74.1,60.121==ααS S Y Y6）由图10-20C 查得小齿轮弯曲疲劳强度 MPa FE 5051=σ 查得大齿轮弯曲疲劳强度 MPa FE 3852=σ 7）由图10-18查弯曲疲劳寿命系数 小大齿轮的寿命81128111015.21021.560⨯==⨯=⨯⨯=i NN L n N h取88.01=FN K 92.01=FN K118）计算弯曲疲劳许用盈应力，取s=1.4，由式10-12得[][]MPaSK MPaSK FE N FN FE N FN 25343.317222111=⨯==⨯=σσσσ9）计算[]Fa SaF Y Y σ[][]01547.001295.0222111≈≈F S F F S F Y Y Y Y σσαααα(2)．设计计算 []32121cos 2F S F d n Y Y z Y KT m σεφβαααβ⋅≥＝ mm 13.201295.0625.125114cos 88.01098.21217.223223=⋅⨯⨯︒⨯⨯⨯⨯⨯ 综合考虑取m=2.5 mm 已可满足弯曲强度，但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mm d 35.751=来计算应有的齿数 06.325.214cos 61.82cos 11=︒⨯==n m d Z β 经估算1Z 取32中间轴大齿轮与低速轴发生干涉。