圆柱齿轮设计说明书

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圆柱齿轮设计说明书
设计人：蹬蹬
班级:2021机械电子工程〔2〕班
学号：2021330300183
指导教师：钱萍
完成日期：2021 年11月17日—2021 年11月30日
目录1.电动机类型的选择2
1.1原始数据：2
1.2减速器输出轴的功率2
1.3传动比的分配2
2.圆柱齿轮的设计：3
2.1选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数3
3.按齿面接触疲劳强度设计3
3.1按齿根弯曲疲劳强度设计6
3.2几何尺寸的计算9
3.3圆整中心距后的强度校核10
3.4主要设计结论15
3.5构造设计15
4.参考文献18
1.电动机类型的选择
1.1原始数据：
参数：
减速器的输出轴转矩228
减速器的输出轴转速104
1.2减速器输出轴的功率
〔1〕根据圆柱齿轮的传动效率：取.根据V带的传动效率：取.
〔2〕得出电动机的功率：
〔3〕根据圆柱齿轮的及V带的传动比要求：选择电动机型号：
电动机的参数如下：
电机型号满载转速〔r/min〕额定功率〔kw〕
Y132S-6 960 3
1.3传动比的分配
（1）总传动比：
（2）根据圆柱齿轮的及V带的传动比的要求：
2.圆柱齿轮的设计：
2.1选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数
（1）根据题目的要求，选择斜齿圆柱齿轮传动，压力角取为20°
（2）带式输送机为一般工作机器，参考表10-6，选用7级精度。

（3）材料选择。

由表10-1，选择小齿轮的材料为40Cr〔调质〕，齿面硬度280HBS，大齿轮的材料为45钢〔调质〕，齿面硬度240HBS。

（4）选小齿轮的齿数，大齿轮的齿数,取.
（5）初选螺旋角
3.按齿面接触疲劳强度设计
（1）由式〔10-24〕试算小齿轮分度圆直径，即
1)确定公式中的参数值。

a)试选载荷系数
b)由图10-20查取区域系数
c)由式〔10-21〕计算接触疲劳强度用重合度系数。

d)由式〔10-23〕可得螺旋角系数
e)计算小齿轮转矩
小齿轮的功率：
小齿轮的转矩：
f)由表10-5查得材料的弹性影响系数
g)计算接触疲劳许用应力
由图10-25d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限
，
由式〔10-15〕计算应力循环次数：
由图10-23查取接触疲劳寿命系数
取失效概率为1%，平安系数S=1，由式〔10-14〕得：
取和中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即
2)试计算小齿轮的分度圆直径
（2）调整小齿轮的分度圆直径
1）计算实际载荷系前的数据准备
a)圆周速度：
b)齿宽b
2）计算实际载荷系数
a)由表10-2查得使用系数
b)根据V，7级精度，由图10-8查得动载荷系数
c)齿轮的圆周力
，由表10-3查得齿间载荷分配系数
d)由表10-4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支撑非对称布
置时，
那么载荷系数为
3）由式〔10-12〕，可得按实际载荷系数算得的分度圆直径
及相应的齿轮模数：
3.1按齿根弯曲疲劳强度设计
（1）由式〔10-20〕试算齿轮模数，即
1）确定公式中的各参数值
a)试选载荷系数
b)由式〔10-18〕，可得计算弯曲强度的重合度系数
c)由式〔10-19〕，可得计算弯曲强度的螺旋角系数
d)计算
由当量齿数
.查图10-17，得出齿形系数
由图10-18查得应力修正系数
由图10-24c查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为
，
由图10-22查得弯曲疲劳寿命系数
取弯曲疲劳平安系数，由式〔10-14〕得：
因为大齿轮的大于小齿轮，所以取
2）试算齿轮模数
（2）调整齿轮模数
1）计算实际载荷系数前的数据准备
a)圆周速度
b)齿宽b
c)齿高h及宽高比b/h
2）计算实际载荷系数
a)根据,7级精度，由图10-8查得动载系数
b)由
.查得表10-3得齿间载荷分配系数
c)由表10-4用插值法查得结合查
得10-13，得
那么载荷系数为：
3）由式〔10-13〕，可得按实际载荷系数算得的齿轮模数
比照计算结果，由齿面接触强度计算的法面模数大于由齿
根弯曲疲劳强度计算的法面模数，从满足弯曲强度出发，从标
准中就近取，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来计算小齿
轮的齿数，即,取
，那么，取，与互为质数。

3.2几何尺寸的计算
（1）计算中心距
考虑到模数从1.445增大到2，为此将中心距圆整为106mm
（2）按圆整后的中心距修正螺旋角
（3）计算小、大齿轮的分度圆直径
（4）计算齿轮宽度
考虑不可防止的安装误差，为了保证设计齿宽b和节省材料，一般将小齿轮齿宽略加宽〔5-10〕mm，即
取
3.3圆整中心距后的强度校核
齿轮副的中心距在圆整之后，，等均产生变化，应重新校核齿轮强度，以明确齿轮的工作能力。

（1）齿面接触疲劳强度的校核
1）计算实际载荷系前的数据准备
a)圆周速度：
b)齿宽b
2）计算实际载荷系数
a)由表10-2查得使用系数
b)根据V，7级精度，由图10-8查得动载荷系数
c)齿轮的圆周力
，由表10-3查得齿间载荷分配系数
d)由表10-4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支撑非对称布
置时，
那么载荷系数为
3）计算小齿轮的赫兹应力，即
4）确定公式中的参数值。

a)载荷系数
b)由图10-20查取区域系数
c)由式〔10-21〕计算接触疲劳强度用重合度系数。

d)由式〔10-23〕可得螺旋角系数
e)由表10-5查得材料的弹性影响系数
5）计算小齿轮的赫兹应力
满足齿面接触疲劳强度条件。

（2）齿根弯曲疲劳强度校核
1）计算实际载荷系数前的数据准备
a)圆周速度
b)齿宽b
c)齿高h及宽高比b/h
2）计算实际载荷系数
d)根据,7级精度，由图10-8查得动载系数
e)由
.查得表10-3得齿间载荷分配系数
f)由表10-4用插值法查得结合查
得10-13，得
那么载荷系数为：
3）计算齿轮的弯曲应力，即
4）确定公式中的各参数值
a)载荷系数
b)由式〔10-18〕，可得计算弯曲强度的重合度系数
c)由式〔10-19〕，可得计算弯曲强度的螺旋角系数
d)确定
由当量齿数
.查图10-17，得出齿形系数
由图10-18查得应力修正系数
5）计算齿轮的弯曲应力，即
齿根弯曲强度满足要求，并且小齿轮抵抗弯曲疲劳破坏的能力大于大齿轮。

3.4主要设计结论
齿数，模数，压力角，螺旋角
，变位系数，中心距，齿宽。

小齿轮选用40Cr〔调质〕，大齿轮选用45钢〔调质〕，齿轮精度按7级精度设计。

3.5构造设计
以大齿轮为例。

因为齿轮的齿顶圆直径大于160 mm，而又小于500 mm，故以选用腹板式构造为宜。

其他有关尺寸按图10-37的构造尺寸设计，并绘制大齿轮的零件图。

参考文献
[1]濮良贵，国定，吴立言.机械设计.9版.：高等教育，2021.
[2]王昆，何小柏，汪信远.机械设计课程设计.1版.：高等教育.1995
[3]蓓智.互换性与技术测量.1版.：华中科技大学.2021.
[4]吴宗泽，高志，罗胜国。

威.机械设计课程设计手册.4版.：高等教育.2021.。