无级变速器设计说明书

目录
第1章绪论....................................................
1.1无级变速器的简介............................................
1.2无级变速器的分类............................................
1.3机械无级变速器..............................................
1.3.1机械无级变速器的发展概况
1.3.2机械无级变速器的分类 .............................................
1.3.3机械无级变速器的应用
第2章变速器设计方案及论证 .....................................
2.1变速器的设计要求............................................
2.2变速器设计方案论证..........................................
2.2.1传动方案
2.2.2方案的分析
第3章变速器主要参数的设计计算 .................................
3.1电机的选择..................................................
3.2齿轮的设计..................................................
3.2.1齿轮的设计要求
3.2.2齿轮的相关参数计算
3.3轴的直径的确定..............................................
3.4轴承的设计..................................................
3.5键的设计....................................................
3.6联轴器的选择
3.7设计零件的校核
3.7.1轴的校核
3.7.2轴承的校核
3.8箱体的设计..................................................
第4章变速器的润滑与密封 .......................................
第5章变频器的调控分析
5.1变频器的简介
5.2变频器对电机的控制
第6章结论.....................................................
参考文献: ........................................................
致谢............................................................
附录Ⅰ......................................... 错误！未定义书签。

摘要
随着我国现代工业的飞速发展，机械无级变速器的适用范围广，采用无级变速器，尤其是配合减速传动时进一步扩大其变速范围与输出转矩，能更好适应各种机械的工况要求，使之效能最佳。

在提高产品的产量与质量，适应变速需要，节约能源，实现整个系统的机械化、自动化等各方面皆具有显著的效果，故无级变速器目前已成为一种基本的通用传动型式，应用于纺织、轻工、食品、包装、化工、机床、起重运输、矿山冶金、工程、农业、国防及实验等各类机械，已开发有各种类型并已系列化生产。

因此可见研究重载领域中的无级变速器对于我国的重工业发展有着重要的意义。

设计的变速器其特点是：双输入，通过机械行星齿轮机构耦合单输出，以调节其中一个小功率输入来达到对输出的调节，从而能起到，减少耗费，节省能源和成本的效果，是一种用于重载领域行星式无级变速器。

本文主要介绍了机械式行星无级变速器的概述及其方案的确定、变速器主要参数的选择与主要零件的设计、变速器齿轮的强度计算与材料的选择、变速器轴的强度计算与校核。

关键词：行星无级变速器结构设计功率合流
Abstract
With the rapid development of modern industry in China,the application of the mechanical stepless transmission is range. Adopts stepless transmission, especially with reduction drive which can further enlarge its range of variable speed and output torque, it also can better adapt to the working condition of mechanical requirements，make the efficiency of the best. As in improving yield and quality of products, meet the needs of variable speed, save energy and realize mechanization, automation and so on various aspects of the whole system, it has significant effect. So the stepless transmission has become a basic universal transmission type, used in textile, light industry, food, packaging, chemicals, machine tools, lifting the transport, mining, metallurgy, engineering, agriculture, national defence and test and other kinds of machinery, it has developed various types and has set up a series production. Thus it can be seen, the research in the field of overloading stepless transmission has important significance to the development of heavy industry in our country.
The features of the transmission that we designed are: double input, single output, planetary gears by mechanical coupling to adjust one of the small power input to the output adjustment, which can play, and reduce the cost, save energy and cost effect, is a kind of planet type stepless transmission used for the field of overloading.
This article mainly introduced the overview of mechanical planetary stepless transmission and its solution, the selection of transmission main parameters and the design of main parts, the strength calculation of gears with the material selection, strength calculation and checking of the transmission shaft.
Keywords: power confluence planetary stepless transmission structure design
第1章绪论
1.1 无级变速器的简介
无级变速指可以连续获得变速范围内任何传动比的变速系统，通过无级变速可以得到传动系与发动机工况的最佳匹配，常见的无级变速器有液力机械式无级变速器和金属带式无级变速器。

1.2无级变速器的分类
无级变速按传动方式可采用液体传动、电力传动和机械传动三种方式。

1、液体传动分为两类：一类是液压式，主要是由泵和马达组成或者由阀和泵组成的变速传动装置，适用于中小功率传动。

另一类为液力式，采用液力耦合器或液力矩进行变速传动，适用于大功率（几百至几千千瓦）。

液体传动的主要特点是：调速范围大，可吸收冲击和防止过载，传动效率较高，寿命长，易于实现自动化：制造精度要求高，价格较贵，输出特性为恒转矩，滑动率较大，运转时容易发生漏油。

2、电力传动基本上分为三类：一类是电磁滑动式，它是在异步电动机中安装一电磁滑差离合器，通过改变其励磁电流来调速，这属于一种较为落后的调速方式。

其特点结构简单，成本低，无级变速，操作维护方便：滑动最大，效率低，发热严重，不适合长期负载运转，故一般只用于小功率传动。

二类是直流电动机式，通过改变磁通或改变电枢电压实现调速。

其特点是调速范围大，精度也较高，但设备复杂，成本高，维护困难，一般用于中等功率范围（几十至几百千瓦），现已逐步被交流电动机式替代。

三类是交流电动机式，通过变极、调压和变频进行调速。

实际应用最多者为变频调速，即采用一变幅器获得变幅电源，然后驱动电动机变速。

其特点是调速性能好、范围大、效率较高，可自动控制，体积小，适用功率范围宽：机械特性在降速段位恒转矩，低速时效率低且运转不够平稳，价格较高，维修需专业人员。

近年来，变频器作为一种先进、优良的变速装置迅速发展，对机械无级变速器产生了一定的冲击。

3、机械传动的特点主要是：转速稳定，滑动率小，工作可靠，具有恒功率机械特性，传动效率较高，而且结构简单，维修方便，价格相对便宜；但零部件加工及润滑要求较高，承载能力较低，抗过载及耐冲击性较差，故一般适合于中、小功率传动。

1.3机械无级变速器
1.3.1机械无级变速器的发展概况
机械无级变速器最初是在19世纪90年代出现的，至20世纪30年代以后才开始发展，但由于当时受材质与工艺方面的条件限制，进展缓慢。

至20世纪50年代，尤其是70年代以后，一方面随着先进的冶炼和热处理技术，精密加工和数控机床以及牵引传动理论与油品的出现和发展，解决了研制和生产无级变速器的限制因素；另一方面，随着生产工艺流程实现机械化、自动化以及机械要改进工作性能，都需大量采用无级变速器。

因此在这种形势下，机械无级变速器获得迅速和广泛的发展。

主要研制和生产的国家有日本、德国、意大利、美国和俄罗斯等。

产品有摩擦式、链式、带式及脉动式四大类约30多种结构型式。

输入功率一般为N=(0.09-30)kw,个别类型可达到N=(150-175)kw,输入转速一般为
n=(750、1500、3000)r/min;输出转速可以正、反转,增速或降速,最低转速可降低至零。

自20世纪80年代以后,机械无级变速器的主要展趋向是美、日等国进行用于汽车的高速、高效、大转矩机械无级变速器的研制开发。

国内无级变速器是在20世纪60年代前后起步的，当时主要是作为专业机械配套零部件，由专业机械厂进行仿制和生产，例如用于纺织机械的齿链式，化工机械的多盘式以及切削机化工机械的多盘式以及切削机床的Kopp型无级变速器等,但品种规格不多，产量不大，年产量仅数千台。

直到80年代中期以后，随着国外先进设备的大量引进，工业生产现代化及自动流水线的迅速发展，对各种类型机械无级变速器的需求大幅度增加，专业厂开始建立并进行规模化生产，一些高等院校也开展了该领域的研究工作。

经过十几年发展,现在,国内机械无级变速器行业从研制、生产、到情报信息各方面已组成一较完整的体系,发展为机械领域中一个新兴行业。

1.3.2机械无级变速器的分类
机械无级变速器分为摩擦式、链式、带式和脉动式四大类。

（1）摩擦式无级变速器变速传动机构由各种不同几何形状的刚性传动元件组成，利用主、从动件（或通过中间元件）在接触处产生的摩擦力进行传动，并通过改变接触处的工作半径实现无级变速。

由于这类变速器除了利用摩擦力之外，还可以利用润滑油膜牵引力进行传动，故通常也把它称为牵引（式）传动。

但是，牵引传动实际上只有当接触区处于液体润滑状态时才能实现。

然而一般变速器大都处于混合润滑状态，达不到液体润滑状态要求，故它主要还是依靠摩擦力进行传动。

（2）链式无级变速器变速传动机构由主、从动链轮及套于其上的刚质挠性链组成，利用链条左右两侧面与作为链轮的两锥盘接触位置和工作半径，从而实现无级变速。

（3）带式无级变速器与链式变速器相似，它的变速传动机构是由作为主、从动带轮的两对锥盘及张紧在其上的传动带组成。

其工作原理也是利用传动带左右两侧面与锥盘接触所产生的摩擦力进行传动，并通过改变两锥盘的轴向距离以调整它们与传动带的接触位置和工作半径，从而实现无级变速。

（4）脉动式无级变速器变速机构主要由3~5相连杆机构组成，或者是连杆与凸轮和齿轮等机构的组合，其工作原理与连杆机构相同，但为了使输出轴能够获得连续的旋转运动，这里需配置输出机构（如超越离合器）。

1.3.3机械无级变速器的应用
机械无级变速器的适用范围广，在有驱动功率固定的情况下，因工作阻力变化而需要调节转速以生产相应的驱动力矩者（如化工行业中的搅拌机械，即要求随着搅拌物料的粘度、阻力增大而能相应减慢搅拌速度）；有根据工况要求需要调节速度者（如起重运输机械要求随物料及运行区段的变化而能相应改变提升或运行速度，食品机械中的烤干机或制药机械要求随着温度变化而调节转移速度）；有为了获得恒定的工作速度或张力而需要调节速度者（如端面切削机床加工时需保持恒定的切削线速度，电工机械中的绕线机需要保持恒定的卷绕速度，纺织机械中的浆纱机及轻工机械中的薄膜几皆需要调节转速以保持有恒定的张力等）；有为适应整个系统中各种工况、工位、工序或单元的不同要求而需协调运转速度以及需要配合自动控制者（如各种各样半自动或自动的生产、操作或装配流水线）；有为探求获得最佳效益二需变换速度者（如实验机械或离心机需调速以获得最佳分离效果）；如有为节约能源而需进行调速者（如风机、水泵等）；此外，
还有按各种规律的或不规律的变化要求而进行速度调节以及实现自动或程序控制等。

综上所述，可以看出采用无级变速器，尤其是配合减速传动时进一步扩大其变速范围与输出转矩，能更好地适应各种机械的工况要求，使之效能最佳，在提高产品的产量与质量，适应产品变换需要，节约能源，实现整个系统的机械化、自动化等各方面皆具有显著的效果。

故无级变速器目前已成为一种基本的通用式，应用于纺织、轻工、食品、包装、化工、机床、起重运输、矿山冶金、工程、农业、国防及实验等各类机械，已开发有各种类型并已系列化生产。

第2章 变速器设计方案及论证
2.1变速器的设计要求
设计条件及相关参数：
机器功用 变速装置用于重载机械传动
使用寿命 预期寿命10年，平均每天工作14小时
根据设计要求，主要适用于功率 高压电机驱动的水泵、风机、空压机以及磨机、矿井提升等重载传动设备的变速运行，以使广泛的机械设备实现调速节能/提高效益，可分为高转速（600≥）星轮变速器和转速（500r /min ≤）星轮变速器两种。

故设置输出功率为 ，输出转速为
2.2变速器设计方案论证
2.2.1传动方案
图1 行星齿轮传动简图
设计传动方案如图所示，两个电机输入，其中1M 为大功率输入电机，2M 为小功
率电机，大功率电机作为主要动力来源，而小电机的作用主要是功率及速度调节作用。

2.2.2方案的分析
功率耦合部分：我们应用了一类具有功率汇流功能的行星机构复合变速系统，意在使之能够同时提高传动效率、扩大功率容量和速比变化范围。

在各种动力传动系统中,一般而言，机械式传动虽具有传动效率高、功率容量大的优点，但难以获得无级变速器(CVT)的完美传动特性。

虽然存在着一些类型的机械式无级变速器,但由于它们实际上都是基于摩擦传动的，效率、功率容量及可用的变速比范围均偏低。

目前最典型的基于二自由度行星分汇流机构的分割式传动模型，它虽可提高功率容量及效率，但其速比变化范围变得更狭窄，若不采取改进措施，将影响机械的性能，因而仅适合于工作载荷及其变化均不大的轻型机器等，应用范围受到很大的限制。

因此机构采用2K-H型行星减速器, 其基本构造见图1所示，该变速器具有两个自由度, 因此在使用时必须确定两个输入构件的运动，根据机构运行的要求，在行星包的基本构件中，中心轮即太阳轮和内齿圈作为输入构件，行星架即转臂作为输出构件。

无级变速部分：通定控制低压小功率电机实现高压电机驱动设备调速运行,容易实现自动控制,维护操作方便,以致调速费用低，调控电机多样化，除采用一个速度的标准电机外，还可采用低压小功率变极调速、变频调速、电磁调速、小型直流调速等电机。

具有减速扩大转矩的功能,可用高转速标准主电机替代耗材多的低速高压电机实现设备调速运动,既实现调速节能,又使电机材料单位重量传递的功率平均提高几倍以上，节材效益显著。

第3章变速器主要参数的设计计算
3.1电机的选择
根据设计要求及输出功率，考虑传动效率，选择的电机功率分别是：
1200k w
p=
230kw
p=电机详细参数如下：
型 号 额定
功率
额定
电流
转速
效率
功率
因数
堵转转矩 堵转电流 最大转矩 噪声
振动
速度
重量
额定转矩 额定电流 额定转矩 级 级
倍 倍 倍
3.2齿轮的设计
3.2.1齿轮的设计要求
、精度等级齿轮
精度等级的高低，直接影响着内部动载荷、齿间载荷分配与齿向载荷分布及润滑油膜的形成，并影响齿轮传动的振动与噪声。

提高齿轮的加工精度，可以有效地减少振动及噪声，但制造成本大为提高。

一般按工作机的要求和齿轮的圆周速度确定精度等级。

、齿数1Z 和模数
软齿面闭式传动的承载能力主要取决于齿面接触疲劳强度。

故齿数宜选多些，模数宜选小一些。

从而提高传动的平稳性并减少轮齿的加工量。

推荐取124~40Z ≥。

硬齿面闭式传动及开式传动的承载能力主要取决于齿根弯曲疲劳强度。

模数宜选大些，齿数宜选少些。

从而控制齿轮传动尺寸不必要的增加。

推荐取11724Z =。

传递动力的齿轮，模数不应小于 。

、齿宽系数d ψ和齿宽
由齿轮的强度计算公式可知，轮齿越宽，承载能力越高，故轮齿不宜过窄，但增 大齿宽又会使齿面上的载荷分布更趋不均匀，因此齿宽系数应取得适当。

、齿数比u
一对齿轮传动的齿数比u ，不宜选择过大，否则大、小齿轮的尺寸相差悬殊，增大了传动装置的结构尺寸。

一般对于直齿圆柱齿轮传动5u ≤；斜齿圆柱齿轮传动67u ≤。

当传动比=n z i n z =1221
（1n 主动轮转速，2n 从动轮转速，1z 主动轮齿数，2z ：从动轮齿数。

）较大时，可采用两级或多级齿轮传动。

对于开式传动或手动传动，必要时单级传动的u 可取到 ～ 。

3.2.2齿轮的相关参数计算
设该齿轮为齿轮 ，它传递小功率电机的动力，与行星机构的齿轮啮合。

圆柱斜齿轮除可用于平行中传动，还可用于交叉轴传动（螺旋齿轮机构）其特点：重合系数大，传动平稳，齿轮强度高，适于重负载，因此采用圆柱斜齿。

模数m
模数是齿轮的重要参数之一， 圆柱齿轮标准模数m 系列见附表 。

传动比i 和齿数比u
在一对齿轮中，设主动轮转速n 、齿数z ，从动轮转速、齿数则传动比 通常可表示为：
=z n i n z =从主主
从 （1） 在一对齿轮中，若设小齿轮齿数为1z ，大齿轮齿数为2z ，则齿数比u 为
21
1z u z => （2） 显然，在减速传动中u i = ，增速传动中1u i =。

中心距a
中心距a 是圆柱齿轮传动的特征尺寸，也是最重要的几何参数之一。

设计中应取值整齐、简单，并尽量不含小数。

在大批量生产时，推荐中心距按表 选用。

单件或小批量生产时可不受此限，建议参照《标准尺寸 》中的数系选用，或取尾数为 、 、 、 的整数。

齿宽b 和齿宽系数
齿宽b 与小齿轮分度圆直径之比，称齿宽系数，以公式表示，即 1
d b d ψ= （ ） 齿宽系数反映齿轮宽度与径向尺寸之间的比例关系。

的取值大小将直接影响齿轮传动的布局与传动质量，因此也是齿轮设计中的重要参数之一。

由公式（ ），齿宽b 可表示为：
b d = （ ）
在用公式（ ）计算齿宽 时，有时会包含小数部分，一般应对其进行圆整，即取整数。

对于圆柱齿轮传动（人字齿轮除外），通常还应使小齿轮齿宽b 比大齿轮齿宽b 宽出 ～ ，即一般取
b b =（圆整数）
()510mm b b =+ （ ）
这是从有利于降低对安装的要求，并可保证大齿轮能以其整个齿宽参加啮合，而不减小轮齿的有效齿宽来考虑的。

齿轮精度等级的选择
在渐开线圆柱齿轮和锥齿轮精度标准（ 和 ）中，分别对圆柱齿轮和锥齿轮规定有 个精度等级，按精度的高低依次为： 、 、 、 。

并根据对运动准确性、传动平稳性和载荷分布均匀性的要求不同，将每个精度等级的各项公差依次分成三个组，即第 公差组、第
公差组和第 公差组。

此外，还规定了齿坯公差 、齿轮副侧隙和图样标注等各
项内容。

齿轮精度等级应根据传动的用途、使用条件、传动功率和圆周速度等确定。

齿轮材料及其选择
由齿轮失效形式可知，轮齿的工作表面应具有较高的抗点蚀、耐磨损、抗胶合和抗塑性变形的能力，而齿根则应具有较高的抗折断能力。

因此，一般说，理想的齿轮材料应具备这样的特点：即齿面要硬、齿心要韧。

在这方面，钢通过适当的热处理，能够收到满意的效果，故通常是较为理想的齿轮材料。

齿轮用钢，分为碳素结构钢、合金结构钢，或变形钢、铸钢等等。

变形钢通常以锻造成形方法制作毛坯。

毛坯经锻造加工后，可以改善材料性能，提高零件的强度。

对于直径较大、形状复杂、又比较重要的齿轮，一般可采用铸钢，并以铸造成形方式制作毛坯。

钢制齿轮常通过调质、正火、表面淬火以及渗碳淬火、渗氮等各种热处理方法改善材料性能，以满足齿轮的不同工作要求。

选择材料时，要从齿轮的工作条件、制造工艺性和经济性等方面考虑。

选择材料要满足齿轮工作条件的要求，一般地说，工作速度较高的闭式齿轮传动，齿轮容易发生齿面点蚀或胶合，应选择能够提高齿面硬度的中碳或者中碳合金钢，
如： 、 、 等，并进行表面淬火处理；中速中载齿轮传动，可选择综合性能较好的调质钢，如： 、 钢等调质。

受冲击载荷的齿轮，应选择齿面硬、且齿心韧性较好的渗碳钢，如： 或 ，并进行渗碳
淬火处理。

一般讲，重要的或结构要求紧凑的齿轮传动，应当选择较好的材料，如合金钢。

齿轮的详细参数如下：
、斜齿圆柱齿轮
、由表 选择 级精度（ ）
、材料选择。

目前国内外的高速、重载齿轮主要采用低碳合金钢渗碳 淬火或 中碳合金 钢氮化处理，以保证零件心部有足够的韧性和塑性，传动功率大和可靠性高，因此必须选择力学性能高，表面硬化处理的高强度合金钢。

故采用锻造（锻钢）毛坯。

选用材料 该材料的热处理方法是渗碳后淬火，1200,1100B s MPa MPa σσ==，芯部硬度 齿面硬度
、小齿轮齿数124z =，大齿轮齿数277z =
、初步选择螺旋角14β=︒ 螺旋角不宜过大，以减小轴向力tan a t F F β=* 、按齿面接触强度设计
[]
213121()t H E t d H K T Z Z u d u αφεσ±≥ （ ） (1) 确定公式内的各计算数值
1）
试选载荷系数 1.75t A v K K K K K αβ=⨯⨯⨯= 2）
由表1得齿宽系数10.5(1)d a b u d φφ==+(小齿轮做悬臂布置)，取0.5a φ= 3） 计算小齿轮传递的转矩
3311955010955010302950
P T n ⨯⨯⨯⨯== 49.71110 N mm =⨯⋅
） 由附表查得材料的弹性影响系数12
189.8MPa E Z =（两个锻钢齿轮配对） ） 选取区域系数 2.433H Z = ） 由图 查得10.78αε=，20.87αε=，则12 1.65αααεεε=+=
7） 由图 （ ） 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为
lim11650MPa H σ=，大齿轮的接触疲劳强度极限lim21650MPa H σ=
8） 由式 计算应力循环次数
91160=6029501511009.04410h N n jL =⨯⨯⨯=⨯
9
9129.04410 2.818103.21
N N i ⨯===⨯ 9) 由图 取接触疲劳寿命系数10.92HN K =，20.95HN K =（渗碳
淬火钢）
10) 计算接触疲劳许用应力
取失效率为 ，安全系数为 ，由式 得
1lim11[]0.921650MPa 1518MPa HN H K S
σσ=
=⨯= 2lim22[]0.951650MPa 1567.5MPa HN H K S
σσ==⨯= 则许用接触应力为：
12[][]15181567.5[]1542.75MPa 22H H H σσσ++=== （ ）计算
）试算小齿轮分度圆的直径t d 1,由公式得
42312 1.759.71110 4.21 2.433189.8()38mm 0.5 1.65 3.211542.75
t d ⨯⨯⨯⨯≥⨯⨯=⨯ ）计算圆周速度 11
5.78m /s 601000
t d n v π==⨯ ）计算齿宽b 及模数nt m
齿宽 10.53819mm d t b d ϕ==⨯=
模数 11cos 38cos14 1.536mm 24
t nt d m z β⨯︒=== 齿高 2.25 2.25 1.536 3.457mm nt h m ==⨯=
3810.993.457
b h == ）计算纵向重合度βε 10.318tan 0.3180.524tan140.95d z βεϕβ==⨯⨯⨯︒=
）计算载荷系数K
取使用系数 1.25A K =；
由表 查得齿间载荷分配系数 1.4H F K K αα==； 1133100N/mm A T K F b
=> 由表 查得接触疲劳强度计算的齿向载荷分布系数 1.45H K β=； 根据 和 级精度由图 查得动载系数 1.19v K =； 由图 查得弯曲强度计算的齿向载荷分布系数 1.4F K β=. 故载荷系数 1.25 1.19 1.4 1.15 2.395A V H H K K K K K αβ==⨯⨯⨯=，K 与t K 相近，故不必按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径。

138mm t d d ==
模数: 1.536mm n n nt m m m ==
按齿根弯曲强度设计
由式 有 213212cos []Fa Sa n d F KTY Y Y m z βαβφεσ≥
⨯ （ ） （1） 确定计算参数
1） 计算载荷系数
1.25 1.19 1.4 1.4
2.92A V F F K K K K K αβ==⨯⨯⨯=
） 由图 查得齿轮的弯曲疲劳强度极限为121050MPa FE FE σσ==
3） 由图 取弯曲疲劳寿命系数95.01=FN K ，98.02=FN K
4） 计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数 ，由式 得：
1110.951050[]712.5MPa 1.4
FN FE F K S σσ⨯== 2220.981050[]MPa 1.4
FN FE F K S σσ⨯==
5） 根据纵向重合度0.90βε=，从图10-28 P217查得螺旋角影响系数0.89Y β=
6） 计算当量齿数 11332425.18cos cos 14v z z β===︒
22337784.29cos cos 14v z z β=
==︒ 7） 查取齿形系数和应力校正系数
由表 查得齿形系数1 2.65Fa Y =，2 2.22Fa Y =
应力校正系数1 1.58Sa Y =，2 1.77Sa Y =
8） 计算大小齿轮的]
[F Sa Fa Y Y σ并加以比较 111 2.65 1.580.005894[]712.5
Fa Sa F Y Y σ⨯==
222 2.22 1.770.002325[]735
Fa Sa F Y Y σ⨯== 小齿轮的数值比较大
（2） 设计计算 42
3
22 2.929.711100.89(cos14)0.005894 1.80mm 0.524 1.65n m ⨯⨯⨯⨯⨯︒≥⨯=⨯⨯ 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数n m 与由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数相差不大，取标准值2mm n m =，齿数不变。

4.几何尺寸计算
（1）计算中心距 12()(2477)2104.09mm 2cos 2cos14n z z m a β++⨯=
==︒
圆整为
（2）被圆整后的中心距修正螺旋角 12()(2477)2arccos arccos 13.79522104
n z z m a β++⨯===︒⨯ 因β值改变不多，故参数αε、βK 、H Z 等不必修正。

（3） 计算大小齿轮的分度圆直径 1124247.44mm cos cos13.795n z m d β⨯===︒
22772158.57mm cos cos13.795n z m d β⨯=
==︒ （4） 计算齿宽
123.72mm d b d φ==
圆整后取224mm B = 129mm B =
2.5 轴的设计
轴的材料和热处理的选择
对齿轮 ，选择齿轴一体化，材料与小齿轮相同
对齿轮 由《机械设计》教材 表 得
可选 号钢，调质处理， ～
640MPa b σ= 355MPa s σ= 1275MPa σ-=
轴几何尺寸的设计计算
（1） 按照扭转强度初步设计轴的最小直径
根据《机械设计》教材P 表 ，取 ，于是得
对于主动轴： 主动轴3
311min 013011224.27mm 2950
P d A n === 考虑键槽1min 24.27 1.0525.48mm d =⨯=
对于从动轮： 从动轴3
322min 02300.9711235.43mm 24295077
P d A n ⨯===⨯ 考虑键槽2min 35.431.0537.20mm d =⨯=
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径1d （如图所示）。

为了时所选的轴直径1d 与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号。

联轴器的计算转矩2T K T A ca =，查《机械设计》教材P 表 ，考虑到转矩变化不大，故取 1.4A K =，则 2=1.497.11135.95N m ca A T K T =⨯=
减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆装方便及经济问题，选用弹性柱销联轴器
按照计算转矩ca T 应小于联轴器公称转矩即[]T T ca ≤的条件
HL 型弹性柱销联轴器，采用Y 型轴孔，Z 型键轴孔直径选d= mm ，轴孔长度L= mm
2.6 轴承的选择
轴1上：选择圆锥滚子轴承 ，
2.7 有关键的选择
公称尺寸1610b h ⨯=⨯ 轴t= 毂=4.3 半径=
2.8 箱体的计算
1．箱体壁厚10mm ，箱盖壁厚10mm ，箱座上部凸缘高度12mm ，箱盖凸缘厚度12mm ，箱座底凸缘厚12mm
2、地脚螺钉直径M20
3、箱盖与箱座螺栓连接M8
4、轴承端盖螺钉直径M6
5、外箱壁至轴承内壁距离12mm
6、内齿圈齿根与箱壁距离20mm
7、箱座肋板厚10mm
8、通气孔选择M12X1.25
9、油标选择杆式油标M12
10、密封件选用毛毡密封
3、变速器的调控
3.1 变频器对电机的无级调控分析
通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。

该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电（DC ）。

然。