-传动零件的设计计算
减速器结构设计及传动尺寸设计计算
减速器结构设计及传动尺寸设计计算一、运动简图图11—电动机2—V带3—齿轮减速器4—联轴器5—滚筒6—输送带二、工作条件该装置单向传送,载荷稍有波动，多灰尘，小批量，两班制工作,使用期限10年(每年按300天计算)。
三、原始数据滚筒直径D （mm ）：450 运输带速度V （m/s ）：0.28 滚筒周围力F （N ）：12000 滚筒长度L(mm)：800 四、设计说明书内容 1 电动机选择 2 主要参数计算 3 V 带传动的设计计算4 减速器斜齿圆柱齿轮传动的设计计算5 轴的设计计算及校核 6.箱体结构的设计 7. 润滑密封设计 8 参考文献1 电动机选择 (1)选择电动机类型按工作要求和条件，选用Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压380V.(2)选用电动机容量n w =（60×1000）v/πD=11.89r/min P w =FV/1000=3.36kwV 带传动效率η1=0.96滚动轴承效率η2=0.99 ， 闭式齿轮传动效率η3=0.97 ，联轴器效率η4=0.99 ， 传功滚筒效率η5=0.96,其中总效率为32320.960.990.970.990.960.833v ηηηηηη=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=带轴承齿轮联轴滚筒P d =P w /η=4.034kw 选用电动机额定功率为4kw 通常，V 带传动的传动比范围为2到4，二级圆柱齿轮减速器为8到40，则总传动比的范围为16到160，故电动机转速可选范围为：n 1d =(16~160)×11.89=190~1900r/min.符合这一范围的同步转速有750 r/min 、 1000 r/min 、 1500 r/min 现以这三种对比查表可得Y132M-6符合要求,故选用它。
Y132M-6 (同步转速1000r/min)的相关参数表12. 主要参数的计算(1)确定总传动比和分配各级传动比传动装置的总传动比i a=n m/n w=960/11.89=80.74取V带传动单级传动比i01=2.8，减速器的总传动比i为：i=i a/i01=28.836 i12=(1.4i)1/2=6.354 i23=i/i12=4.538初分传动比为i 1=2.8，i2=6.354，i v带=4.538(2)计算传动装置的运动和动力参数本装置从电动机到工作机有三轴，依次为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ轴，则1、各轴转速n1=n m/i w=343 r/minn2=n1/i1=54 r/minn3=n2/i2= 11.9 r/min2、各轴功率P1=P dη01=P d×ηv带= 4.0 × 0.96=3.84kwP2=P1η12=P1×η轴承×η齿轮=3.84× 0.99×0.97=3.69 kwP3=P2η23=P2×η轴承×η齿轮= 3.69× 0.99×0.97=3.54kw3、各轴转矩T d=9550P d/n d=40.1N.mT1=T d i带η01=107.79 N.m187.542 4.2430.990.97356.695T T i N m η==⨯⨯⨯=⋅ⅡⅠⅠⅡT 2=T 1i 1η12=657.7 N.m2356.695 3.0310.990.971038.221T T i N mη==⨯⨯⨯=⋅ⅢⅡⅡⅢT 3=T 2i 2η23=2866.15 N.m表2传动比3. V 带传动的设计计算(1)确定计算功率ca P查表可得工作情况系数 1.2A k = 故P ca =k A ×P= 1.2×4.0=4.8 kw(2)选择V 带的带型根据ca P n 、，由图可得选用A 型带。
齿轮传动设计计算实例.docx
各类齿轮传动设计计算实例例1设计铳床中的一对标准直齿圆柱齿轮传动。
C 知：传递功率P = 7.5kw .小齿轮转速 m=1450r/mm 、传动比< = 2.08.小齿轮相对轴乐为不对称布誉，两班制，毎年I •作300d （天），使用 期限为5a （年九解，（1）选择齿轮材料及粘度等级考應此对齿轮传递的功率不大，故大、小齿轮都选用软齿而。
小齿轮选用4OCr,调质•齿而峡度为240〜260HBS ；大齿轮选用45钢,调质，齿而硬度为220HBS （表8.5）•因是机床用齿轮,由表8.10选7精度,要求齿山丙1糙度R a < 1.6〜3.2“” .（2）按齿面接触疲劳强度设讣因两齿轮均为钢制齿轮,所以山（8.28）式得2叫S 誹确定冇关参数如下：1） 齿数乙和齿宽系数Pd収小齿轮齿轮勺=30,则大齿轮齿数z 2=i Zl =2.08x30 = 62.4・圆整z 2 = 62 o 实际传动比i 0 = — = — = 2.067◎ 30传动比误基 = 2 08-2.067 = 0 6%<2-5% 町用。
i2.08齿数比u = /0 = 2.067由表8.9 取忆= 0.9 （因非对称布置及软齿而）2） 转矩T,P7 5T. =9.55xl06—= 9.55xl06x —/nw = 4.94xl04mm“I 14503） 載荷系数K由表8.6取K = 1.35I ）许用接触应力0〃］曲图 8. 33c 査得 o Hhmi = 775M/U o Hhml = 520M 內 由式（8.33）计算应力循环次数NzN u = 6叽5 = 60 x 14 50 x 1 x （16x 300 x 5）= 2.09xl09N"由图& 34査得接傩疲劳的寿命系数Z 灯i =0.89 , Z 附2 =0.93 通过齿轮和一般匚业齿轮,按一般可靠度要求选取A S Z/ =1.0-所以计算两轮的许用接触卜/故得笛胖689.81叭1.0MFd = 483・6MFd520x0.93心"6处竺怦=7643』站心仆心x (2.076 + l)〃吩59.40MV <Pd lt \pH F V 0.9x2.076x483 62I )许用弯曲应力\a F ]由式(8.34)由图& 35c 森得：= 290MPa 厂 2L0MPa由图8. 36査得试验齿轮的咸力修正系数 按一般可靠度选取安全系数 计算阳轮的许用弯曲应力[J =叽上/ f = 290X 2X 0.SS = 40&32M 〃1 h S N1.25[]=m = 210x2x09 Mpa = 302.4M 九 1 J - S N 1.2、将求得的各参数代入式(8.29〉2K1\F 严厂亠丫刖bnrzi= 2x1.35x4.94x2 x2 52x1.625咖55X 22 X 30= 82・76MFa<E[= 80 18MF% 订 2故轮齿齿根穹曲彼劳强度足够。
二级斜齿轮减速器传动零件的设计计算
1. V 带的设计(1) 确定设计功率c P ，选取V 带类型查[1]表7-7得工作情况系数2.1A =K ，根据[1]式（7-17）有： kW 226.2kW 855.12.1mA c =⨯==P K P 依据kW 226.2c =P ，，从[1]图7-9中选用Z 型普通V 带。
(2) 确定带轮基准直径由[1]表7-8查得主动轮的最小直径mm 50d1min=d ，根据带轮的基准直径系列，取mm 90d1=d 。
根据[1]式（7-13），计算从动轮基准直径： mm 180mm 290d1d2=⨯==i d d 根据基准直径系列，取mm 180d2=d 。
(3) 验算带的速度根据[1]式（7-12）有：m/s 735.6m/s 1000601430901000600d11=⨯⨯⨯=⨯=ππn d v 速度在m/s25~5内，合适。
(4) 确定普通V 带的基准长度和传动中心距根据[1]式（7-19），有：()mm 540~189mm )18090)(2~7.0(0=+=a 初步确定中心距mm 4000=a 。
根据[1]式（7-20）计算带的初选长度：()()()()mm96.1128mm 400490180mm 18090214.3mm 400242202d1d2d2d100=⨯-+++⨯=-+++≈a d d d d a L π根据[1]表7-3选取带的基准长度mm 1250d =L 。
根据[1]式（7-21），计算带的实际中心距a 为：mm 52.410mm 296.1228125040020d 0=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=-+=L L a a 根据[1]式（7-22）可知，中心距可调整范围为：()()mm 02.448mm 031250.052.41003.0mm 5.391mm 0151250.052.410015.0dmax dmin =+=+==-=-=L a a L a a即：mm 448mm 392<<a 。
滚子链传动的详细设计计算
通常i≤7；推荐 i=2~3.5；当V＜ 2m/s且载荷平稳 时，i可达10
25
Zmin=
z2大时，节距(或 总长)磨损伸长率 许用值（△p/p） 减少，链传动的磨 损寿命降低，且传 动尺寸大。
张紧链抡的布置应 根据具体结构情况 确定，一般推荐配 置在链条松边靠近 小链轮处，且在链 边的外侧，以增加 小链轮的包角。张 紧链轮至少应有3 个齿与链条啮合。
量柱直径 Dr(上差为:0.01 下差为:0)
齿根圆极限偏差(上偏差为:0)下差： 链轮孔和根圆之间的径向圆跳动需小 于：
4.8 21 69 55 135 7.85 7.4575 7.3005 0.762 1.651 12.7 176.0739443 7870.297998 77.03582763 76.74099169
可保持小链轮上的 包角不小于120 °，且大小链轮不 会相碰。
183.073285
大轮 z2 34 12.7 7.92 14.38
137.641983
链号 p dr
05B
8
5
06B 9.525 6.35
08A 12.7 7.92
08B 12.7 8.51
10A 15.875 10.16
10B 15.875 10.16
优先 选用 齿数 17， 19， 21， 17 23， 25， 38， 57， 76， 95，
根据设计功率Pd和 小链轮转速n1。根 据《机械零件设计 手册》P577选用合 适的节距p。
验算小链轮轮觳孔径 dk≤dkmax
大轮孔径 dk2 初定中心距 a0（一般取a0max） a0max=35*p
72.70053351
61.19582763 4.575147059 2.39 60.90099169 61.19582763 12.07 55 54.62619932
计算过程及计算说明__一、传动方
2、 计算各轴的功率（KW）
PI=P工作=2.4KW
PII=PI×η带=2.4×0.96=2.304KW
PIII=PII×η轴承×η齿轮=2.304×0.98×0.96
=2.168KW
3、 计算各轴扭矩（N•mm）
TI=9.55×106PI/nI=9.55×106×2.4/960
由课本图6-35C查得：
σFlim1=290Mpa σFlim2 =210Mpa
由图6-36查得：YNT1=0.88 YNT2=0.9
试验齿轮的应力修正系数YST=2
按一般可靠度选取安全系数SF=1.25
计算两轮的许用弯曲应力
[σF]1=σFlim1 YSTYNT1/SF=290×2×0.88/1.25Mpa
=2×500+1.57(100+200)+(200-100)2/4×500
=1476mm
根据课本P71表（5-2）取Ld=1400mm
根据课本P84式（5-16）得：
a≈a0+Ld-L0/2=500+1400-1476/2
=500-38
=462mm
(4)验算小带轮包角
α1=1800-dd2-dd1/a×57.30
根据课本P107表6-1取标准模数：m=2.5mm
(6)校核齿根弯曲疲劳强度
根据课本P132（6-48）式
σF=(2kT1/bm2Z1)YFaYSa≤[σH]
确定有关参数和系数
分度圆直径：d1=mZ1=2.5×20mm=50mm
d2=mZ2=2.5×120mm=300mm
齿轮设计计算说明书
齿轮设计计算说明书齿轮设计计算说明书设计背景：齿轮是广泛应用于机械传动系统中的一种重要零件，常用于减速器、变速器、转向器等机械装置中。
在机械设计中，齿轮需要满足一定的强度和耐久性要求，因此需要进行齿轮设计计算。
本说明书将对齿轮设计的相关计算进行详细介绍。
设计计算：1.齿轮参数计算：1.1 齿轮模数（m）的计算公式为：m = K * (√(T_s / (Y * σ))) / (n * z)其中，K为修形系数，取值1.25；T_s为传递的扭矩；Y为齿轮面展向材料的弹性模量；σ为齿轮材料抗弯应力；n为齿轮转速（rpm）；z为齿轮的齿数。
1.2 中心距（a）的计算公式为：a = ((z1 + z2) * m) / 2其中，z1和z2分别为两个齿轮的齿数。
1.3 齿轮模数（m）取值范围为0.5mm至50mm。
1.4 中心距（a）的设计范围应满足：1.4.1 当m≤3mm时，a≥2.5m。
1.4.2 当m＞3mm时，a≥2.2m。
2.齿轮几何参数计算：2.1 齿高（h）的计算公式为：h = 2.25 * m2.2 齿宽（b）的计算公式为：b = 0.85 * m * z2.3 压力角（α）的计算公式为：α = cos^(-1)((a * sin(β)) / ((z1 + z2) / 2))其中，β为齿轮的压力角。
3.齿轮强度计算：3.1 计算传递的扭矩（T_s）：T_s = (P * 60) / (2 * π * n)其中，P为传递的功率（kW）；n为齿轮转速（rpm）。
3.2 计算齿轮面弯矩（F）的公式为：F = (T_s * K_f) / (d1 * m)其中，K_f为齿轮面弯曲系数；d1为齿轮1的基圆直径。
3.3 计算转矩系数（K_v）：K_v = 1.5 * C_v * (b / m)^(0.25)其中，C_v为转矩载荷系数。
3.4 计算齿轮面张力（F_t）的公式为：F_t = (K_v * F) / b3.5 计算齿轮失效应力（σ_f）的公式为：σ_f = (F_t * K_H) / (b * m)其中，K_H为齿轮荷载分布系数。
齿轮传动的强度设计计算
1. 齿面接触疲劳强度的计算齿面接触疲劳强度的计算中，由于赫兹应力是齿面间应力的主要指标，故把赫兹应力作为齿面接触应力的计算基础，并用来评价接触强度。
齿面接触疲劳强度核算时，根据设计要求可以选择不同的计算公式。
用于总体设计和非重要齿轮计算时，可采用简化计算方法；重要齿轮校核时可采用精确计算方法。
分析计算表明，大、小齿轮的接触应力总是相等的。
齿面最大接触应力一般出现在小轮单对齿啮合区内界点、节点和大轮单对齿啮合区内界点三个特征点之一。
实际使用和实验也证明了这一规律的正确。
因此，在齿面接触疲劳强度的计算中，常采用节点的接触应力分析齿轮的接触强度。
强度条件为：大、小齿轮在节点处的计算接触应力均不大于其相应的许用接触应力，即：⑴圆柱齿轮的接触疲劳强度计算1）两圆柱体接触时的接触应力在载荷作用下，两曲面零件表面理论上为线接触或点接触，考虑到弹性变形，实际为很小的面接触。
两圆柱体接触时的接触面尺寸和接触应力可按赫兹公式计算。
两圆柱体接触，接触面为矩形（2axb），最大接触应力σHmax位于接触面宽中线处。
计算公式为：接触面半宽:最大接触应力:•F——接触面所受到的载荷•ρ——综合曲率半径，（正号用于外接触，负号用于内接触）•E1、E2——两接触体材料的弹性模量•μ1、μ2——两接触体材料的泊松比2）齿轮啮合时的接触应力两渐开线圆柱齿轮在任意一处啮合点时接触应力状况，都可以转化为以啮合点处的曲率半径ρ1、ρ2为半径的两圆柱体的接触应力。
在整个啮合过程中的最大接触应力即为各啮合点接触应力的最大值。
节点附近处的ρ虽然不是最小值，但节点处一般只有一对轮齿啮合，点蚀也往往先在节点附近的齿根表面出现，因此，接触疲劳强度计算通常以节点为最大接触应力计算点。
参数直齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮节点处的载荷为综合曲率半径为接触线的长度为，3）圆柱齿轮的接触疲劳强度将节点处的上述参数带入两圆柱体接触应力公式，并考虑各载荷系数的影响，得到：接触疲劳强度的校核公式为：接触疲劳强度的设计公式为：•KA——使用系数•KV——动载荷系数•KHβ——接触强度计算的齿向载荷分布系数•KHα——接触强度计算的齿间载荷分配系数•Ft——端面内分度圆上的名义切向力，N；•T1——端面内分度圆上的名义转矩，N.mm；•d1——小齿轮分度圆直径，mm；•b ——工作齿宽，mm，指一对齿轮中的较小齿宽；•u ——齿数比；•ψd——齿宽系数，指齿宽b和小齿轮分度圆直径的比值（ψd=b/d1）。
齿轮传动设计计算实例(114)
解：
cos
mn 2a
z1
z2
4 30 60
2 190
0.9474
所以
1840
tan t
tan n cos
tan 20 cos1840
0.3640 0.9474
0.3842
d1
mn cos
z1
4 30 0.9474
mm 126.662mm
F2
2KT1 bm 2 z 2
YFa2YSa2
F1
YFa 2 YSa 2 YFa1YSa1
82.76 2.2881.734 MPa 2.52 1.625
80.18MPa＜ F 2
故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够。
（4）计算齿根传动的中心距 a
a
m 2
z1
z2
2 2
db2 d 2 cos t 253.325 0.9335mm 236.479mm
例 3 试设计带式运输机减速器的高速级圆柱齿轮传动。已知输入功率 P 40kW ，小齿轮转速 n1 970r / min ，传动比 i 2.5 ，使用寿命为 10a（年）（设每年工作 300d（天）），单班制，电动机驱动，
（3）校核齿面接触疲劳强度
由式（8.45）
H 3.17Z E
KT u 1
bd 12 u
H
确定有关参数和系数：
1）分度圆直径
d1
mn z1 cos
3 24 cos1415
mm 74.29mm
齿轮齿条传动设计计算
程序设计： 邓 时俊 2002.06
10026 ② 30202
1.5
22
0
齿条节线至基准面距离
齿条长度
L2
第Ⅰ公差组精度等级
第Ⅱ公差组精度等级
第Ⅲ公差组精度等级
输入方式 1：
23.5 毫米 1000 毫米
8 7 7
齿轮齿厚上偏差代码
齿轮齿厚下偏差代码
齿条齿厚上偏差代码
齿条齿厚下偏差代码
最法向侧隙
说明：齿条节线 是与齿轮分度圆 相切的线
注：齿厚极限偏 差共14 种，越往 后间隙越大： C=+fpt，D=0， E=-2fpt，F=4fpt，
G，H，J， K，L，M，N， P，R=-40fpt， S=-50fpt （单 位：微米）
注：如果侧隙不 合适，可重新选 择齿厚极限偏差 种类。
dp20 dp2
齿 面 接 触 斑 点 按高度
按长度
X方向轴线平行度公差 f x
Y方向轴线平行度公差 f y 安装距极限偏差 ±fa 齿坯公差：
孔径尺寸公差
顶圆孔尺径寸形公状差公（差用作基
准）
（不用
作基准）
图样标注: 齿轮1
8
0.05 毫米 0.014 毫米 0.013 毫米 0.011 毫米
GB
IT7
1G8B00
IT6
1G8B00
IT11I，T8但不大 1800 于 0.15
-7
-7
齿轮2
8
-7
-7
打印终止 ***********************
0.011 毫米 45% 60% 0.011 毫米 0.0055 毫米 0.0195 毫米
毫米
-0.1 -0.2 -0.15 注：-0齿.2厚5 上 、下偏差两
机械设计课程设计内容及要求
机械设计课程设计1、机械设计课程设计的性质、任务及要求课程性质：考查课设计内容：二级齿轮减速器需完成的工作：1）二级齿轮减速器装配图1张2）零件图2张3）设计计算说明书1份设计时间：三周考核方式：检查图纸、说明书+ 平时考核+ 答辩要求：1）在教室里进行设计。
2）按照规定时间完成阶段性任务。
3）未经指导教师允许，不得用AutoCAD绘图。
4）按照规定的格式和要求的内容书写说明书。
2、课程设计的内容和步骤例图:1）传动装置的总体设计（周一）①选择电动机P电=P工/η建议同步转速取1000 rpm或1500rpm②分配传动比i总=i1i2i链对于二级圆柱齿轮减速器i1 =1.3~1.4 i2③各轴的传动参数计算P k= P k-1/ηk n k= n k-1/i k T k=9550*P k/n k2）传动零部件的设计计算（周二）包括:带传动的设计计算; 链传动的设计计算;齿轮传动的设计计算等,设计方法主要参照教科书。
（注意：齿轮传动的中心距应为尾数为0 或5 的整数，故最好选用斜齿传动。
3）装配草图的绘制（周三～下周一）①轴系零部件的结构设计初估轴的最小直径；轴的结构设计；轴上零件的选择（如键、轴承、联轴器等）。
②确定箱体尺寸按照经验公式确定箱体尺寸。
③主要轴系部件的强度校核（轴、轴承、键等）。
④确定润滑方式⑤绘制装配草图并确定减速器附件。
4）绘制装配图（0#或1#图纸）（周二～周五）5）绘制零件图（周一）6）编写设计计算说明书（周二）7）答辩（周三～周五）4、设计计算说明书的内容及次序设计任务书；目录（标题及页次）；1.电动机的选择计算1.1计算电动机功率工作机功率1.2确定工作机转速2.分配传动比2.1总传动比2.2减速器外各传动装置的确定2.3减速器传动比2.3.1减速器高速级传动比2.3.2低速级传动3.传动装置的运动与动力参数的选择和计算(计算减速器各轴的功率P、转速n和扭矩) 3.1电动机轴的参数3.2减速器高速轴的参数3.3减速器中间轴的参数3.4减速器低速轴的参数3.5………………………………4.传动零件的设计计算4.1减速器外部零件的设计计算4.1.1带传动的设计计算4.1.2链传动的设计计算4.1.3 ………………………………4.2减速器内部传动零件的设计计算4.2.1高速级齿轮的设计计算（1）齿轮轮的受力分析（2）齿轮的弯曲强度计算（3）齿轮的接触强度计算4.2.2低速级齿轮的设计计算（1）齿轮轮的受力分析（2）齿轮的弯曲强度计算（3）齿轮的接触强度计算5.轴的设计计算5.1高速轴的设计5.1.1高速轴的结构设计（1）初估直径（2）确定各轴段的尺寸。
四 齿轮传动的设计计算
齿轮传动的设计计算1、选择齿轮材料及精度等级根据课本表12-3可得，大小齿轮都选用45钢，大齿轮正火处理，硬度为162~217HBS ，小齿轮调质处理，硬度为217~255HBS ,因为是普通减速器所设计的齿轮可选用便于制造且价格便宜的材料，齿轮选8级精度，要求齿面粗糙度≤a R 3.2～6.3m μ。
2、按齿面接触疲劳强度设计1） 因两齿轮均为钢质齿轮，可应用课本式12-11求出1d 值。
确定有关参数与系数：d1≥76.432][d )1(13h u U KT σψ+ 2）转矩1T1T =9.55×1061n p N ·mm=9.55×1066505.7=110192 N ·mm 3）载荷系数K ：查表取K=1.24）齿数1z 和齿宽系数d ψ试选小齿轮的齿数1z 取为40，则大齿轮齿数2z =uz 1=40x3.7=148。
因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由课本表10.20选取d ψ=0.4。
有教材表12-3得【σh1】=520mpa,[ σh2]=470mpa 计算小齿轮分度圆直径d 1≥76.43×2][)1(13h du u KT σψ+=76.43×2^5207.34.0)17.3(1101922.13⨯⨯+⨯⨯=88.5mm 计算模数 m=mm mm z d 21.2405.8811== 由课本表10.3取标准模数m=2.5mm3、主要尺寸计算mm mm mz d 100405.211=⨯==mm mm mz d 3701485.222=⨯==齿轮宽度 mm mm d b d 401004.01=⨯==ψ经圆整后取 b=2B =50mm1B =55mm中心距 a=22d 1d += 2370100+ =235mm4、按齿根弯曲疲劳强度校核由课本式（10.24）得出F σ，如[]F F σσ≤则校核合格。
确定有关系数与参数：1）、齿形系数F Y查课本12-5得1F Y =2.35，2F Y =2.182）、应力修正系数S Y 查课本表12-6得==2171.1S S Y Y ， 1.80 3）许用弯曲应力[1F σ]根据齿轮材料和齿面硬度由表12-3查得MPa M F F 280 pa 3012lim 1lim ==σσ。
锥齿轮传动设计计算
锥齿轮传动计算卡编号：16（弧齿锥齿轮）产品型号：订货号：10026零件件号：①30201②30202计算人 ：计算日期：注：“度.分秒”标注示例 — 56.0638 表示56度6分38秒；35.596 表示35度59分60秒（即36度）。
项目①小轮②大轮几何参数：旋 向右 旋左 旋齿数Z1324大端端面模数m7.5毫米轴交角Σ90度法向压力角αn20度中 点 螺 旋 角βm39度齿宽b30毫米全齿高系数x t 1.888工作齿高系数x w 1.7顶隙 系 数c0.188高度变位系数x0.2756-0.2756切向变位系数x s0.0069-0.0069分度圆直径d97.5毫米180毫米外锥距Ra102.3551毫米毫米分度圆锥角δ28.2635度.分秒61.3325度.分秒顶锥角（等顶隙）δa33.5627度.分秒64.4516度.分秒根锥角δf25.1444度.分秒56.0333度.分秒齿顶高h a8.442毫米 4.308毫米齿根高h f 5.718毫米9.852毫米全齿高h t14.16毫米毫米工作齿高h12.75毫米毫米大端分度圆理论弧齿厚Sa13.893毫米9.669毫米大端顶圆直径d a112.346毫米184.104毫米分锥顶点至轮冠距离A k85.979毫米44.962毫米大端法向弦齿厚S n9.701毫米（单号单面切削法） 6.893毫米大端法向弦齿高H n8.276毫米 4.224毫米重合度ε总 1.714ε纵向 1.221ε端面 1.203较小！大 端 螺 旋 角βa43.0453度.分秒小 端 螺 旋 角βi35.522度.分秒刀盘名义直径选定值Dc190.5毫米公差值：（按 GB11365--89 锥齿轮和准双曲面齿轮精度）精度等级Ⅰ:7Ⅱ:6Ⅲ:6最小法向侧隙种类c法向侧隙公差种类C图样标 注7-6-6c GB 11365--89齿厚上偏差Ess-0.053毫米-0.072毫米齿厚下偏差Esi-0.123毫米-0.167毫米齿厚公差Ts0.07毫米0.095毫米最小法向侧隙jn min0.074毫米最大法向侧隙jn max0.318毫米切向综合公差F'i0.052毫米0.072毫米一齿切向综合公差f'i0.016毫米0.019毫米齿距累积公差F P0.045毫米0.063毫米齿距极限偏差±f pt0.013毫米0.014毫米齿形相对误差的公差f c0.006毫米0.008毫米接触斑（沿齿长）50% 至70%（沿齿高）55% 至75%轴交角极限偏差±EΣ（齿宽中点处的线值）0.032毫米齿坯顶锥母线跳动公差0.025毫米0.03毫米基准端面直径25毫米320毫米齿坯基准端面跳动公差0.025毫米0.015毫米齿坯轮冠距极限偏差-0.075毫米-0.075毫米齿坯顶锥角极限偏差8分8分齿坯尺寸公差轴径IT5GB 1800--79孔径IT6GB 1800--79外径尺寸极限偏差上偏差0下偏差-IT8GB 1800--79承载能力：名义转矩T 250N·m461.54N·m 名义功率P 26.18kW48.33kW 小 轮转速n1000r / min541.67r / min 材质合金钢渗碳淬火支 承 形 式一个是两端支承，另一个是悬臂许用接触应力ζHP1249.99N/mm21249.99N/mm2计算接触应力ζH765.75N/mm2765.75N/mm2接触强度安全系数S H 2.04 2.04许用齿根应力ζFP795.79N/mm2787.75N/mm2计算齿根应力ζF180.16N/mm2175.11N/mm2弯曲强度安全系数S F 3.35 3.41结论意见： ·安全系数过大，造成浪费！·重合度过小！·大端螺旋角大于小端螺旋角，无反向收缩。
行星齿轮传动的设计计算
眠击 一 兰
：
叼
：
由减 速机 的基本 参数 可得 ：
输 扭 性９ ９ ＝ ４ ＝・Ｎ 入 矩 ９ ９ ４７ ’ ５ 斋 ４６ ｍ ４ ５
即 Ｍａ４ ．６Ｎ・ ＝ ４７ ｍ
对于行星传动中的轴承 ，有些位置在理论上 由 于不受力 、只受扭矩而寿命很长 ，选择时只要满足
普遍 式
ｂ ＋ ： ｂ ０ … … … … … … … … … … （） ８
加零 件 也很 多 ，结 构又 较 复杂 ，Ｉ ＭＴ机 构在 行 星轮 内设 置 介轮 ，使齿 轮 和介 轮之 间形成 油膜 ，结 构简 单 ，很值 得参 考 ，但油 膜 间隙加 工工 艺要求 较高 。 对 于 油 膜 机 构 的作 用 原 理 ，本 文 不做 详 细介 绍 ，在应 用 中 ，根 据设 计统计 结 果表 明 ，行 星轮 与 中间浮 环 的间隙取 行星 轴直 径 的 ０１％～ ． ％，当 ． ５ ０４ ５ 速度 较高 、直 径较 小 、负荷较 大 时取 大值 ，反之 取
则 该减 速机 的输 出扭矩 为 ２ １７４Ｎ・Ｉ ４ ． １。 ０ Ｔ
力相对于太阳轮都不是很大 ，但由于行星轮体积较 小 ，受空 间 的限制无 法选 择较 大 的轴承 ，所 以此轴
承一 般是 行星 减速 机 中寿命较 短 的 ，需 要认 真计算
校核
３ 行 星齿轮载荷均衡化机 构
在 多行 星齿 轮传 动 中 ，行 星齿 轮 的均 衡化 是个
ＣＦＨＩ
很 重要 的问题 ，解决不 好 ，将产 生 载荷集 中 ，或运
５ 结 语
以 上 是 对 行 星 齿 轮 传 动 中基 本 参 数 的设 计 计
算 ，这是 后面 进行行 星 减速机 详 细设计 的基 础和关
齿轮传动计算
齿轮传动设计计算试设计如图所示带式输送机用二级圆柱齿轮减速器中的斜齿圆柱齿轮传动。
已知电动机的型号为Y132M-4（额定功率P ＝7.5kW ，满载转速n 1＝1 440 r/min ），高速级齿数比u h ＝5.2，低速级齿数比u l ＝3.7，单向传动，工作机载荷有轻微冲击，每天工作15小时，预期使用寿命10年。
[解]Ⅰ、高速级齿轮传动设计1．选择齿轮材料、热处理、精度等级及齿数（1）运输机为一般工作机器，高速级齿轮选择常用材料及热处理，7级精度。
（2）小齿轮：40Cr （调质），齿面硬度280HBS ；大齿轮：45钢（调质），齿面硬度240HBS 。
硬度相差40HBS 。
（3）选择小齿轮齿数z 1＝31，大齿轮齿数z 2＝uz 1＝5.2×31＝161.2，可取z 2＝161，（传动比误差＜0.124﹪）。
（4）选取螺旋角，初取β＝14°。
（5）当量齿数：z v1＝z 1/cos 3β ＝31/cos 314°＝33.9，z v2＝z 2/cos 3β ＝161/cos 314°＝176.2 2．按齿面接触疲劳强度设计 式（8-18）32H βH E αd 11][12⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛±⋅≥σZ Z Z u u εKT d φ1）确定计算参数（1）试选载荷系数K t ＝1.9 （2）计算小齿轮传递的转矩T 1mm N 10974.414405.71055.91055.9461161⋅⨯=⨯⨯=⨯=n P T（3）由表8-12，选取齿宽系数φ d ＝1.0（4）由表8-9，查得弹性系数Z E ＝189.8MPa （5）由图8-19，查得节点区域系数Z H ＝2.431—电动机，2—高速级联轴器，3—减速器，4—高速级齿轮传动，5—低速级齿轮传动，6—低速级联轴器，7—输送机滚筒带式输送机传动简图（6）端面重合度705.114cos 16113112.31.88cos 112.31.8821α=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛±-=βz z ε （7）螺旋角系数0.98514cos cos β=== βZ （8）由图8-13c ，按齿面硬度查取接触疲劳极限：小齿轮σ Hlim1＝720 MPa ，大齿轮σ Hlim2＝580 MPa ；（9）由式（8-13），计算应力循环次数NN 1＝60jnL h ＝60×1×1440×（15×300×10）＝3.888×109 N 2＝N 2/u ＝3.888×109/（161/31）＝7.486×108由图8-15查得接触疲劳寿命系数：小齿轮K HN1＝0.9，大齿轮K HN2＝1.0 （10）计算接触疲劳许用应力[σ H ]取接触疲劳强度安全系数[S H ]＝1.0，由式（8-12）得MPa 6480.17209.0][][H 1Hlim HN11H =⨯==S K σσMPa 5800.15800.1][][H Hlim2HN22H =⨯==S K σσ2）计算设计参数（1）试算小齿轮分度圆直径d 1t ，取[σH ]＝（[σH ]1＋[σH ]2）/2＝（648＋580）/2＝614 MPamm 671.41614985.043.28.1892.512.5705.10.110974.49.12][1232432H βH E αd 1t t 1=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⋅+⋅⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛±⋅≥σZ Z Z u u εT K d φ mm 304.13114cos 671.41cos 11n =⨯==z βd m取标准模数m n ＝1.5 mm （2）计算中心距()()m m 41.14814cos 2161315.1cos 221=⨯+⨯=+=βz z m a n 将中心距圆整为a ＝148 mm 按圆整后的中心距修正螺旋角()()4012131482161315.1arccos 2arccos21'''=⨯+⨯=+= a z z m βn小齿轮分度圆直径d 1＝m n z 1/cos β＝1.5×31/cos13°21′04″＝47.792 mm 齿宽b ＝φ d d 1＝1.0×47.792＝47.792 mm ，圆整取b ＝50 mm （2）计算圆周速度vs m 60.31000601440792.47π100060π11=⨯⨯⨯=⨯=n d v（3）计算载荷系数K由表8-5查得使用系数K A ＝1.25；圆周力F t ＝2T 1/d 1＝2×4.974×104/47.792＝2081.5 N ，K A F t /b ＝1.25×2081.5/50＝52.0 N/mm ＜100 N/mm 由图8-7查得动载系数K v ＝1.12；由表8-7查取齿间载荷分配系数K H α＝1.4，K F α＝1.4；由表8-8查算齿向载荷分布系数K β＝1.42，一般减速器应经过仔细跑合，可取K H β＝K F β＝1.2。
带传动的设计计算(精)
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25
4 校核带速V
3. 如果V过小
传递同样功率所需的圆周力增大，导致带
的根数增大。
带传动设计流程图
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26
4 校核带速V
1.计算功率PC
根据传递的实际功率P和带的工作条件而
确定的，在带传动机构设计计算中所使用的功
率，一般大于传递的实际功率。
带传动设计流程图
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7
1 求计算功率PC=KA*P
2.工作情况系数KA
工作情况
P60表3-8
工作情况系数KA 空、轻载启动 重载启动 每天工作小时数/h
＜10 10～16 ＞16 ＜10 10～16 ＞16
2. 参数（3）-- △P0
PC z ( P0 P0 )k k L
△ P0功率增量，单位为KW; 具体数值见P62表3-9
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44
7 计算带的根数Z
2. 参数（3）-- △P0
带型 i 1.00-1.01 Z 。。。 >=2 1.00-1.01 A 。。。 D 。。。 400 0.00 。。。 0.01 0.00 。。。 700 0.00 。。。 0.02 0.00 。。。
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31
5 确定a，计算基准长度Ld
3. a计算
0.7(dd1 dd 2 ) a0 2dd1 dd 2
带传动设计计算(精)
2 确定V带型号
带传动设计流程图
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2.依据
小带轮 转速n1
2 确定V带型号
计算功 率Pc
带传动设计流程图
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3.方法
2 确定V带型号
带传动设计流程图
分界线 分界线
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2 确定V带型号
4.说明
当所选结 果在两种 型号的分 界线附近， 可以两种 型号同时 计算，最 后从中选 择较好的 方案。
3
是否
7
计算带的根数Z
2
是否
带传动设计流程图
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4
三、带传动的设计步骤和方法
8
计算初拉力F0
9
计算压轴力Q
结束
带传动设计流程图
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5
1 求计算功率PC=KA*P
带传动设计流程图
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6
1 求计算功率PC=KA*P
1.计算功率PC
根据传递的实际功率P和带的工作条件而 确定的，在带传动机构设计计算中所使用的功 率，一般大于传递的实际功率。
1. 计算公式
z
PC
(P0 P0 )k kL
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7 计算带的根数Z
2. 参数（1）-- Pc
z
PC
(P0 P0 )k kL
Pc为计算功率,单位为KW;
滚子链传动的详细设计计算
滚子链链轮的基本参数和主要尺寸
链轮齿数 节距 p 滚子外径 dr 排距 pt 小轮孔径 dk1 大轮孔径 dk2 链轮分度圆直径 d
小轮 z1 17 12.7 7.92 14.38 40 30 69.11582763
注：为使传动平稳 、结构紧凑，特别 在高速下，宜选用 节距较小的链条， 速度高、功率大 时，可选用较小的 多排链。选用多排 链时应注意传动对 脏污和误差是比较 敏感的。 dkmax查《机械零 件设计手册》P580
93
30 1000 1219.2
a0min=
129.54
系数c1 a0p（以节数表示的中心距初定值） 链长节数 Lp（圆整取偶数） 链条长度 L（m） 系数c2 理论中心距 a △a 实际中心距 a' 链速 v (m/s) 有效圆周力 Ft 作用于轴上的拉力 FQ 润滑方式（P581）
7.320455518 78.74015748 184 2.3368 158.5 1005.888098 3.017664293 1003 0.471381667 530.355798 556.8735879
7.92
-0.25
0.15
6.4 13 43 34 56 7.85 7.4575 7.3005
145.561983 145.415116
-0.3 0.18377759
轴孔到链轮齿侧平直部分的端面圆跳动需小于： 0.135076245
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计计算设、传动零件的五 1．设计高速级齿轮 1）选精度等级、材料及
齿数确定齿轮类型：两齿轮均取为渐开线标准直齿圆柱齿轮（或斜齿，如果选择斜齿，(1)计算步骤参考书上例题10-2）。
(2)材料选择：小齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，大齿轮材料为45钢（正火），硬度为200HBS，二者材料硬度差为40HBS。
(3)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。
(4)选小齿轮齿数（一般初选20-25）Z＝？，大齿轮齿数Z＝i×Z＝？×？=？，圆11高2。
=Z？整取22）按齿面接触疲劳强度设计
由设计计算公式10－9a进行试算，即
确定公式各计算数值(公式中u=i) 高K?1.3试选载荷系数(1)t(2)小齿轮传递的转矩T 1T=T=？(N·mm)（注：见“四、传动装置的运动和动力参数的计算”）Ⅰ出1?选取齿宽系数－7由表(3)101?d(4)由表10—6查得材料的弹性影响系数：Z=189.8
E(5)由图10—21d查得
小齿轮的接触疲劳强度极限
由图10—21c查得
大齿轮的接触疲劳强度极
(6)由式10-13计算应力循环次数
(7)由图10－19曲线1查得接触疲劳强度寿命系数
(8)计算接触疲劳强度许用应力
取失效概率为1%，安全系数为S=1，由式10－12得
?][中的较小值试算小齿轮分度圆直径，代入(9)d H t1V
计算圆周速度(10)．
(11)计算齿宽b
(12)计算齿宽与齿高之比b/h
模数
齿高
(13)计算载荷系数K
根据v=m/s，7级精度，由图10－8查得动载荷系数Kv=
假设，由表10－3查得mm100N/KF/b?tA由表10－2查得使用系数K=
A由表10－4查得
由图10－13查得
故载荷系数
(14)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式10－10a得
(15)计算模数ｍ
）按齿根弯曲强度设计2由式10－5得弯曲强度的设计公式为
确定公式内的计算数值
(1)由图10－20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
大齿轮的弯曲疲劳强度极限
(2)由图10－18查得弯曲疲劳寿命系数
(3)计算弯曲疲劳许用应力
取失效概率为1%，安全系数为S=1.4，由式10－12得
(4)计算载荷系数
(5)查取齿形系数
由表10－5查得
Y??，?Y??2F1Fa (6)取应力校正系数
由表10－5查得
YY FaSa，并比较计算大小齿轮的 (7) ?][F设计计算(8)．
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，可取由弯曲强度算得的模数m=？，并就近圆整为标准值m＝？mm。
但为了同时满足接触疲劳强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=mm来计算应有的齿数。
于是有1Z=d/m=，取Z=
111?？?？Z?iZ?？取大齿轮齿数？?Z12高23）几何尺寸计算
(1)计算分度圆直径
(2)计算齿根圆直径
(3)计算中心距
(4)计算齿宽
取mm?B??mm?B214）验算
合适
2．设计低速级齿轮
1）选精度等级、材料及齿数
(1)确定齿轮类型：两齿轮均取为渐开线标准直齿圆柱齿轮。
(2)材料选择：小齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，大齿轮材料为45钢（正火），硬度为200HBS，二者材料硬度差为40HBS。
(3)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。
(4)选小齿轮齿数（一般初选23-30）Z＝？，大齿轮齿数Z＝i×Z＝？×？=？，圆33低4。
？Z=整取42）按齿面接触疲劳强度设计
由设计计算公式10－9a进行试算，即
确定公式各计算数值(公式中u=i) 低K?1.3(1)试选载荷系数t(2)小齿轮传递的转矩T 3T=T=？(N·mm)（注：见“四、传动装置的运动和动力参数的计算”）Ⅱ出3? 7－选取齿宽系数(3)由表101?d(4)由表10—6查得材料的弹性影响系数：Z
=189.8E．
(5)由图10—21d查得
小齿轮的接触疲劳强度极限
大齿轮的接触疲劳强度极
(6)由式10-13计算应力循环次数
(7)由图10－19曲线1查得接触疲劳强度寿命系数
(8)计算接触疲劳强度许用应力
取失效概率为1%，安全系数为S=1，由式10－12得
?中的较小值试算小齿轮分度圆直径，代入(9)][d H t3(10)计算圆周速度V
(11)计算齿宽b
(12)计算齿宽与齿高之比b/h
模数
齿高
(13)计算载荷系数K
根据v=m/s，7级精度，由图10－8查得动载荷系数Kv=
假设，由表10－3查得mmN/b?100FK/tA由表10－2查得使用系数K=
A由表10－4查得
由图10－13查得
故载荷系数
(14)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式10－10a得
(15)计算模数ｍ
）按齿根弯曲强度设计2由式10－5得弯曲强度的设计公式为
确定公式内的计算数值
(1)由图10－20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
大齿轮的弯曲疲劳强度极限
(2)由图10－18查得弯曲疲劳寿命系数
(3)计算弯曲疲劳许用应力
得12－10，由式S=1.4，安全系数为1%取失效概率为
(4)计算载荷系数
(5)查取齿形系数
由表10－5查得
，?Y??Y??4F3Fa (6)取应力校正系数
由表10－5查得
YY FaSa，并比较(7)计算大小齿轮的?][F(8)设计计算
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，可取由弯曲强度算得的模数m=？，并就近圆整为标准值m＝？mm。
但为了同时满足接触疲劳强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=mm来计算应有的齿数。
于是有3Z=d/m=，取Z=
大齿轮齿数取？?Z34低23）几何尺寸计算
333?？?？Z?iZ?？
(1)计算分度圆直径
(2)计算齿根圆直径
(3)计算中心距
(4)计算齿宽
B??mm取mm?B?344）验算
合适．。