减速器斜齿圆柱齿轮传动的设计计算

1、减速器斜齿圆柱齿轮传动的设计计算、高速级齿轮1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按图所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。（2） 运输装置为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。（3） 材料选择：查表可选择小齿轮材料为 40Cr（调质），硬度为280HBS 大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS二者材料硬度差为40HBS（4）选小齿轮齿数Z, =20，大齿轮齿数Z2 =4.243 20 = 85，取乙=85（5）选取螺旋角，初选螺旋角1 =142、按齿面接触强度设计，按计算式试算即（1）确定公式内的各计算数值 试选 kt =1.6，由图 10-26=0.740,；：2 =0.8

2、20则有；- ；i 亠 * ：.2 =1占60 小齿轮传递转矩T1 =87.542N m 查图10-30可选取区域系数ZH = 2.433查表10-7可选取齿宽系数叮=11 查表10-6可得材料的弹性影响系数Ze =189.8MP。 查图10-21d得按齿面硬度选取小齿轮的接触疲劳强度极限二Hlim1 =600MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限-Hlm2 = 550MPa。 按计算式计算应力循环次数8N1 =60njLh =60 576 12 8 300 5 = 8.294 10N28.294 1084.243= 1.95 108 查图可选取接触疲劳寿命系数kHN1=1.02，kHN2=1.12

3、 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%安全系数s=1，按计算式(10-12)得bikHNH Iim1H 1 :S =1.02 600 =612MPakHN 2- H Iim2S =1.12 550 =616MPa-614MPa2- H 1-H 2612616-H -(2) 计算相关数值试算小齿轮分度圆直径dit，由计算公式得1 1.560r：d1tn|二 50.07 576v =60 100060 1000=1.509 ms计算齿宽b及模数mntb = :：Jdd1t =1 50.07 = 50.07mmmnt 二atcos ：50.°7 如兰竺87.5化10叭竺汽向吟189.8】2

4、 = 50.07mm 4.24614 计算圆周速度 = 2.429mm20h =2.2轨=2.25 2.429nm=5.466mmb 50.07-9.16h 5.466 计算总相重合度；:=0.318Jd Z1tan ： =0.318 1 20 tan 14 =1.586 计算载荷系数k 查表可得使用系数kA =1，根据v = 1.509ms，7级精度，查表10-8可得动载系数k, =1.07，由表10-4查得Kh ：的值与直齿轮的相同，为1.419kp 1 = 1.350，知.二 kp =1.4故载荷系数 kAkVkH - k =1 1.07 1.4 1.419 = 2.126 按实际的载荷

5、系数校正所算得的分度圆直径，按计算式得di = dit .45.81455.046mm计算模数叫乙20203、按齿根弯曲强度设计，按计算式（10-17）试算即叫乙2齐1（1）确定公式内的各计算数值 、计算载荷系数k =kAkVkF 一kF，1 1.07 1.4 1.35 =2.022 根据纵向重合度 =1.586，查图10-28可得螺旋角影响系数- 0.88。 查图可选取区域系数ZH =2. 433 ：3 = 0.795， ；：.4 = 0.875则有 % =张十 T.67 查表取应力校正系数 论卄1.569, YSa2 =1.7830 查表取齿形系数 论=2.724,论=2.194 （线性插

6、值法） 查图10-20C可得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 匚FE1=500MPa，大齿轮的弯 曲疲劳强度极限cfe380MP,。 查图可取弯曲疲劳寿命系数kFN 1二0.87，kFN 2 = 0.90。 计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数S =1.4，按计算式（10-22） 计算得S1.4 计算大、小齿轮的并加以计算2.194 1.783244.286斗 27?1単0.014 Icf 310.714= 0.016大齿轮的数值较大。（2）设计计算32 2.022 87.542 1000 0.88 cos214mn .20.016 =1.979mmy1X20 X 1.586对比计算结果，由齿面接

7、触疲劳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，故取 叫=2mm，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55.046mm 来计算应有的齿数，于是有Z1=d=55.046 cos14 =26.705 mn取乙=27，则乙斗乙=4.243 27： 115 4、几何尺寸计算（1）计算中心距Z1 Z2 mn2cos :4 =146.347mm2 cos14将中心距圆整为a =147mm。（2）按圆整后的中心距修正螺旋角R（Z1+ Z2）mn（27+115F2 一-二 arccosarccos14.9862a2"47因值改变不多，故参数；

8、：.、k -：、ZH等不必修正。（3）计算大、小齿轮的分度圆直径乙 mn 27 2d1 =住=。=55.901 mmcos P cos14.986Z2mn115x2d?丁二 238.099 mmcos P cos14.986(4) 计算齿轮宽度b = ：jdd1 =1 55.901 = 55.901mm圆整后取 B1 =55mm , D =60mm。、低速级齿轮1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按图所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。（2） 运输装置为一般工作机器，速度不高，故选用 7级精度。（3）材料选择，在同一减速器各级小齿轮 （或大齿轮）的材料，没有特殊情 况，应选用相同牌号

9、，以减少材料品种和工艺要求，故查表可选择小齿轮材 料为40Cr （调质），硬度为52HRC大齿轮材料为45钢（调质），硬度为45HRC.（4）选小齿轮齿数Z3=23，大齿轮齿数乙二23 3.03仁70.924、70（5）选取螺旋角，初选螺旋角1 =142、按齿面接触强度设计，按计算式试算即d3t25_1ZhZe '（1）确定公式内的各计算数值 试选kt = 1.6 小齿轮传递转矩T2 -356.695m 查表10-7可选取齿宽系数d =1查图10-26可选取区域系数ZH =2.433,=0.765，：4 =0.870则有，匕4 = 1.635丄 查表可得材料的弹性影响系数ZE =189

10、.8MP2。 查图得按齿面硬度选取小齿轮的接触疲劳强度极限匚Hlim3 =600MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限匚Hlim4 =550MPa 按计算式计算应力循环次数8N3 YOnJLh =60 135.753 12 8 300 5&1.955 10N41.955 1083.031= 6.450 107查图可选取接触疲劳寿命系数 心3=1.12，心4=1.18。计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%安全系数S=1,于是得l-H 3=1.12 600 =672MPa3 S|；H 4=1.18 550 = 649MPaS(2)计算相关数值试算小齿轮分度圆直径d1t，由计算公式得263.567

11、1054.031 迅佃8一3.031 I 660.5 j1 1.67¥=76.848mm计算圆周速度v'塑76.848 135.753 = 0.546m.s60 100060 1000计算齿宽b'及模数m/=：赵=1 76.848 = 76.848mmgtd3t cos :=Z376.848 cos1423=3.240mmh'= 2.25m/=2.25 3.240 = 7.29mmb； = 76.848h' 7.29= 10.54计算总相重合度；：'=0.318 ：dZ3tan ： =0.318 1 23 tan14 =1.824 计算载荷系数

12、k查表可得使用系数kA =1，根据v、0.546m.s, 7级精度，查表可得动载系数 «1.04, kH ； =1.425, kF 1.36 , kk.1.4故载荷系数 kkAkV'k.'kH ；-1 1.04 1.4 1.424 = 2.075 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，按计算式得d3cos :Z383.804 cos1423二 3.535mm3、按齿根弯曲强度设计，按计算式试算即（1）确定公式内的各计算数值计算载荷系数mn'-25丫8厂 YFaYsa,"dZ32 J3k'3 2.075d = d3t ,kt = 76.848

13、- 1.6=83.804mm计算模数mnZv3Z3cos3 :Zv4乙cos3 :7076.628cos 14k'二kAkV'kF：.'kF T =1 1.04 1.1 1.36 =1.556 根据纵向重合度 ；=1.824，查图可得螺旋角影响系数丫=0.88 计算当量齿数23325.178cos 14 查表可取齿形系数 YFa3 =2.616，YFa4 =2.227。 查表可取应力校正系数丫 =1.591, Ysa4= 1.763。（线性插值法） 查图可得小齿轮的弯曲疲劳强度极限匚FE3 =500MPa ,大齿轮的弯曲疲劳强度极限二 FE4 =380MPa。 查图可取

14、弯曲疲劳寿命系数kFN3=0.90, kFN4=0.93 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S-1.4，按计算式计算I “kFEFE3 =°.9O 5°0 =321.429MPa3 S1.4' kFN4；FE4 0.93 380 ,F 4252.429MP,4 S1.4玄 计算大、小齿轮的上冷'并加以计算F1YFa3Ysa3沏6 叫。*321.429付匕 2.227 ".763 0016252.429-.大齿轮的数值较大。(2)设计计算3 |2 x 1.556 x 356.695 x 10000 x 0.88 x cos214 ' O

15、min'-1 232 1.635汉 0.016 = 2.572mm对比计算结果，由齿面接触疲劳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，故取 mn'=3mm，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 d 83.804mm来计算应有的齿数，于是有Z3d3 cos :mn83.804 cos14-27.105取 Z3 =26，则乙=3.0312884.86&5 4、几何尺寸计算(1)计算中心距a'Z3 Z4 叫'2cos :=174.689mm2 cos14将中心距圆整为a'=175mm。(2)按圆整后的中心距修正螺旋角arccos 乙 乙 E = arccos