二级齿轮减速器 机械设计课程设计(2)

n1F2S2εβ

满足齿根弯曲疲劳强度要求。 7.齿轮的其他尺寸 高速级齿轮参数列表

根据设计原则，采用软齿面闭式齿轮传动，采用齿面疲劳强度进行设计，由参考文献【2】P112式6.8可得：

哈工大 1090810818 马聪 二级齿轮减速器

d3>

3

2KT2u+1ZEZHZε2

(

dH

式中： (1) T2--------小齿轮传递的转矩，T2=9.72×104N mm

(2) Φd--------齿宽系数，查参考文献【2】P104表6.6可得非对称布置的系数为0.6~1.2，由于是直齿，可以采用齿宽系数为0.8；

(3) Kt-------载荷系数，查参考文献【2】P94到P99,由于v未知， 暂取为1.4；

(4) u-------低速级传动比，设计中u=3.2；

(5) ZE-------材料弹性系数，查参考文献【2】P103表6.5，取值为189.8 ;

(6) 由参考文献【2】图6.15可得，节点区域系数为ZH=2.5。 (7)由于齿数已知，且采用不变位齿轮，故查参考文献【2】式6.1， 重合度：

11

εα= 1.88 3.2 +=1.712

34

由参考文献【2】图6.16，可以查的重合度系数Zε=0.89；

(8)许用应力由参考文献【2】式6.26确定

σHlimZN

σ H=

N

分别由参考文献【2】图6.29可得：σHlim3=720MPa、σHlim4=500MPa 齿轮1、2的应力循环次数分别为：

N3=60n3aL10h=5.25×108

N1

N2==1.64×108

2由参考文献【2】图6.30查的寿命系数为ZN1=1.1, ZN2=1.18。

由参考文献【2】表6.7查的安全系数为：SH=1.0,可得：

ZN1×σHlim1

[σ]H1==729MPa

H

ZN×σHlim2

[σ]H2=2=590MPa

H故取[σ]H=[σ]H2=590MPa；

初算小齿轮1的分度圆直径d1t，得：

2KT2u+1ZEZHZε2

d3> (

dH

3

d3t=

3

2×1.4×972003.2+1189.8×2.5×0.892

××()=56.435mm

H

哈工大 1090810818 马聪 二级齿轮减速器

9.确定低速级齿轮的传动尺寸

(1) 计算载荷系数。由参考文献【2】表6.3查的使用系数KA=1.0;

3t

(2) 因 v=60×1000=0.64m/s;

πdn2

由参考文献【2】图6.7可以查动荷系数为Kv=1.01； (3) 由参考文献【2】图6.7查的齿向载荷分布系数为：Kβ=1.13； (4) 由参考文献【2】图6.12查的齿间载荷分布系数为：Kα=1.1；

故载荷系数为:

K=KA×Kv×Kα×Kβ=1.255

(5) 对d1t进行修正。因为载荷系数差别大，因此需要对分度圆直径进行修

正：

d3=d3t×

(6) 确定模数mn。

m=

取到标准模数：m=2.5mm (7) 计算传动尺寸。

中心距 a=

m×(Z3+z4)

2

3

K

=58.53mm d3

=2.34 3

=131.25mm

圆整后取值为：a=130mm;

因为圆整后基本略有差别，故对以上值进行修正。按照齿轮4采用负变位来调整中心距，中心距变动系数：

130 131.25y== 0.5

小齿轮分度圆直径：d3=m×Z3=62.5mm

大齿轮分度圆直径：d4=m×Z4=200mm

大齿轮齿宽b2=Φd×d1=50mm, 取值为b2=50mm； 小齿轮齿宽b1=b2+（5~10）mm, 取值为b1=42mm

10.校核齿根弯曲疲劳强度

2KT2YFYSYε

m> Φdz3F

3

(1)K、T、mn、d1同上 K=1.255、T2=9.72×104N mm、m=2.5，Z3=25； (2) 由参考文献[2],图8.20查得YF3=2.62，YF4 =2.5 由参考文献[2]由图8.21查得YS3=1.58, YS4 =1.6 (3) 由参考文献[1] 由图8.22查得重合度系数Y =0.7

哈工大 1090810818 马聪 二级齿轮减速器

(4)由参考文献[1] 由图8.28（f）查得弯曲疲劳极限应力:小齿轮

σFlim3=300MPa,大齿轮σFlim4=200MPa；由参考文献【2】图6.32许用弯曲应力满足：[σ]F=故

[σ]F3=[σ]F4=

σFlim3YN3

SF3

σFlim4YN4

SF42KT

σFlimYN

；根据SF允许值，一般取SFSF

得寿命 系数YN4=YN3=1；

=1.25；

=240MPa； =160MPa；

于是 σF3=bmd2YF3YS3Yε=90.49MPa<[σ]F3

3

2KT2

YYY=87.44MPa<[σ]F4 1F4S4ε

满足齿根弯曲疲劳强度要求。

11.计算齿轮的其他尺寸

因为齿轮4采用负变位，于是啮合角变为：

a

α‘=arccos cos20° =18.42°

σF4=

34‘

故变位系数为：x=2tan invα inv20° = 0.483

20°

Z+Z

中心距变动系数：y=

130 131.25

2.5

= 0.5

齿顶高变动系数: y=x y=0.017； 所以节圆直径：d′3=d3cos 20°/cos18.42°=61.9 齿顶高ha= h a y m=3.483mm

齿根高hf= h a+c m=3.125mm

齿顶圆直径da3=d3+2ha=69.466mm 齿根圆直径df3=d3 2hf=56.25mm 同理：

节圆直径：d′4=d4cos 20°/cos18.42°=198.09mm 齿顶高ha= h a+x y m=1.25mm

齿根高hf= h a+c x m=4.33mm 齿顶圆直径da3=d3+2ha=202.5mm 齿根圆直径df3=d3 2hf=191.30mm 现将四个齿轮尺寸列表如下:

哈工大 1090810818 马聪 二级齿轮减速器

三、轴的设计计算

支撑形式：考虑到减速器的整体结构，预估计轴承跨距不会太大，因此设

计时所有轴均采用两端固定支撑形式。 1. 高速轴的设计计算 (1) 轴参数：

P1＝pd× 1＝2.31Kw T1＝Td× 1 =2.35×104 N·mm n=940r/min

(2) 作用在齿轮上的力： 周向力：Ft=

2×T1d1

=1134.96N

轴向力：Fa=Fttanβ=304.11N 径向力：Fr=Ft

tan20°cosβ

=427.66N

(3) 选择轴的材料

由于考虑到高速级小齿轮的结构因素，极有可能采用齿轮轴的形式，因此，在设计时采用应该和小齿轮一样的材料，于是考虑轴材料选用40Cr,调质处理。

(4) 初算轴径

按照弯扭强度进行计算：

P

dmin≥C 3

式中： P---------高速轴传递的功率，P=2.31Kw; n----------高速轴的转速，n=940r/min; 可得 dmin≥13.5mm

考虑到该轴剖面处可有键槽，于是设计时将扩大5%，于是，dmin≥14.17mm 经查参考文献【1】表14.2查的电机Y112M—6,直径为28mm,轴伸长度为60mm,参考联轴器的设计准则，高速级联轴器一般应采用弹性联轴器，查GB/T 4323—2002 ,选用LT型弹性套住销联轴器，LT3联轴器JA20×40GB/T 2002。传递转矩为Tn=23.7N m,额定转矩为Tc=63N m,工况系数为K=1.5,显然Tn×K≤Tc,即选用的联轴器是符合要求的。

YA28×62

哈工大 1090810818 马聪 二级齿轮减速器

(5) 确定使用轴承的类型和润滑密封方式

一般传动机构的减速器参考实际生产经验，多采用的是深沟球轴承。密封方式，考虑齿轮的的搅油速度，中间大齿轮的边缘速度为：

n2πd2

v==2.04m/s

因此，具有使油搅动起来的速度，于是，轴承润滑使用飞溅起来的油进行润滑，这是做简单的润滑方式，选择轴承的润滑方式为油润滑。密封方式的选择，考虑到采用油润滑，而且为啤酒装箱线，外部环境清洁， …… 此处隐藏：2983字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……