【導讀】傳動裝置，這時就稱為增速器。減速器由于結構緊湊、效率較高、傳遞運動準確可靠、使。用維護簡單，并可成批生產，故在現(xiàn)代機械中應用很廣。當傳動比在8以下時，可采用單級圓柱齒輪減速器。大于8時，最好選用二級。二級以上圓柱齒輪減速器的傳動布置形式有展開式、分流式和同軸式等數(shù)種。為此，在設計這種減速器時應注意：1)軸的剛度宜取大些；2)轉矩應從離齒。級又正好位于兩軸承中間，所以載荷沿齒寬的分布情況顯然比展開好。級齒輪常采用斜齒，一側為左旋，另一側為右旋，軸向力能互相抵消。為了使左右兩對斜。齒輪能自動調整以便傳遞相等的載荷，其中較輕的齠輪軸在軸向應能作小量游動。減速器輸入軸和輸出軸位于同一軸線上，故箱體長度較短。它傳遞功率的范圍可從很小至40000kW，圓周速度也可從很低至60m/s一70m／s，甚至高達150m／s。這兩種布置方式可由兩對齒輪副分擔載荷，有利于改善受力。狀況和降低傳動尺寸。設計雙驅動式或中心驅動式齒輪傳動時，應

　　

【正文】 不論軟硬齒面都分別按彎曲疲勞強度設計公式求出模數(shù) m,按接觸疲勞強度設計公式求出小齒輪分度圓直徑 d1，再按 d1=mZ1調整齒數(shù) Z1。與方法一相比，這樣設計出的齒輪傳動，既剛好滿足接觸疲勞強度，又剛好滿足彎曲疲勞強度，所以結構緊湊，避免浪費。 材料選擇：小齒輪 40C r（調質）硬度 280HBs 大齒輪 45鋼（調質）硬度 240HBs；（硬度差 40HBs）材料選擇： 運輸機為一般工作機器速度不高，故選 用 6 級和 7級精度 （ GB1009588） 選擇 初選螺旋角 β=14 度，取 Z1=21， Z2=4*21=84 高速級斜齒輪、圓柱齒輪傳動的設計計算 （ 1）選擇精度等級、材料及齒數(shù) 選擇小齒輪材料為 40Cr(調質 )，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼 (調質 )，硬度為 240HBS； 減速器一般選用 7級精度 （ GB1009588） 選擇 z1=20，由 z2= i 高 z1=，圓整 z2=54 則 i 高 = z2/z1=54/20= Δ i=高高高 －i i39。i %=1%＜177。 %， u= i 高 = i 高 ’= 選取螺旋角，初選螺旋角 β =14176。 （ 2）按齒面接觸強度設計（以下公式、表、圖均出自《機械設計》） d1t≥ ? ? 23 3 )(12HEHt zzuuTk ??? ?? ??? ① 試選載荷系數(shù) kt= ② 查閱資料可得，選取區(qū)域系數(shù) zH= ③ 查閱資料可得， 1?? =, 2?? =, 則： ?? = 1?? + 1?? =+= ④ 查閱資料可得，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 11mH? =560Mpa，大齒輪的接觸疲勞強度極限 21mH? =531Mpa ⑤ 查閱資料可得，選取持寬系數(shù) d? =1 畢業(yè)設計說明書 32 ⑥ 查閱資料可得，材料的彈性影響系數(shù) zE=200Mpa ⑦ 查閱資料可得，計算應力循環(huán)次數(shù) N1=60nⅢ JLh=6014201(1830010)=1010 N2=N1/μ =1010/=109 ⑧ 查閱資料可得，接觸疲勞強度系數(shù) kHN1=1， kHN2= ⑨ 計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為 1％，安全系數(shù) s=1（《簡明機械零件設計手冊》） ? ?1H? = sk mHHN 111? =1560＝ 560 Mpa ? ?2H? = sk mHHN 212? =531＝ Mpa （ 3）計算小齒輪分度圓直 徑 dt ? ?H? =(? ?1H? +? ?2H? )/2=(560+)/2= Mpa ① d1t= 3 23 2 1 . 6 1 2 . 2 1 3 1 0 3 . 7 2 0 0 2 . 4 3 3()1 1 . 8 4 5 7 4 . 7? ? ? ????=29mm ② 計算圓周速度 v= 100060 31? ndt? = 29 142060 1000??? = m/s ③ 計算齒寬 b 及模數(shù) mnt b=φ dd1t=129=29mm mnt= 11c o s 2 9 c o s 1 4 1 .3 421td z ? ??? h=== b/h=29/= ④ 計算縱向重合度 ?? ???? t a 1Zd? =121 ?14tan = ⑤ 計算載荷系數(shù) k 查閱資料可得， kA=1 根據 v=3 m/s， 7 級精度，查閱資料可得， kv= 查閱資料可得， kHβ 的計算公式 kHβ =+(1+ d2)φ d2+10－ 3b =+(1+) +10－ 329 = 查閱資料可得， kFβ = 畢業(yè)設計說明書 33 查閱資料可得， kHα = kFα = 載荷系數(shù) k=kAkv kHβ kHα =1= ⑥ 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑， d1=d1t3 tkk=29 3 = ⑦ 計算模數(shù) mn mn= 11c o s 3 2 . 7 7 c o s 1 4 1 . 5 921d z ? ??? （ 3）按齒根彎曲強度設計 mn≥ ? ?32123 c o s2FsaFa YYdzYkT ??? ??? ? 確定計算參數(shù) ① 計算載荷系數(shù) k=kAkv kFα kFβ =1= ② 根據縱向重合度 ε β ＝ ， 查閱資料可得，螺旋角影響系數(shù) Yβ = ③ 計算當量齒數(shù) zr1=?31cosz=321cos14? = zr2=?32cosz=384cos14? = ④ 查 取齒形系數(shù)， 由資料可得， YFa1=， YFa2= ⑤ 查取應力校正系數(shù)， Ysa1=， Ysa2= ⑥ 查閱資料可得，小齒輪的彎曲疲勞強度 1FE? =560Mpa，大齒輪的彎曲疲勞極限2FE? =531Mpa ⑦ 查閱資料可得，彎曲疲勞壽命系數(shù)， KFN1=， KFN2= ⑧ 計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數(shù) s＝ ， ? ?1F? = sk FEFN 11? = ? =332 Mpa ? ?2F? = sk FEFN 22? = ? =330Mpa 畢業(yè)設計說明書 34 ⑨ 計算大、小齒輪的 ? ?FsaFaYY? 并加以比較 ? ?111FsaFaYY? = ? = ? ?222FsaFaYY? = ? = 大齒輪的數(shù)值大。 設計計算 mn≥ ? ?32222 23 14c FsaFa YY ???? ?????? = 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù) mn 大于齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)， mn＝ 2，但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d1=29 z1=nmd ?cos1 = 29 cos142??=20 取 z1=20，則 z2=uz1=27=，圓整取 z2=79。 （ 4）幾何尺寸計算 ① 計算中心矩 a=?cos2 )( 21 nmzz ?= (20 79) 22cos14??? = 圓整中心矩 a=120mm ② 按圓整中心矩修正螺旋角 β =arccos a mzz n2 )( 21 ? = arccos (20 79) 22 ???=176。 因 β值改變不多，故參數(shù) ?? 、 ?k 、 zH等不必修正。 ③ 計算大、小齒輪的分度圓直徑 d1=?cos1 nmz=020 ?= d2=?cos2 nmz= 79 ? ? = ④ 計算齒輪寬度 b= 1dd? =129=29mm 畢業(yè)設計說明書 35 圓整后取 B2=36mm， B1=45mm 低速級斜齒輪圓柱齒輪傳動的設計計算 （ 1）選精度等級、材料及齒數(shù) ① 材料及熱處理仍按高速級的選取 ② 精度選 7 級精度 ③ 選小齒輪齒數(shù) z1=18，由 i 低 =，則 z2= z1i 低 ＝ 18=，圓整為 z2=70 i 低 ′ =70/18=， Δ i=低低低 i ii ?? 100%=177。 %， μ = i 高 = ④ 選取螺旋角，初選螺旋角 β ＝ 14176。 （ 2）按齒面接觸強度設計 （ a） d1t≥ ? ?3 21 )(12HEHdt zzuuTk ??????? ① 試選載荷系數(shù)： kt= ② 查閱資料可得，選取區(qū)域系數(shù) zH= ③ 查閱資料可得： 8 6 1 21 ?? ?? ?? 則 6 4 6 1 ????? ??? ??? ④ 查閱資料可得，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限： 1. 1 620Hm MPa? ? ，大齒輪的接觸疲勞強度極限： 1. 2 530Hm MPa? ? 。 ⑤ 查閱資料可得選取齒輪系數(shù)： 1?d? ⑥ 查閱資料可得材料的彈性影響系數(shù)： ＝ ⑦ 計算應力循環(huán)次數(shù)： 83 )1030081( ?????????? njl＝ 841 / 3 .8 9 2 .0 1 0NN? ? ? ⑧ 查閱資料可得接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1＝ ， KHN2＝ ⑨ 計算接觸疲勞許用應力取決效概率為 1％，安全系數(shù) S=L（《簡明機械零件設計手冊》） ? ? 1 1 13 0. 93 62 0 N H mH K M P aS?? ? ?? ? ? ? ? 2 1 24 0 .9 6 5 3 0 5 0 8 .8H N H mH K M P aS?? ?? ? ? ? 計算小齒輪分度圓直徑 d1t 畢業(yè)設計說明書 36 ? ? ? ? ? ?12( ) / 2 ( 5 7 6 . 6 5 0 8 . 8 ) / 2 5 4 2 . 7H H H M P a? ? ?? ? ? ? ? ① 3 231 2 1 . 6 3 1 . 0 2 1 0 4 . 7 4 2 1 8 9 . 8 2 . 4 3 3 3 8 m m1 1 . 6 4 9 3 . 7 8 9 5 4 2 . 7dt ? ? ? ???? （ ） ＝ ② 計算圓周速度 1 3 . 1 4 3 8 5 0 0 0 . 9 9 4 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0d tnV m s? ? ??? ? ??? ③ 計算齒寬 b 及模數(shù) mnt 1 1 3 8 3 8db d t m m?? ? ? ? 13c o s 3 8 c o s 1 4 2 . 0 4 818n dtm t m mZ ? ?? ? ? h＝ mnt＝ ＝ ④ 計算縱向重合度 ?? 10 .3 1 8 ta n 1 .5d Z???? ? ? ⑤ 計算載荷系數(shù) k 查閱資料可得 KA＝ 1 根據 /v m s? 級精度，查閱資料可得動載系數(shù) Kv＝ ，查閱資料可得 ?HK 的計算公式： bK ddH ???????? ? 322 )(? ＝ +（ 1+） + 103 38 ＝ 查閱資料可得 ?HK = 查閱資料可得 ?? ?? FH KK 載荷系數(shù)： 1 1 . 0 5 1 . 4 3 1 . 2 1 . 8 2A V H P Hk k K K K ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ⑥ 實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，查閱資料可得 3333 / 3 8 2 . 1 3 / 1 . 6 3 9 . 7 8td d t k k m m? ? ? ? ⑦ 計算模數(shù) mn 11c os 5n dm mmz ??? （ 2）按齒根彎曲強度設計， ? ?3 21 2c o s2 F saFadn YYZYkTm ?? ????? ? 畢業(yè)設計說明書 37 確定計算參數(shù) ① 計算載荷系數(shù) 1 1 . 0 3 1 . 4 1 . 3 2 1 . 9 3A V F P Fk k K K K ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ② 根據縱向重合度 ?? ＝ ，查閱資料可得螺旋角影響系數(shù) ?Y ＝ 。 ③ 計算當量齒數(shù) 13 3318 2 0 .6c o s c o s 1 4v ZZ ?? ? ? 24 3370 77c o s c o s 1 4v ZZ ?? ? ? ④ 直取齒形系數(shù)（插值法） 查閱資料可得 3FaY ＝ ； 4FaY ＝ ⑤ 查取校正系數(shù) 查閱資料可得 3SaY ＝ ； 4SaY ＝ ⑥ 查閱資料可得小齒輪的彎曲強度極限 MPaFE 5001 ?? ，大齒輪的彎曲強度極限MPaFE 3802 ?? ⑦ 查閱資料可得彎曲疲勞壽命系數(shù)： 1FNK ＝ ； 2FNK ＝ ⑧ 計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數(shù)： S=， ? ? M P aSK FEFNF ????? ?? ? ? M P aSK FEFNF ????? ?? ⑨ 計算大小齒輪的 ? ?FSaFaYY?? 并加以比較 ? ? 0 1 3 2 2 5 7 6 5 43 ????F SaFa YY ? ? ? 0 1 5 2 5 7 2 2 6 22 ????F SaFa YY ? 大齒輪的數(shù)值大 （ 3）設計計算 ? ?32 222 22 1 .9 4 3 1 .2 0 1 0 0 .8 8 c o s 1 4 1 .2 51 1 8 1 .6 4 9 Sa F an FYYm m m?? ? ? ? ????? 畢業(yè)設計說明書 38 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度的法面模數(shù) mn 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，取 mn＝ 2，但為了同時滿足接觸疲勞強度需要，接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d1＝ 40mm，則由： 13 c os ndZ m ??? 圓整 Z3＝ 23 43 3 .7 4 2 2 3 8 6 .0 6Z u Z? ? ? ? 圓整 Z4＝ 87 4 4 42 . 5 1 7 4 2 . 5 2 1 6 9fnd d m m m? ? ? ? ? ? （ 4）幾何尺寸計算