斜齿圆柱齿轮减速器输出轴轴系部件设计说明书

设计计算与说明结果1.1齿轮传动主要参数的设计计算分析因使用条件为一般减速器齿轮，故采用软齿面的组合，其设计准则为：先按齿面接触强度进行设计，再按齿轮弯曲强度进行校核。1.1.1选择材料及确定许用应力小齿轮用20CrMnTi渗碳淬火，齿面的硬度为56~62HRC，σHlim1=1500Mpa，σFlim1=850Mpa；大齿轮用20Cr渗碳淬火，齿面的硬度为56~62HRC，σHlim2=1500Mpa，σFlim2=850Mpa。取Sf=1.25；取SH=1.1；取ZH=2.5，ZE=189.8。由表13-5，取SH=1.1，SF=1.25,则有[σF1]=[F2]=0.7×σFlim/SF=0.7×850/1.25=476Mpa(因双向传动，轮齿的弯曲疲劳极限值应乘以0.7）[σH1]=[σH2]=σHlim/S_H=1500/1.1=1364Mpa1.1.2按齿面接触疲劳强度设计设齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.3,齿宽系数φd=0.8输入轴的转矩为T₁=9.5510^6n1P1=9.5510^63605.4=1.19410^4（N·mm）查表2.2η齿=0.99η滚=0.995输出端的功率P₂=ηP₁=η齿η滚P₁=0.990.9954.5=4.433kW输出轴的转矩为T2=9.55×10^6P2/n2=9.55×10^6×4.433/100[σF1]=476（MPa)[σF2]=476（MPa)[σH1]=1364（MPa)[σH2]=1364（MPa)T₁=1.19410^5（N·mm）P₂=4.433kWT₂==4.43310^5（N·mm）=4.234×10^5（N·mm）u=i=21nn=6.3100360齿数选z1=20，z2=iz1=3.6×20=72齿形系数zv1=20/cos^315°=22.2zv2=72/cos^315°=79.8查表可知YFa1=2.72,YFa2=2.22;YSa1=1.57,YSa2=1.77因(YFa1×YSa1)/[σF1]=2.72×1.57/476=0.00897(YFa2×YSa2)/[σF2]=2.22×1.77/476=0.00825故应对小齿轮进行弯曲强度计算法面模数85.2208.015cos00897.010194.13.12cos][232253211211FsaFanYYdzKTm由表8-2取nm=3mm中心距=mmzzmn88.14215cos2)7220(3cos2)(21取a=144mm确定螺旋角1442)7220(3arccos2)(arccos21azzmn''37'3616小齿轮分度圆直径cos/203cos/11zmdn61.62''37'3616大齿轮分度圆直径cos/723cos/22zmdn39.225''37'3616齿宽09.5061.628.01dbd取mmb552mmb601（3）验算齿面接触强度u=i=3.6z1=20z2=72zv1=22.2zv2=79.8nm=3a=144mm=''37'36161d=62.61mm2d=225.39mmb2=55mmb1=60mm][07.6306.316.361.625510194.13.12''47'3616cos5.28.18912125211HHEHbdKTZZZ所以安全（4）齿轮的圆周速度v=(πd1n1)/(60×1000)=(π×62.61×360)/60000=1.184对照表13-2可知道选九级制造精度是合适的1.2计算作用在齿轮上的力1.2.1在国家标准中规定，分度圆上的压力角为标准值，=20圆周力Ft=112dT=961011.125=2312.5(N)径向力Fr=tantF=20tan5.2312=841.68（N）法向力Fn=costF=20cos5.2312=2460.91（N）1.3按扭转强度估算轴的直径1.3.1对于只传递转矩的圆截面轴，其扭转强度条件为τT=TWT=ndP362.01055.9T（MPa）对于既传递转矩又承受弯矩的转轴，可用上式初步估算轴的直径，但必须把轴的许用扭切力T适当降低，以补偿弯矩对轴的影响。将降低后的许用应力代入上式，并改写为设计公式d362.01055.9T3nP=3nPC(mm)σH=630.07(MPa)v=1.18（m/s）Ft=2312.5(N)Fr=841.68（N）Fn=2460.91（N）(C:为与轴的材料和承载情况有关的常数）查表16-3得C=110所以dmin=3nPC=322nPC=31108.4110=38.7（mm）考虑轴上开有两个键槽，故将轴的直径增大10%，则d=38.7%101=42.6（mm）此段轴的直径和长度应该与联轴器相符，选用LT7型弹性套柱销联轴器，其直径为45mm，与轴配合部分长度为84mm,d=42.6（mm）