机械设计基础课程设计带式运输机一级直齿圆柱齿轮设计.doc

机械设计基础实训

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目 录

第一节 设计任务 2
1.1 设计题目 2
1.2 设计参数要求数据 2
1.3 用于带式运输机的一级直齿圆柱齿轮减速器 2
1.4 设计内容及任务 2
第二节 材料的选择 2
第三节 齿轮的设计 3
第四节 减速器轴的设计 6

第一节 设计任务

1.1 设计题目
带式运输机一级直齿圆柱齿轮设计。
1.2 设计参数要求数据
输入功率P1（kw）：9.245
输入轴转速n1(r/min):472
传动比i：4.51
1.3 用于带式运输机的一级直齿圆柱齿轮减速器

1.4 设计内容及任务
(1）减速器主要零件的设计计算（包括齿轮传动的的设计计算和轴的设计计算）；
(2）画齿轮的工作图（A4图2张）；
(3）画轴的工作图（A4图2张；）
(4）编写计算说明书 。
第二节 材料的选择

由于所设计的减速器作一般用途，故该齿轮传动选用软齿面传动，查书本5-4.，小齿轮选用45钢调质处理，齿面硬229-286HBS，大齿轮选用45钢正火处理，齿面硬度169-217HBS。计算时取小齿轮230HBS，大齿轮200HBS。
小齿轮用
230HBS

大齿轮用
200HBS

第三节 齿轮的设计与计算

1、各输入转矩
=9550=9550×
2、
（1）齿面系数由书本p79，直齿轮，软齿面，非对称布置，取
（2）载荷系数K 由于载荷平稳，速度较低，齿轮相对轴承对称布置，因此从p73中取K=1.1
（3）齿数比u对减速运动u=i=4.51 。
（4）许用接触应力 ：。
式中—试验齿轮的接触疲劳极限应力，根据小齿轮230HBS从p76图5-23b查得=580mpa，根据大齿轮200HBS从图5-23b查得=385Mpa；
—接触疲劳强度的最小安全系数，取==1
所以

（5）计算小齿轮的分度圆直径d1：

取=96mm
（6）初定主要参数
① 选取齿数
Z1=32 Z 2=i* Z1= 取Z 2=145。
② 计算模数
取m=3
③计算分度圆直径
d1=mz1=
d2=mz2
④计算中心距
a=（d1+d2）/2=(96+435)/2=265.5mm
⑤齿宽
b=d1=
3、确定齿轮的主要几何尺寸
（1）齿数 模数
Z1=32
Z 2=145
m=3
（2）分度圆直径
d1=mz1=332=96mm
d2=mz2=3145=435mm
（3）齿顶圆直径
da1=d1+2ha*m=96+213=102mm
da2=d2+2ha*m=435+213=441mm
（4）齿根圆直径
df1=d1-2(ha*+c*)m=96-2(1+0.25) 3=88.5mm
df2=d2-2(ha*+c*)m=435-2(1+0.25) 7=427.5mm
（5）计算中心距
a=（d1+d2）/2=(96+435)/2=265.5mm
（6）齿宽
b2=b=d1=取b2=96mm
b1=b2+7mm=103mm

4、 校核齿根弯曲疲劳强度
由书本式（5-21）

① 由前可知，K=1.1，T1=187.05N·m ，b=96mm ，m=3，Z1=32
② 齿面系数 YFa Z1=32、Z2=145查p77表5-6得；
③ 应力修正系数YSa 由Z1=32、Z2=145查表5-6得 ；
④ 许用弯曲应力：

式中：——试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限应力，根据小齿轮230HBS查得=220Mpa，根据大齿轮200HBS查图得
SFmin——弯曲疲劳强度的最小安全系数取SFmin1=SFmin2=1.25

则

⑤ 校核齿根弯曲疲劳强度：

所以大、小齿轮弯曲疲劳强度满足要求

转矩
=187.05N·m

d1=91.23mm

Z1=32 Z2=145

m=3

d1=96mm
d2=435mm
a=265.5mm

Z1=32 Z 2=145 m=3

d1=96mm d2=435mm

da1=96mm da2=435mm

df1=88.5mm
df2=427.5mm

a=265mm

b2=96mm
b1=103mm

第四节 减速器轴的设计

1、确定轴的最小直径。
选取轴的材料为45 钢，调质处理。
Ⅰ轴传递的功率P1=9.425kw，Ⅰ轴转速n1=472r/min，传动比i=4.51。
考虑到齿轮啮合效率，可得Ⅱ轴传递功率
P2=9.245kW
由n2=n1/i可得低速转速；
n2=
根据两轴的材料均为45钢，查表得C=118~107，取C=110，于是可得高速轴和低速轴受扭的最小轴径d1和d2分别为
mm

在高速轴和低速轴的最小轴径处分别装有带轮和半联轴器，因此轴径应增加5%，即

圆整后取标准值d1=30mm 、d2=50mm
2. 轴各段尺寸的确定
输入轴：第1段 d=30mm l=70mm
第2段 d=32mm l=50mm
第3段 d=34mm l=75mm
第4段d=36mm l=100mm
第5段d=48mm l=6mm
第6段d=44mm l=8mm
第7段d=34mm l=25mm

输出轴： 第1段 d=50mm l=65mm
第2段 d=54mm l=45mm
第3段 d=58mm l=70mm
第4段d=62mm l=93mm
第5段d=82mm l=12mm
第6段d=74mm l=17mm
第7段d=85mm l=40mm
3.轴上平键的参数：
连接小齿轮和输入轴的键：b=10mm h=8mm t=5mm
l=66+5=71mm
大齿轮和输出轴上的键：b=18mm h=11mm t=7mm
l=54+9=63mm

d1=30mm
d2=50mm