开式齿轮设计计算例题

例 1 设计用于带式输送机传动装置的闭式单级直齿圆柱齿轮传动。传递功率P=2.7kW ，小齿轮转速n 1=350r/min ，传动比i=3.57。输送机工作平稳，单向运转，两班工作制，齿轮对称布置，预期寿命10年，每年工作300天。

解：1. 选择齿轮精度等级、材料、齿数

1）带式输送机属于一般机械，且转速不高，故选择8级精度。

2）因载荷平稳，传递功率较小，可采用软齿面齿轮。参考表11-1，小齿轮选用45钢调质处理，齿面硬度217~255HBS ，σ

HLim1=595MPa ，σ

FE1=460MPa ；大齿轮选用45钢正火处理，齿面硬度162~217HBS ，σHLim2=390MPa ，σFE2=320MPa 。

3）选小齿轮齿数z 1=24，则z 2=iz 1=3.57×24=85.68，取z 2=86。故实际传动比i=z 2/z 1=86/24=3.58，和要求的传动比3.57的误差小于3%。齿数比u=i=3.58。

对于齿面硬度小于350 HBS 的闭式软齿面齿轮传动，应按齿面接触强度设计，再按齿根弯曲强度校核。

2. 按齿面接触强度设计

设计公式11-3 []321112???? ??+?Φ≥H H E d Z Z u u KT d σ

例1 已知z1=15，z2=53，z3=56，z4=14，中心距a12= a34=70mm，压力角 α=αn=20°，模数m = m n = 2mm，正常齿。试问：

（1） 如两对齿轮均采用直齿圆柱齿轮，采用何种传动类型，可以满足中

心距a12= a34=70mm，此时啮合角各为多大？ （2） 如轮1、2采用斜齿轮，轮3、4仍采用直齿圆柱齿轮

（a） 轮1，2的螺旋角？ （b） 轮1是否根切？

（c） 轮3、4不发生根切的最小变位系数？

（d） 若为防止根采用变位齿轮，则轮3、4的分度圆齿顶圆齿根圆有

何变化？

解：（1）因为两对齿轮传动的实际中心距为

??a12?a34?70mm而

m2(z1?z2)??15?53??68mm22m2a34?(z3?z4)??56?14??70mm22a12?

所以轮3、4采用标准齿轮传动或高度变位齿轮传动可满足实际中心距的要求。而轮1、2必须采用正传动才可以满足实际中心距的要求。

轮3、4的啮合角为：

?????20?轮1、2的啮合角为：

a68cos???0.94?0.913a?70????24?cos???（2）（a）轮1、2的螺旋角

mn?z1?z2?2cos?m?z?z?2?15?53??cos??n

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. 1.选定类型，精度等级，材料及齿数

（1）直齿圆柱硬齿面齿轮传动

（2）精度等级初定为8级

（3）选择材料及确定需用应力

小齿轮选用45号钢，调质处理，（217-255）HBS 大齿轮选用45号钢，正火处理，（162-217）HBS

（4）选小齿轮齿数为Z1=24，Z2=3.2x24=76.8.取

Z2=77

2. 按齿面接触强度设计计算

（1）初选载荷系数K t

电动机；载荷状态选择：中等冲击；载荷系数K t 的推荐范围为（1.2-2.5），初选载荷系数K t ：1.3，

（2）小齿轮转矩 )(29540/97039550000/9550111mm N n P T ?=?==(3)选取齿宽系数1=d φ.

⑷取弹性影响系数218.189MPa Z E =

⑸按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为MPa 5801lim =σ。大齿轮的接触疲劳强度极限为MPa 5202lim =σ

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. ⑹计算应力循环次数

N 1=60n 1jl h =60X970X1X(16X300X15)=4.470X109 N 99

210397.12

.310470.4?=?= ⑺取接触疲劳寿命系数K .89.0,88.021==HN HN K ⑻计算接触疲劳许用应

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. 1.选定类型，精度等级，材料及齿数

（1）直齿圆柱硬齿面齿轮传动

（2）精度等级初定为8级

（3）选择材料及确定需用应力

小齿轮选用45号钢，调质处理，（217-255）HBS 大齿轮选用45号钢，正火处理，（162-217）HBS

（4）选小齿轮齿数为Z1=24，Z2=3.2x24=76.8.取

Z2=77

2. 按齿面接触强度设计计算

（1）初选载荷系数K t

电动机；载荷状态选择：中等冲击；载荷系数K t 的推荐范围为（1.2-2.5），初选载荷系数K t ：1.3，

（2）小齿轮转矩 )(29540/97039550000/9550111mm N n P T ?=?==(3)选取齿宽系数1=d φ.

⑷取弹性影响系数218.189MPa Z E =

⑸按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为MPa 5801lim =σ。大齿轮的接触疲劳强度极限为MPa 5202lim =σ

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. ⑹计算应力循环次数

N 1=60n 1jl h =60X970X1X(16X300X15)=4.470X109 N 99

210397.12

.310470.4?=?= ⑺取接触疲劳寿命系数K .89.0,88.021==HN HN K ⑻计算接触疲劳许用应

机械设计课程设计--二级展开式圆柱齿轮减速器

《机械设计》课程设计说明书刘少辉2011180212

机械设计课程设计

计算说明书

自动化专业02班

设计人：刘少辉

指导老师: 杨胜培

2013年12月1日

2

《机械设计》课程设计说明书刘少辉2011180212

目录

前言 (5)

1. 设计任务要求 (7)

1.1题目 (7)

1.2任务 (7)

1.3传动方案 (7)

1.4设计参数 (8)

1.5其他条件 (8)

2. 传动方案简述 (8)

2.1传动方案说明 (8)

2.2电动机的选择 (8)

2.3总传动比的确定及各级传动比的分配 (10)

2.4各轴转速，转矩与输入功率 (10)

3. 传动设计 (12)

3.1 V带轮的设计 (12)

3.2 高速齿轮的设计 (15)

3.3低速级齿轮的设计 (17)

3.4齿轮参数汇总表 (21)

4. 轴的设计 (21)

4.1轴的结构设计 (22)

4.2 键联接强度的计算 (28)

3

《机械设计》课程设计说明书刘少辉2011180212

5. 轴承的选择 (29)

5.1减速器各种所用轴承参数及代号汇 (29)

6. 减速器润滑与密封 (30)

6.1 齿轮传动的润滑 (30)

6.2润滑油的牌号的选 (30)

6.3轴承的润滑与密封 (30)

6.4减速器的密

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求临界速度

例题1汽车在弯道上行驶，如果弯道半径很小，路面横坡不当，汽车轮距窄且装载重心高度过大，且速度较高，汽车就可能产生倾覆危险。假设b=1.7m，hg=1.8m，R=50m，G=80kN，路面外侧道路横坡=-0.03。试求倾覆时的临界速度Vmax？解题思路:V2b2hg根据发生倾覆极限平衡状态，R?127??ih?可得：Vmax?127R(2bhg?ih)1.7所以，Vmax?127*50（2*1.8?0.03)?53(km/h) 超高半径

例题2已知某道路一处半径为400米，超高横坡为5%的弯道的最大横向力系数为0.15，试求该路段允许的最大车速？若该道路的设计速度为60km/h，路拱横坡为1.5%，当某弯道不设置超高时，该平曲线的半径至少应为多大？解题思路:根据，R?V2127???ih?注意μ和ih的取值可得V?127R(??ih)?127*400(0.15?0.05)?100(km/h)???min?0.03560R?127(V??ih)??????R?127(0.035?0.015)?1417(m)ih??1.5"文案大全

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第三节汽车行驶的横向稳定性与圆曲线半径7、圆曲线要素及各主点桩计算T?Rtg?2(m

求临界速度

例题1汽车在弯道上行驶，如果弯道半径很小，路面横坡不当，汽车轮距窄且装载重心高度过大，且速度较高，汽车就可能产生倾覆危险。假设b=1.7m，hg=1.8m，R=50m，G=80kN，路面外侧道路横坡=-0.03。试求倾覆时的临界速度Vmax？解题思路:V2b?i2hgh根据发生倾覆极限平衡状态，R?可得：Vmax?127R(2bhg?ih)127??1.7所以，Vmax?127*50（2*1.8?0.03)?53(km/h) 超高半径

例题2已知某道路一处半径为400米，超高横坡为5%的弯道的最大横向力系数为0.15，试求该路段允许的最大车速？若该道路的设计速度为60km/h，路拱横坡为1.5%，当某弯道不设置超高时，该平曲线的半径至少应为多大？解题思路:根据，R?V2127???ih?注意μ和ih的取值可得V?127R(??ih)?127*400(0.15?0.05)?100(km/h)???min?0.03560R?127(V??ih)??????R?127(0.035?0.015)?1417(m)ih??1.5"第三节汽车行驶的横向稳定性与圆曲线半径7、圆曲线要素及各主点桩计算T?Rtg?2(m)?L?180?R?0.017

目录

前 言.............................................................................................................................. 2 第一章 设计说明书 ............................................................................................... 3 §1.1 设计题目 ....................................................................................................... 3 §1.2 工作条件 ....................................................................................................... 3 §1.3原始技术数据（表1） ...............................

第一章 设计说明书

设计题目

用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器。传动装置简图如下图1所示。

图 1 已知条件

1. 2. 3. 4. 5. 6.

工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35℃； 使用折旧期：8年；

检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；

动力来源：电力，三相交流，电压380/220V； 运输带速度允许误差：±5%；

制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。

原始技术数据（表1）

表1 展开式二级圆柱齿轮减速器设计原始技术数据

题号 参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 运输带工作拉力1500 2200 2300 2500 2600 2800 3300 4000 4500 4800 F/N 运输带工作速度1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.4 1.2 1.6 1.8 1.25 v/(m/s) 卷筒直径D/mm 220 240 300 400 220 350 350 400 400 500 本组设计数据：

机械设计与制造实践 设计计算说明书

设计题目： 二级展开式齿轮减速箱

2015年 1月 16 日

第 1 页 共 32 页

设计计算及说明 1 引言 （1）运输带工作拉力：F?2200N； （2）运输带工作速度：v?1.1m/s(?5%)； （3）滚筒直径：D?240mm； （4）工作寿命：8年双班制工作； （5）工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35℃。 主要结果 F=2200N V=1.1m/s D=240mm 2 传动装置设计 2.1 传动方案 展开式二级圆柱齿轮减速器，如图1所示。 图1 减速器传动方案 展开式二级圆柱齿轮减速器传动路线如下： 电动机 联轴器 减速器 联轴器 带式运输 采用二级圆柱齿轮设计，其效率高，工作耐久，且维修简便。高，低速级均采用直齿齿轮，传动较平稳，动载荷也较小，可以胜任工作要第 2 页 共 32 页

求。但其齿轮相对于支承位置不对称，当轴产生弯扭变形时，载荷在齿 宽上分布不均匀，因此在设计时应将轴设计的具有较大的刚度。同时由 于减速传动，使输出端扭矩较大，在选择轴和轴承的时候要特别注意。 2.2