由机械设计书表6-3、表6-6，选择小齿轮材料45钢调质，硬度为220~250HBS， 大齿轮选用45钢正火，硬度170~210HBS。参考机械设计课本中表6-5可选精 4.1选择材料、热处理、齿轮精度等级和齿数： 度等级为9级，要求表面粗糙度Ra?6.3. ?m。 4.2确定设计准则 z1=20 z2=100 由于该减速器为闭式软齿面传动HBS?350,所以齿面点蚀为主要失效形式，先按 齿面接触疲劳强度进行计算，确定齿轮的你主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核 齿根的弯曲疲劳强度。 4.3齿面接触疲劳强度设计: KT1u?13.17ZE2 ??() 计算公式按式11-36 d1 ≥3?du???H 5 (1)转矩T1=TI=1.64×10N.mm (2)载荷系数K K=1.676 查表11.10，取K=1.1 （3）齿数，螺旋角，齿宽系数 因i1=5取z1=30，z2= i1·z1=3.5×30=105 实际传动比 U=z2/z1=105/30= 3.5在传动比范围内。 初选螺旋角?=15? 因单级圆柱齿轮为对称布置，而齿轮表面又为软齿面，由表11.19选取?d=1. （4）弹性系数 由表11.11查得ZE =189.8 （5）许用接触应力 由图11.25查得 ?Hlim1= 550Mpa，?Hlim2=520Mpa。 由表11.9查取安全系数sH=1 6 / 21
2 N1?60njLh?60??720?0.7?(10?52?16?5)?3.57?108 7[?]H1=588.5Mpa N13.57?108 N2???1.02?108 i13.5 查图11.28得ZN1=1.07，ZN2=1.12 由式11.15可得： [?]H1Z=N??1Hlim1=1.07?550Mp=588.5Mpa 1SH[?]H2=582.4Mpa b1=75mm b2=70mm [?]H2Z=N??2Hlim2=1.12?520Mp=582.4Mpa 1SHKT1u?13.17ZE2??() ?du???Hd1 ≥3将有关数据代入以上公式得: d1=68.80mm mn?d1?cos??2.56mm z1 由表11.3取标准模数mn?2.5 （6）确定中心距a和螺旋角? a?2.5?(z1?z2)2.5?(26?91)??151.41mm 2?cos?2?cos15? 圆整后取a=151mm 圆整中心距后确定的螺旋角? d1=67.11mm m(z?z2)?14.41? ??arccosn12a 此值与初选值15?相差不大，不必重新计算 4.4主要尺寸计算 d2=234.89mm 7 / 21
d1?mn?z1?67.11mm cos? d2?mn?z2?234.89mm cos?
b=?dd1=1?67.11mm=67.11mm 取b2=67mm； b1?b2?8?75mm 3 4.5按齿根弯曲疲劳强度校核 （1） 当量齿数 zv1?z1?29 cos3?z2?100 3cos?Fzv2?（2） 齿形系数 查表11.12得 YF1?2.56, YF2?2.18 (3) 应力修正系数YS 查表11.13得 YS1?1.62，YS2?1.80 （3） 许用弯曲应力??F? 由图11.26查得?Flim1?210MPa，?Flim2?180MPa 由表11.9 SF?1.3 由图11.27 YN1? YN2=1 由式11.16 ??F?1???F?2?YN1??Flim1?162MPa SFYN2??Flim2?138.5MPa SF ?F2=113.26Mpa ?F2=107.2Mpa 8 / 21
故 ?F1?1.6kT1cos?YFYS?113.26MPa???F?1 2bmnz1YF2YS2?107.2MPa???F?2 YF1YS1 ?F2??F1 齿根弯曲强度校核合格
4.6验算齿轮的圆周速度 v??d1n160?1000???67.11?72060?1000?2.5m/s?3.5m/s 由表11.21可知 选9级精度是合适的 4.6齿轮几何尺寸计算 da1?72.1mm 小齿轮：da1?d1?2ha?(67.11?2?1?2.5)?72.1mm df1?d1?2hf?(67.11?2?1.25?2.5)?60.86mm 齿根圆只键槽底部的距离 x?df12?(20?2)?8.43?(2~2.5)m?5~6.25 da1?239.89mm 所以主动轴采用实体式齿轮结构 大齿轮：da2?d2?2ha?(234.89?2?1?2.5)?239.89mm 由于200mm?da2?500mm 所以采用腹板式结构 第5章 主动轴的设计 5.1 选择轴的材料，确定许用应力 由已知条件可知，此减速器传递的功率属中小功率，对材料无特殊要求。故 选45钢并经调质处理，由表16.1查得强度极限?B?637MPa，再由表16.3得 许用弯曲因应力???1b??60MPa 5.2按扭转强度估算轴径 据表16.2得 C =118~107，又由式16.2得 d=30mm p12.1 d?c3?(107~118)3mm?27.4~30.2 n720 考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽的存在，故直径加大 3%~5%，取为28.50~31.41mm,由设计手册取标准值30mm 5.3轴承的初选 由于斜齿轮传动，轴承初选向心角接触球轴承7207AC， 9 / 21
d=35mm,D=72mm,B=17mm。 5.4设计轴的结构并绘制草图 由于设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体内部中央，将轴承对称安装在齿轮两侧，轴的外伸端安装半联轴器。 （1） 确定轴上零件位置和固定方式 要确定轴的结构形式，必须先确定轴上零件的装配顺序和固定形式。 齿轮从轴的左端装入，齿轮的左端用套筒定位，右端用轴肩固定。这样齿轮在轴上的轴向位置被完全确定。齿轮周向固定采用平键连接。轴承对称安装
于齿轮两侧，其轴向用轴肩和轴承端盖固定，周向采用过盈配合固定。 （2） 确定各轴段直径 轴段1直径最小，d1=30mm；考虑到要对安装在轴段1上的联轴器 d1=30mm d2=35mm d3=47mm d4=35mm l?135mm 进行定位，轴段2上应有轴肩，同时为了能很顺利地在轴段2上安装轴承，轴段2必须满足轴承内径的标准，故轴段2的直径：d2=35mm；用相同的方法确定轴段3、4的直径d3、d4分别为：40mm、50mm；为了便于拆卸左轴承，可查7207AC型向心角接触球轴承的安装高度为3.5mm，取d5=42mm，d6= d2=35mm。 ⑶确定各轴段的长度： 齿轮轮毂宽度为80mm，为保证齿轮固定可靠，轴段3的长度应略微短于齿轮轮毂的宽度，却为78mm；为保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮端面与箱体内壁间应有一段间距，取改间距为15mm；为保证轴承安装在箱体轴承座孔内（轴承宽度17mm），并考虑轴承的润滑，取轴端面距箱体内壁的距离为5mm，所以轴段4长度为20mm，轴承支点距离l?135mm,根据箱体结构及联轴器距轴承盖要有一段距离的要求，取l′
l'?75mm 10 / 21