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例　　题

　　例3-2　设计螺旋运送机的双级圆柱齿轮减速器中的高速级圆柱齿轮传动(图3-22)。已知：调整级主动轮输入功率＝15kW，转速=970r/min,齿数比u=4，单向运转，载荷平稳，每天工作16小时，预计寿命5年，可靠性要求一般，轴的刚性较小，电动机驱动。

图3-22　双级圆柱齿轮减速器简图

　　解：

　　1、要求分析

　　(1)使用条件分析
　　传递功率：＝15kW；主动轮转速：＝970r/min；齿数比：u＝4
　　转矩：
　　圆周速度：估计V≤4m/s。属中速、中载，重要性和可靠性一般的齿轮传动动。

　　(2)设计任务
　　确定一种能满足功能要求和设计约束的较好的设计方案，包括：
　　一组基本参数：m、、、、、b、
　　主要几何尺寸：、、a、... 等

　　2、选择齿轮材料。热处理方式及计算许用应力

　　(1)选择齿轮材料、热处理方式
　　按使用条件，属中速、中载，重要性和可靠性一般的齿轮传动。可选用软齿面齿轮，也可选用硬齿面齿轮。本例选用软齿面齿轮,并具体选用：
　　小齿轮：45钢，调质处理，硬度为230～255HBS；大齿轮：45号钢，正火处理，硬度为190～217HBS。

　　(2) 确定许用应力
　　A、确定极限应力和
　　齿面硬度：小齿轮按230HBS，大齿轮按190HBS。查图3-16得,=580MPa ,=550MPa；查图3-17得=220MPa,=210MPa。
　　B、计算应力循环次数N,确定寿命系数、
　　　　　　
　　　　　　
　　查图3-18得，＝＝1；查图3-19得，＝＝1。
　　C、计算许用应力
　　由表3-4取＝1，＝1.4
　　由式3-11得

　　　　　　　

　　　　　　　
　　　　　　　

　　3、初步确定齿轮的基本参数和主要尺寸

　　(1)选择齿轮类型
　　根据齿轮传动的工作条件(中速、中载，v ≤4m/s等)，选用斜齿圆柱齿轮传动。
　　(2) 选择齿轮精度等级
　　按估计的圆周速度，由表3-5初步选用8级精度
　　(3) 初选参数
　　初选：b=12°；＝26，＝u＝26×4＝104，＝＝0，＝0.9
　　(4) 初步计算齿轮的主要尺寸
　　因电动机驱动，工作机载荷平稳，查表3-1,得=1；
　　因齿轮速度不高，取=1.05；
　　因非对称布置，取＝1.13，=1.2；
　　则K==1×1.05×1.13×1.2＝1.424。
　　由图3-11查得＝2.45；查表3-2，；取。
　　。
　　由于是软齿面，故先接触疲劳强度计算，再校核弯曲疲劳强度。
　　由式(3-16)，可初步计算出齿轮的分度圆直径、等主要参数和几何尺寸：
　　　　　　　　

　　　　　　　　
　　按表3-7，取标准模数 ＝2.5mm
　　　　　　　　　　
　　圆整后取：a =168mm。
　　修改螺旋角
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　
　　与估计值相近
　　，取，
　　(5) 验算轮齿弯曲强度条件
　　按式(3-17)验算轮齿的弯曲强度条件。
　　计算当量齿数：
　　　　　　　　　
　　查图3-14得，，。查图3-15得，，。
　　取。
　　计算弯曲应力
　　　　　　　　
　　　　　　　　
　　弯曲强度也满足要求。

　　通过上面计算所得到的一组基本参数和尺寸，能满足功能要求和约束条件，是一个可行方案，但不是唯一的方案，也不一定是最好的方案。适当改变参数(如改变、b等)或材料、热处理方式，经同样计算，还可得到多种可行的方案，然后再对这些可行方案进行技术经济评价或凭设计者的经验，确定出一种较好的方案。由于篇幅所限对其它的设计方案就不再一一列出。

　　5、结构设计和绘制齿轮零件工作图(略)。

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