例　　題

　　例3-2　設(shè)計(jì)螺旋運(yùn)送機(jī)的雙級(jí)圓柱齒輪減速器中的高速級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)(圖3-22)。已知：調(diào)整級(jí)主動(dòng)輪輸入功率＝15kW，轉(zhuǎn)速=970r/min,齒數(shù)比u=4，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，每天工作16小時(shí)，預(yù)計(jì)壽命5年，可靠性要求一般，軸的剛性較小，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。

圖3-22　雙級(jí)圓柱齒輪減速器簡(jiǎn)圖

　　解：

　　1、要求分析

　　(1)使用條件分析
　　傳遞功率：＝15kW；主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速：＝970r/min；齒數(shù)比：u＝4
　　轉(zhuǎn)矩：
　　圓周速度：估計(jì)V≤4m/s。屬中速、中載，重要性和可靠性一般的齒輪傳動(dòng)動(dòng)。

　　(2)設(shè)計(jì)任務(wù)
　　確定一種能滿(mǎn)足功能要求和設(shè)計(jì)約束的較好的設(shè)計(jì)方案，包括：
　　一組基本參數(shù)：m、、、、、b、
　　主要幾何尺寸：、、a、... 等

　　2、選擇齒輪材料。熱處理方式及計(jì)算許用應(yīng)力

　　(1)選擇齒輪材料、熱處理方式
　　按使用條件，屬中速、中載，重要性和可靠性一般的齒輪傳動(dòng)。可選用軟齒面齒輪，也可選用硬齒面齒輪。本例選用軟齒面齒輪,并具體選用：
　　小齒輪：45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為230～255HBS；大齒輪：45號(hào)鋼，正火處理，硬度為190～217HBS。

　　(2) 確定許用應(yīng)力
　　A、確定極限應(yīng)力和
　　齒面硬度：小齒輪按230HBS，大齒輪按190HBS。查圖3-16得,=580MPa ,=550MPa；查圖3-17得=220MPa,=210MPa。
　　B、計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N,確定壽命系數(shù)、
　　　　　　
　　　　　　
　　查圖3-18得，＝＝1；查圖3-19得，＝＝1。
　　C、計(jì)算許用應(yīng)力
　　由表3-4取＝1，＝1.4
　　由式3-11得

　　3、初步確定齒輪的基本參數(shù)和主要尺寸

　　(1)選擇齒輪類(lèi)型
　　根據(jù)齒輪傳動(dòng)的工作條件(中速、中載，v ≤4m/s等)，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。
　　(2) 選擇齒輪精度等級(jí)
　　按估計(jì)的圓周速度，由表3-5初步選用8級(jí)精度
　　(3) 初選參數(shù)
　　初選：b=12°；＝26，＝u＝26×4＝104，＝＝0，＝0.9
　　(4) 初步計(jì)算齒輪的主要尺寸
　　因電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作機(jī)載荷平穩(wěn)，查表3-1,得=1；
　　因齒輪速度不高，取=1.05；
　　因非對(duì)稱(chēng)布置，取＝1.13，=1.2；
　　則K==1×1.05×1.13×1.2＝1.424。
　　由圖3-11查得＝2.45；查表3-2，；取。
　　。
　　由于是軟齒面，故先接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再校核彎曲疲勞強(qiáng)度。
　　由式(3-16)，可初步計(jì)算出齒輪的分度圓直徑、等主要參數(shù)和幾何尺寸：
　　　　　　　　

　　　　　　　　
　　按表3-7，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) ＝2.5mm
　　　　　　　　　　
　　圓整后?。?em>a =168mm。
　　修改螺旋角
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　
　　與估計(jì)值相近
　　，取，
　　(5) 驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度條件
　　按式(3-17)驗(yàn)算輪齒的彎曲強(qiáng)度條件。
　　計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)：
　　　　　　　　　
　　查圖3-14得，，。查圖3-15得，，。
　　取。
　　計(jì)算彎曲應(yīng)力
　　　　　　　　
　　　　　　　　
　　彎曲強(qiáng)度也滿(mǎn)足要求。

　　通過(guò)上面計(jì)算所得到的一組基本參數(shù)和尺寸，能滿(mǎn)足功能要求和約束條件，是一個(gè)可行方案，但不是唯一的方案，也不一定是最好的方案。適當(dāng)改變參數(shù)(如改變、b等)或材料、熱處理方式，經(jīng)同樣計(jì)算，還可得到多種可行的方案，然后再對(duì)這些可行方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)或憑設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，確定出一種較好的方案。由于篇幅所限對(duì)其它的設(shè)計(jì)方案就不再一一列出。

　　5、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和繪制齒輪零件工作圖(略)。