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
＝15
kW，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：
＝15
kW；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)
＝2.5
mm 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)。
