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齿轮设计例题 直齿轮设计 斜齿轮设计 锥齿轮设计 圆柱蜗杆设计 补充习题 直齿轮设计 斜齿轮设计 锥齿轮设计 蜗轮蜗杆设计 例1：如图10-23所示，试设计此带式输送机减速器的高速级齿轮传动。已知输入功率P1＝10KW，小齿轮转速n1=960r/min，齿数比u=3.2，由电动机驱动，工作寿命15年（设每年工作300天），两班制，带式输送机工作平稳，转向不变。 计算与说明 主要结果 1.选齿轮类型、精度等级、材料及齿数 3）选材料 表10-1 小齿轮：40Cr调质，平均取齿面硬度为280HBS 大齿轮：45钢调质，平均取齿面硬度为240HBS 4）初选小齿轮齿数z1＝24，则大齿轮齿数 z2=uz1=3.2×24=76.8 圆整，取z2＝77 1）确定公式内各计算数值 （1）试选载荷系数Kt=1.3 （2）由表10-7选取齿宽系数φd＝1 Kt ＝1.3 7级精度 小齿轮 280HBS 大齿轮 240HBS z1 ＝24 z2 ＝77 1）选用直齿圆柱齿轮 2）运输机属于一般机械，速度不高选择精度等级7级 2.按齿面接触强度设计 齿面接触强度设计式 直齿轮 φd ＝1 计算与说明 主要结果 （3）计算小齿轮转矩T1 T1＝9.55×106×P/n1=9.55×106×10/960= 9.948×104 N·mm T1＝ 9.948×104 N·mm KHN1＝0.9 KHN2＝0.95 [σH]1＝540MPa [σH]2＝522.5MPa （6）计算应力循环次数 （4）弹性系数ZE 由表10-6，弹性系数 （5）由图10-21d按齿面硬度查得接触疲劳极限σHlim1、σHlim2 σHlim1 ＝600MPa， σHlim2 ＝550MPa σHlim1＝600MPa σHlim2 ＝550MPa （7）由图10-19查得接触疲劳寿命系数KHN1＝0.9，KHN2＝0.95 （8）计算接触疲劳许用应力 取失效率为1％，安全系数S＝1 计算与说明 主要结果 2）计算 d1t＝ 65.396mm （3）计算齿宽 b＝65.396mm mt＝2.725mm h=6.13mm b/h=10.67 （2）计算圆周速度v v＝3.29m/s （1）试算小齿轮分度圆直径dt1，带入［σH］中较小值 b=φddt1=1×65.396mm=65.396mm （4）计算齿宽与齿高之比b/h 模数 mt=d1t/z1=65.396/24mm=2.725mm 齿高 h=2.25 mt=2.25×2.725mm=6.13mm 则 b/h=65.396/6.13=10.67 计算与说明 主要结果 （5）计算载荷系数 a）使用系数KA 查表10-2，取KA＝1 b）动载系数Kv 由由v=3.29m/s，7级精度查图10-8，取Kv＝1.12 c）齿间载荷分配系数，由表10-3注，对直齿圆柱齿轮， 取KH α＝ KFα＝1 KA＝1 Kv＝1.12 KHβ＝1.423 KFβ＝1.35 d）由b/h＝10.167，KHβ＝1.423查图10-13得KFβ＝1.35 故载荷系数： （6）校正分度圆直径 （7）计算模数 模数 m=d1/z1= 69.995/24mm= 2.92mm KHα＝KFα＝1 K＝1.594 d1＝69.995mm m＝2.92mm 计算与说明 主要结果 3.按齿根弯曲疲劳强度计算 （3）计算弯曲疲劳许用应力[σF]，取弯曲疲劳安全系数S=1.4 K ＝1.512 （4）计算载荷系数K σFE1 ＝500MPa σFE2 ＝380MPa （1）由图10-20c，查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 σFE1 ＝500MPa， 大齿轮弯曲疲劳强度极限σFE2＝380MPa （2）由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数KFN1＝0.85、 KFN2＝0.88 KFN1 ＝0.85 σFN2 ＝0.88 S ＝1.4 [σF]1 ＝303.57MPa [σF]2 ＝238.86MPa 1）确定公式中各计算数值 齿根弯曲疲劳强度设计式 计算与说明 主要结果 （7）计算比较大、小齿轮的YFaYSa/[σF] m ≥2.176 大齿轮的YFaYSa/[σF]比较大 2）设计计算 （5）查取齿形系数YFa 由表10-5查得YFa1=2.65,YFa2=2.226 YSa1=1.58，YSa2=1.764 YFa1=2.65 YFa2=2.226 YSa1=1.58 YSa2=1.764 （6）查取应力修正系数YSa 结果分析： 由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根