机械基础-案例07 闭式斜齿圆柱齿轮传动

闭式斜齿圆柱齿轮传动

设计一闭式斜齿圆柱齿轮传动。已知传递的功率P 1=20kW ，小齿轮转速

n 1=1000r/min ，传动比i=3，每天工作16h ，使用寿命5年，每年工作300天，齿轮对称布置，轴的刚性较大，电机带动，中等冲击，传动尺寸无严格限制。

解：设计步骤见表 1．选定材料、热处理方式、精度等级、齿数等

小轮：40Cr 调质 HB 1=241～286，取260HBW ； 大轮：45调质 HB 2=197～255，取230HBW ； 7级精度

取z 1=27，则大轮齿数z 2=i z 1=3×27=81， 对该两级减速器，取z=1。 初选螺旋角

=14°

2．确定许用弯曲应力

δHlim1=710MPa ，δHlim2=580MPa ， δFlim1=600MPa ，δFlim2=450MPa ， 安全系数取S Hlim =1.1 S Flim =1.25

N 1=60×1000×5×300×16=14.4×108 N 2= N 1/i=14.4×108/3=4.8×108 得：Z N1=0.975 Z N2=1.043

Y N1=0.884 Y N2=0.903

MPa S Z H N H H 3

.6291.1975.0710][min

1

1lim 1=⨯==

σσ

MPa S Z H N H H 550

1

.1043

.1580][min

2

2lim 2=⨯=

=

σσ

MPa S Y Y F X N F F 32

.42425.11884.0600][min

1

11lim 1=⨯⨯==

σσ

MPa S Y Y F X N F F 08

.32525

.11

903.0600][min

2

22lim 2=⨯⨯=

=

σσ

3．按齿面接触强度设计 （1）工作转矩

mm N n P T ⋅=⨯=⨯=191000

1000

20

1055.91055.96116

1

（2）载荷系数

K A =1.5 K V =1.15 K =1.09

K = K A K V K =1×1.15×1.09=1.88 （3）计算齿面弯曲应力 查的弹性变形系数：Z E =189.8 节点区域系数： Z H =2.5。 重合度影响系数： Z =0.8。 则：

mm

Z Z Z u u KT d 95

.785508.08.1895.2313119100088.12][123

2

32

H E H d 11=⎪⎭⎫

⎝⎛⨯⨯+⋅⨯⨯=

⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛±⋅

≥σφε

取d 1=85 mm

mm z d m t 14.327

8511===

，取m n =3mm

01165.1785

27

3arccos =⨯==d z m n β

b=Φd =85 mm 4．校核弯曲强度 当量齿数

2.31cos 31

1==β

z z v

6.93cos 32

2

==β

z z v 查得：Y Fa1=2.53，Y Sa1=1.63，

d=85mm

b=85 mm

=2.58，Y

Fa1

=1.62，Y

Sa1

=2.33，Y

Fa2

Y

=1.75，Sa2

=31.2

Z

v1

Z

=93.6

v2

=

σ

F1

106.51MPa

=

σ

F2

103.21MPa = 255 mm

d

2

a=2=170 mm