机械设计大作业

例题10-1 如图10-26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p=12kw ，小齿轮1n =980m in r ，齿数比u=3.4，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。 解：1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数

（1）按图10-26所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，压力角取为20°。 （2）带式输送机为一般工作机，参考表10-6，选用7级精度。

（3）材料选择。由表10-1，选择小齿轮材料为40Cr （调质），齿面硬度280HBS ，大齿轮材料为45钢（调质），齿面硬度240HBS 。

（4）选小齿轮齿数1z =24，大齿轮齿数2z =u 1z =3.4*24=81.6，取2z =82。 2、按齿面接触疲劳强度设计

（1）由式（10-11）试算小齿轮分度圆直径，即[]32

1112⎪⎪⎭

⎫

⎝

⎛⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛•+•≥H E H d Ht t Z

Z Z u u T K d σφε

1）确定公式中的各参数值

①试选3.1=Ht

K

②计算小齿轮传动的转矩

mm N mm N n P T •⨯=•⨯⨯=⨯=5

616110169.1980121055.9109.55

③由表10-7选取齿宽系数1=d

φ。

④由图10-20查得区域系数5.2=H

Z 。

⑤由表10-5查得材料的弹性影响系数2

18.189a

E MP Z =。

⑥由式（10-9）计算解除疲劳强度用重合度系数εZ 。

()[]︒=+=*

841.292cos arccos 111a

a h z z αα ()[]︒=+=*

666.232cos arccos 222a

a h z z αα ()()[]711.12tan tan tan tan '22'11=-+-=πααααεαa a z z

873.03

4=-=

α

εεZ ⑦计算接触疲劳许用应力

[]H σ。

由图10-25d 查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为MPa H 6001lim =σ、MPa H 0552lim =σ。由式

（10-15）计算应力循环次数：

91110147.460⨯==h jL n N 912101.299u ⨯==N N

由图（10-23）查取接触疲劳寿命系数90.01

=HN

K 、59.02=HN K 。取失效概率为1%，安全系数S=1，由式

（10-14）得

[]MPa S

K H HN H 5401

lim 11==

σσ、[]MPa S

K H HN H 5232

lim 22==

σσ取两者中的较小者

作为该齿轮副的解除疲劳许用应力，即

[][]MPa H H 5232==σσ

2）试计算小齿轮分度圆直径

[]32

1112⎪⎪⎭⎫ ⎝

⎛⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛•+•≥H E H d Ht t Z

Z Z u u T K d σφε

=62.757mm

（2）调整小齿轮分度圆直径

1）计算实际载荷系数前的数据准备。

①圆周速度v

s m n v t 2.31000

60d 1

1=⨯=

π

②齿宽b

mm d b t d 757.621==φ

2）计算实际载荷系数H K ①由表10-2查得使用系数1=A K 。

②根据s m v

2.3=、7精度级，由图10-8查得动载荷系数12.1=V K 。

③齿轮的圆周力。

N d T F t t 311110725.32⨯==

mm N mm N b F K t A 1004.591<=

查表10-3得齿间载荷分配系数2.1=α

H K 。

④由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，得齿向载荷分布系数421.1=βH K 。由此，得

实际载荷系数91.1==βαH H V A H

K K K K K

3）由式（10-12），可得按实际载荷系数算得的分度圆直径mm K K d Ht

H

t 344.71d 3

11==，级相应的齿轮模数 mm mm z d m 973.224/344.7111===

3、