1、例3 （P102例4-1） 二级圆柱齿轮减速器如图所示。电动机驱动，电动机转速n1=1470 rmin，双向运转，载荷有中等冲击，要求该减速器能传递17kW的功率。两班制工作，折旧期8年，每年工作260天。减速器高速级传动比为i13.7，低速级传动比i22.75。要求结构紧凑些。试设计此减速器的两级齿轮传动(传动效率忽略不计)。,解题分析 1、根据题意，本题属设计题，即选择齿轮材料、通过承载能力计算确定齿轮传动参数和尺寸。 2、考虑到要求结构紧凑，采用硬齿面齿轮，但因低速级齿轮传动，传递的转矩大，因而大齿轮尺寸较大，不便于硬化处理。故考虑低速级采用中硬齿面，高速级采用中硬齿面。 3、因双向运转
2、，轮齿弯曲疲劳极限应力应乘以0.8。 4、高速级采用斜齿轮，低速级采用直齿轮。,需用公式（直齿，软齿面）,解 (1)选择齿轮材料、热处理方法并确定许用应力参考表4-2初选材料小齿轮：40CrMnMo，调质，齿面硬度294326HBS大齿轮：37SiMn2MoV，调质，齿面硬度263294HBS,根据小齿轮齿面硬度310HBS和大齿轮齿面硬度280HBS 按图4-6 MQ线查得齿面接触疲劳极限应力如下：Hlim3=770 MPa，Hlim4=750 MPa 按图4-7 MQ线查得轮齿弯曲疲劳极限应力如下：EF3=640 MPa，EF4=620 MPa,按图4-8a）查得接触寿命系数ZN3=1，Z
3、N4=1.07 按图4-8b）查得弯曲寿命系数YN3=0.9，YN4=0.95,再查表4-3，取安全系数如下： SHmin1.1，SFmin1.25 于是,(2)分析失效、确定设计准则由于要设计的齿轮传动是封闭在减速器箱体内的，属闭式传动，且大齿轮是软齿面齿轮，最大可能的失效是齿面疲劳；但如模数过小，也可能发生轮齿疲劳折断。因此，本齿轮传动可按齿面接触疲劳承载能力进行设计，确定主要参数，再验算轮齿的弯曲疲劳承载能力。由于无严重过载，不必验算齿轮传动过载能力。,(3)按齿面接触疲劳承载能力计算齿轮主要参数根据式(4-9)设计式为：,因属减速传动，u=i2=2.75； 外啮合，取“+”号。,确定计
4、算载荷小齿轮转矩,初选，查表4-7 ，考虑本齿轮传动是直齿圆柱齿轮传动，电动机驱动，载荷有中等冲击，轴承相对齿轮不对称布置。取载荷系数K1.8；,区域系数查图4-13，标准齿轮，,弹性系数查表4-8 ，,齿宽系数表4-11 软齿面取；,因小齿轮的许用齿面接触疲劳应力值较小，故将代入。,取,于是：,按经验式 m(0.0070.02)a， 取m=0.015a0.015185=2.78mm， 取标准模数m=3mm,取,考虑传动比精确及中心距0、5结尾，且应保证中心距大于按接触强度计算所得,反算中心距 符合要求。,重取,检验传动比,传动比误差符合要求，可用。,（4）选择齿轮精度等级,齿轮圆周速度,查表
5、4-9，并考虑这个齿轮传动的用途，选择8级精度。,（5）精确计算计算载荷,查表4-4,查图4-9,齿轮传动啮合宽度,查表4-6,查表4-5,减速器轴刚度较大,（6）验算轮齿接触疲劳承载能力,轮齿接触疲劳承载能力足够。,（7）验算轮齿弯曲疲劳承载能力,轮齿弯曲疲劳承载能力足够。,由,查图4-16，得两轮复合齿形系数为YF3=4.03，YF4=3.95,于是,(5)齿轮传动几何尺寸计算（P104）,例3 （P102例4-2） P102例4-1题中,设计高速级1、2齿轮,采用斜齿轮 。,解题分析 1、根据题意，本题属设计题，即选择齿轮材料、通过承载能力计算确定齿轮传动参数和尺寸。 2、考虑到要求结构
6、紧凑，采用硬齿面齿轮。 3、因双向运转，轮齿弯曲疲劳极限应力应乘以0.8。 4、高速级采用斜齿轮。,需用公式（斜齿，硬齿面）,解 (1)选择齿轮材料、热处理方法并确定许用应力参考表4-1初选材料小齿轮：17CrNiMo6，渗碳淬火，齿面硬度5462HRC大齿轮：40Cr，表面淬火，齿面硬度4855HRC,根据小齿轮齿面硬度和大齿轮齿面硬度，按图4-6 MQ（中）线查得齿面接触疲劳极限应力如下：Hlim1=1500 MPa，Hlim2=1180 MPa 按图4-7 MQ线查得轮齿弯曲疲劳极限应力如下：EF1=850 MPa，EF2=720 MPa,按图4-8a）查得接触寿命系数ZN1=0.9，Z
7、N2=1 按图4-8b）查得弯曲寿命系数YN1=0.87，YN2=0.9,再查表4-3，取安全系数如下： SHmin1.2，SFmin1.5 于是,(2)分析失效、确定设计准则由于要设计的齿轮传动是封闭在减速器箱体内的，属闭式传动，且大齿轮是硬齿面齿轮，最大可能的失效是轮齿折断。因此，本齿轮传动可按弯曲疲劳承载能力进行设计，确定主要参数，再验算轮齿的齿面接触疲劳承载能力。,(3)按齿面接触疲劳承载能力计算齿轮主要参数根据式(4-6)设计式为：,确定公式中参数,确定计算载荷 小齿轮转矩,初选，查表4-7 ，考虑本齿轮传动是斜齿圆柱齿轮传动，电动机驱动，载荷有中等冲击，轴承相对齿轮不对称布置。取载荷系数K1.7；,初取,查图4-16，得两轮复合齿形系数为YF1=4.33，YF2=3.95,以齿轮2参数代入,取标准模数m=2.5mm,圆整，最好为0、5结尾,检验传动比,传动比误差为0，可用。,（4）选择齿轮精度等级,齿轮圆周速度,查表4-9，并考虑这个齿轮传动的用途，选择7级精度。,（5）精确计算计算载荷,查表4-4,查图4-9,齿轮传动啮合宽度,查表4-6,查表4-5,减速器轴刚度较大,（6）验算轮齿接触疲劳承载能力,轮齿接触疲劳承载能力足够。,（7）验算轮齿弯曲疲劳承载能力（略）,(8)齿轮传动几何尺寸计算（P111）,
