试设计一带式输送机减速器的斜齿圆柱齿轮传动。已知输入功率P1=40kW,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,试设计此传动。
[解]
1.选精度等级、材料及齿数
1)材料及热处理仍按直齿轮传动例题:大、小齿轮都选用硬齿面。由表1选得大、小齿轮的材料均为40Cr,并经调质及表面淬火,齿面硬度为48~55HRC;
2)精度等级仍选7级精度;
3)仍选小齿轮齿数z1=24,大齿轮齿数z2=77;
4)初选螺旋角β=14°
2.按齿面接触强度设计
齿面接触强度计算公式为:
1) 确定公式内的各计算数值
(1)试选Kt=1.6。
(2)由图10查取区域系数ZH=2.433。
(3)由图8查得端面重合度
εα1=0.78,εα2=0.87,则 εα=εα1+εα2=1.65。
(4)许用接触应力=1041.5 MPa。
2) 计算
(1)试算小齿轮分度圆直径d1t
mm =60.49 mm
(2)计算圆周速度
(3)计算齿宽b及模数mnt
h=2.25 mnt=5.51mm b/h=9.88
(4)计算纵向重合度εβ
(5)计算载荷系数K
已知使用系数=l。
根据v=3.04m/s,7级精度,由图5查得动载系数=l.11;
由表4查得接触强度计算用的齿向载荷分布系数=1.41;
由图6查得弯曲强度计算的齿向载荷分布系数=1.37。
由表3查得齿间载荷分配系数==1.2。
故载荷系数
(6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径
(7)计算模数mn
3.按齿根弯曲强度设计
由式
1)确定计算参数
(1)计算载荷系数
(2)根据纵向重合度=1.713,从图9查得螺旋角影响系数Yβ=0.8。
(3)计算当量齿数
(4)查取齿形系数
由表5查得YFa1=2.592;YFa2=2.2l1
(5)查取应力校正系数
由表5查得Ysa1=1.596;Ysa2=1.774
(6)计算大、小齿轮的并加以比较
小齿轮的数值大。
2)设计计算
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法向模数mn略大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法向模数,按表12,取标准模数mn=2.5mm,可满足弯曲强度。为满足接触疲劳强度,按接触强度算得的分度圆直径d1=63.83mm,由
,取z1=25,则z2=uz1=80。
4.几何尺寸计算
1)计算中心距
将中心距圆整为135mm。
2)按圆整后的中心距修正螺旋角
因β改变不多,故参数εα,Kβ,ZH等不必修正。
3)计算大、小齿轮的分度圆直径
4)计算齿轮宽度
圆整后取B2=58mm;B1=63mm。
5.结构设计
以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径>16Omm,而又小于5OOmm,故以选用腹板式结构为宜。其它有关尺寸按图11荐用的结构尺寸设计(尺寸计算从略),并绘制大齿轮零件图(从略)。