机械设计7齿轮习题课.ppt

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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=1470r／min，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i1＝3.7，低速级传动比i2＝2.75。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

2、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，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294～326HBS大齿轮：37SiMn2MoV，调质，齿面硬度263～294HBS根据小齿轮齿面硬度310HBS和大齿轮齿面硬度280HBS按图4-6MQ线查得齿面接触疲劳极限应力如下：σHlim3=770MPa

3、，σHlim4=750MPa按图4-7MQ线查得轮齿弯曲疲劳极限应力如下：σEF3=640MPa，σEF4=620MPa按图4-8a）查得接触寿命系数ZN3=1，ZN4=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：SHmin＝1.1，SFmin＝1.25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

4、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K＝1.8；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

5、将代入。取于是：按经验式m＝(0.007～0.02)a，取m=0.015a＝0.015×185=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

6、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

7、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54～62HRC大齿轮：40Cr，表面淬火，齿面硬度48～55HRC根据小齿轮齿面硬度和大齿轮齿面硬度，按图4-6MQ（中）线查得齿面接触疲劳极限应力如下：σHlim1=1500MPa，σHlim2=1180MPa按图4-7MQ线查得轮齿弯曲疲劳极限应力如下：σEF1=850MPa，σEF2=720MPa按图4-8a）查得接触寿命系数ZN1=0.9，ZN2=1按图4-8b）查得弯曲寿命系数YN1=0.87，YN2=0.9再查表4

8、-3，取安全系数如下：SHmin＝1.2，SFmin＝1.5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