直齿锥齿轮传动计算例题

1、例题10-3 试设计一减速器中的直齿锥齿轮传动。已知输入功率 P=10kw 小齿轮转速n仁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。 解 （1） （2） (3) 1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 选用标准直齿锥齿轮齿轮传动，压力角取为20 o 齿轮精度和材料与例题10-1同。 选小齿轮齿数z1=24,大齿轮齿数z2=uz1=3.224=76.8，取z2=77。 2.按齿面接触疲劳强度设计 （1）由式（10-29 ）试算小齿轮分度圆直径，即 1) 772 ?用（】-広5?尺门/如） 确定公式中的各参数值。

2、 试选-=1.3 o 计算小齿轮传递的转矩。 1 = 9.S5 x 106 x= 9.948 4 X 10 N?mm 选取齿宽系数 #=0.3 由图10-20查得区域系数 由表10-5查得材料的弹性影响系数 Z = 189.8MPa1/2 计算接触疲劳许用应力O 10-25d查得小齿轮和大齿轮 的接触疲劳极限分别为 伽严 600,如伽2 = 550MPa 由式（10-15）计算应力循环次数: = 60nJLh = 60 x 960 X 1 X (2 X 8 X 3D0 X 15) =4.147 X 10 KHN1 0.90, 0.95 咕土 4 的x寻“观xM 由图10-23查取接触疲劳寿命系

3、数 取失效概率为1%安全系数S=1,由式（10-14）得 0.90 X 600 |叭血=MPa = 540MM HN2aHlitn2 0.95 X 550 ll2 =-jMPa = 523MPU 取“川和h I?中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即 M =冋山=523MPa 2）试算小齿轮分度圆直径 dlt厂?（1十 ）?R（1 - 0+5?R） u 吃川 4 斗 X 1.3 X 9.948 X 10 2.5 X 189.8 03 X (1 -0.5 X 0.3)2 x 523 mm =84+970mm （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。 圆周速度r ml

4、= d1(l - 0.5?fl) = 84.970 x (1- 0.5 x 0.3)mm = 72.225mm 6() X 1000 3.630m/s 由nE 打 x 72,225 x W 气賢=MTWOO = xinnn= 当量齿轮的齿宽系数 0.3 x 84-970 x J(77/24)，+ l/2mm = 42.832mm d = d ml b 42.832 2）计算实际载荷系数 由表10-2查得使用系数1=1 根据Vm=3.630m/s 8级精度（降低了一级精度），由图10-8查得动载系数 Kv=1.173。 直齿锥齿轮精度较低，取齿间载荷分配系数 陥=1 由表10-4用插值法查得7级

5、精度、小齿轮悬臂时，得齿向载荷分布系数 K n = 1.345 a 由此，得到实际载荷系数 Kh = K KvKlifrKffi = 1 X L173 X 1 X L344 = L578 3）由式（10-12）,可得按实际载荷系数算得的分度圆直径为 訂 Kh1578 I - = 84,970 X 丿= 96634mm 及相应的齿轮模数 dl 90.634 m = = mm = 3.776mm Zj 24 3. 按齿根弯曲疲劳强度设计 （1）由式（10-27 ）试算模数，即 m( ZIA K1 1）确定公式中的各参数值。 试选陷产也 计算 由分锥角 % =arctan = arctan = 17

6、.3120 和67 = 90 - 17.312 = 7L6880 ，可得当童齿数Z”】 兰25 14 Z 三一 rostfL 口- f0S f0S （72.68矿） =258.76, 由图10-仃 查得齿形系数 二：；、朋二；- 由图10-18查得应力修正系数= f * = 川 由图10-24C查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为 = 500MPh、（7f|jnl2 = 380MPje 由图10-22取弯曲疲劳寿命系数心相=血 S = 0.88 取弯曲疲劳安全系数S=1.7，由式（10-14 ）得 r、fnPfiei 0,85 X 500 如MPa = 250MPU =197MPU 因为

7、大齿轮的 大于小齿轮，所以取 Yr Y Fa sa ro2 i- = fi = 0,0202 mi 2)试算模数。 mf 4 1.3 X 9.948 X 10 =I55 x O-OZOZmm x0.3 x (1-0,5 x 03) x 24 x p?/24) + 1 =1.840mm (2)调整齿轮模数 1)计算实际载荷系数前的数据准备。 圆周速度Vo = m1z1 = 1.840 x 24mm = 44.160m;n 屮=di 1 - 0.5?y(, I = 44460 x (1 - 0,5 X 0.3)mm = 37.536in?n 1?11 n x 37.536 x 960 zn/s =

8、 1.887 m/s f = 60 x 1000 60 X 1000 齿宽bo ?M苛止+ 1 b =.= 03 x 44160 x I + 1/2 mm = 22260mm 2)计算实际载荷系数 根据v=1.887m/s , 8级精度，由图10-8查得动载系数 直齿锥齿轮精度较低，取齿间载荷分配系数 2 由表10-4用插值法查得 = 11340，于是陥=1270。 则载荷系数为 Wf=K、K詐卜声沖=1 x L12 x 1 x 1,270 = 1.425 2）由式（10-13）,可得按实际载荷系数算得的齿轮模数为 , L425 m =叫=1.840 X mm = k897mm 按照齿根弯曲疲劳强度计算的模数，就近选择标准模数 =2mm按照接触疲劳强 度算得的分度圆直 径 % = 90.634mm,算出小齿轮齿数巧=-= -=4532, 取 |； I互 弔怖幻=147 质，取 4. 几何尺寸计算 （1）计算分度圆直径 丄= 46 x 2mm = 92mm (1上=勺m = 147 x 2 mm = 294mm （2）计算分锥角 A、= arctan 173 22V 凡二加-17 22 34 = 72 37 26 （3）计算齿轮宽度 b = 2 + 1/2 mm = 46.21mm 取如S46mm 5. 结构设计及绘制齿轮零件图（从略） 6. 主要设计结论 6 =