例1 设计用于带式输送机传动装置的闭式单级直齿圆柱齿轮传动。传递功率P=2.7kW ，小齿轮转速n 1=350r/min ，传动比i=3.57。输送机工作平稳，单向运转，两班工作制，齿轮对称布置，预期寿命10年，每年工作300天。 解：1. 选择齿轮精度等级、材料、齿数
1）带式输送机属于一般机械，且转速不高，故初选择8级精度。 2）因载荷平稳，传递功率较小，可采用软齿面齿轮。参考表5-6，小齿轮选用45钢调质处理，齿面硬度220~250HBS ，σHLim1=595MPa ，σFE1=230MPa ；大齿轮选用45钢正火处理，齿面硬度170~200HBS ，σHLim2=520MPa ，σFE2=200MPa 。
3）初选小齿轮齿数z 1=24，则z 2=iz 1=3.57×24=85.68，取z 2=87。故实际传动比i=z 2/z 1=87/24=3.62，与要求的传动比3.57的误差小于3%。
对于齿面硬度小于350 HBS 的闭式软齿面齿轮传动，应按齿面接触强度设计，再按齿根弯曲强度校核。 2. 按齿面接触强度设计
设计公式5-48
1d ≥1）查表5-8，原动机为电动机，工作机械是输送机，且工作平稳，取载荷系数K=1.2。 2）小齿轮传递的转矩 11
2.7955095507
3.671350
P N m n T =⨯=⨯=⋅
3）查表5-13，齿轮为软齿面，对称布置，取齿宽系数φd =1。强盗的逻辑
4）查表5-10，两齿轮材料都是锻钢，故取弹性系数Z E =189.8 MPa 1/2。
5）两齿轮为标准齿轮，且正确安装，故节点区域系数Z H =2.5，取重合度系数Z ε=0.9。
6）计算许用接触应力 N W X HLim H H Z Z Z S
σσ⎡⎤=⎣⎦
①应力循环次数
小齿轮N 1=60n 1jL h =60×350×1×(2×8×300×10)=10.08×108 大齿轮N 2= N 1/i=10.08×108/3.62=2.78×108
②据齿轮材料、热处理以及N 1、N 2，查接触疲劳寿命系数图表，不允许出现点蚀，得接触疲劳寿命系数Z N1=1，Z N2=1，两齿轮均为软齿面故ZW=1，ZX=1。
③一般传动，取安全系数S H =1.1。 ④计算许用接触应力
11115951540.91.1N W X HLim H H MPa Z Z Z S σσ⨯⎡⎤===⎣⎦2222
5201427.71.1N W X HLim H H MPa Z Z Z S σσ⨯⎡⎤===⎣⎦ 取小值[σH2]代入计算。
7）计算
1
激光笔
81.56mm d = 8）计算主要尺寸
①模数m=d 1/z 1=81.56/24=3.4mm 查表5-2，取标准值m=4mm 。
②分度圆直径d 1=mz 1=4×24=96mm
d 2=mz 2=4×87=348mm
③齿宽b=φd d 1=1×96=96mm ，取b 2=96mm ，b 1=b 2+6=102mm ④中心距a=(d 1+d 2)/2=(96+348)/2=222mm 3. 验算轮齿弯曲强度 按公式5-42校核
[]111120002000Fa Sa FS F
F KTY Y Y KTY Y bd bd m
εεσσ
==≤
1）由z 1=24，z 2=87，根据PPT 中P91~92，得齿型系数Y Fa1=2.65，Y Fa2=2.21。
2）由z 1=24，z 2=87，根据PPT 中P91~92，得应力集中系数Y Sa1=1.58，Y Sa2=1.77。Y ε≤1，保守考虑取Y ε=1。
味蕾上绽放的爱3）计算许用弯曲应力ST N X
FE F F
Y Y Y S
σσ⎡⎤=⎣⎦
①据齿轮材料、热处理以及N 1、N 2，查弯曲疲劳寿命系数图表，得弯曲疲劳寿命系数Y N1=1，Y N2=1，试验齿轮应力修正系数YST=2；弯曲疲劳强度计算尺寸系数YX=1。
②一般传动，取安全系数S F =1.25。 ③计算许用弯曲应力
11
123023681.25ST N X FE F F
MPa Y Y Y S σσ⨯⎡⎤===⎣⎦ 22220023201.25ST N X FE F F
MPa Y Y Y S σσ⨯⎡⎤===⎣⎦ 4）校核计算
111
1
1
120002 1.273671 2.65 1.5820.0836896964
Fa Sa F F KTY Y MPa MPa
bd m σ
σ⨯⨯⨯⨯⎡⎤===≤=⎣⎦⨯⨯
122
2
2
120002 1.273671 2.21 1.7718.7632096964
Fa Sa F F KTY Y MPa MPa
bd m σ
σ⨯⨯⨯⨯⎡⎤===≤=⎣⎦⨯⨯弯曲强度足够。
4. 验算齿轮的圆周速度
s m n d v /76.11000
60350
9614.31000
601
1=⨯⨯⨯=
科技创新导报⨯=
π
对照表5-12可知，选用9级精度较为合宜。 修正K
5、齿轮结构设计（略）
例2 试设计非均匀密度材料搅拌机的传动装置——单级斜齿圆柱齿轮减速器中的齿轮传动，电动机功率P=22kW ，转速n 1=970r/min ，用联轴器与高速齿轮轴联接，传动比为4.6，单向传动，单班工作制，预计寿命10年。
解：1. 选择齿轮材料、精度等级、参数
唐俊昌1）考虑传递功率较大，且有一定冲击，大、小齿轮均采用40Cr 调质后表面淬火。参考表5-6，取小齿轮的齿面硬度为50~55HRC ，σHLim1=1180MPa ，σFE1=365MPa ；大齿轮的齿面硬度48~52 HRC ，σHLim2=1180MPa ，σFE2=365MPa 。
2）初选取8级精度等级。
3）选小齿轮齿数z 1=23，则z 2=iz 1=4.6×23=105.8，取z 2=106。故实际传动比i=z 2/z 1=106/23=4.61，齿数比u=i=4.61。
4）初选螺旋角β=130 2. 按轮齿弯曲强度设计
设计公式5-61
n m =1）查表5-8，取载荷系数K=1.6。 2）小齿轮传递的转矩 1122
95509550216.6970
P N m n T =⨯
=⨯=⋅ 3）查表5-13，齿轮为硬齿面，对称布置，取齿宽系数φd =0.8。 4）计算当量齿数
z V1=z 1/cos 3β=23/cos 3130=24.86 z V2=z 2/cos 3β=106/cos 3130=114.60
磺酸酯
5）椐z V1、z V2 和PPT 中P91~92，得齿型系数Y Fa1=2.74，Y Fa2=2.17。 6）椐z V1、z V2和PPT 中P91~92，得应力修正系数Y Sa1=1.59，Y Sa2=1.80，13
1110.8916120
120
Y ββ
β
ε=-=-⨯
= 7）取安全系数S F =1.25。 8）计算许用弯曲应力
1
1136525841.25ST N X FE F F
MPa Y Y Y S σσ⨯⎡⎤===⎣⎦
22236525841.25ST N X FE F F
MPa Y Y Y S σσ⨯⎡⎤===⎣⎦ 8）计算大、小齿轮的Y Fa Y Sa /[σF ]，并比较 Y Fa1 Y Sa1/[σF1]=2.74×
1.59/584=0.0075 Y Fa2 Y Sa2/[σF2]=2.17×1.80/584=0.0069 小齿轮的数值大，按小齿轮计算。
