爱华网例3-2 设计螺旋运送机的双级圆柱齿轮减速器中的高速级圆柱齿轮传动(图3-22)。已知：调整级主动轮输入功率 ＝15kW，转速 =970r/min,齿数比u=4，单向运转，载荷平稳，每天工作16小时，预计寿命5年，可靠性要求一般，轴的刚性较小，电动机驱动。
图3-22 双级圆柱齿轮减速器简图
解：
1、要求分析
(1)使用条件分析
传递功率： ＝15kW；主动轮转速： ＝970r/min；齿数比：u＝4
转矩：
圆周速度：估计V≤4m/s。属中速、中载，重要性和可靠性一般的齿轮传动动。
(2)设计任务
确定一种能满足功能要求和设计约束的较好的设计方案，包括：
一组基本参数：m、 、 、 、 、b、
主要几何尺寸： 、 、a、... 等
2、选择齿轮材料。热处理方式及计算许用应力
(1)选择齿轮材料、热处理方式
按使用条件，属中速、中载，重要性和可靠性一般的齿轮传动。可选用软齿面齿轮，也可选用硬齿面齿轮。本例选用软齿面齿轮,并具体选用：
小齿轮：45钢，调质处理，硬度为230～255HBS；大齿轮：45号钢，正火处理，硬度为190～217HBS。
(2) 确定许用应力
A、确定极限应力 和
齿面硬度：小齿轮按230HBS，大齿轮按190HBS。查图3-16得, =580MPa , =550MPa；查图3-17得 =220MPa, =210MPa。
B、计算应力循环次数N,确定寿命系数 、
查图3-18得， ＝ ＝1；查图3-19得， ＝ ＝1。
C、计算许用应力
由表3-4取 ＝1， ＝1.4
由式3-11得
3、初步确定齿轮的基本参数和主要尺寸
(1)选择齿轮类型
根据齿轮传动的工作条件(中速、中载，v ≤4m/s等)，选用斜齿圆柱齿轮传动。
(2) 选择齿轮精度等级
按估计的圆周速度，由表3-5初步选用8级精度
(3) 初选参数
初选：b=12°； ＝26， ＝ u＝26×4＝104， ＝ ＝0， ＝0.9
(4) 初步计算齿轮的主要尺寸
因电动机驱动，工作机载荷平稳，查表3-1,得 =1；
因齿轮速度不高，取 =1.05；
因非对称布置，取 ＝1.13， =1.2；
则K= =1×1.05×1.13×1.2＝1.424。
由图3-11查得 ＝2.45；查表3-2， ；取 。
。
由于是软齿面，故先接触疲劳强度计算，再校核弯曲疲劳强度。
由式(3-16)，可初步计算出齿轮的分度圆直径 、 等主要参数和几何尺寸：
按表3-7，取标准模数 ＝2.5mm
圆整后取：a =168mm。
修改螺旋角
与估计值相近
，取 ，
(5) 验算轮齿弯曲强度条件
按式(3-17)验算轮齿的弯曲强度条件。
计算当量齿数：
查图3-14得， ， 。查图3-15得， ， 。
取 。
计算弯曲应力
弯曲强度也满足要求。
通过上面计算所得到的一组基本参数和尺寸，能满足功能要求和约束条件，是一个可行方案，但不是唯一的方案，也不一定是最好的方案。适当改变参数(如改变 、b等)或材料、热处理方式，经同样计算，还可得到多种可行的方案，然后再对这些可行方案进行技术经济评价或凭设计者的经验，确定出一种较好的方案。由于篇幅所限对其它的设计方案就不再一一列出。
5、结构设计和绘制齿轮零件工作图(略)。
