已知i=3.5 n1=240 r/min 传动功率p=3.97 两班制，工作期限10年，单向传动载荷平稳
1、选材料与热处理。所设计的齿轮属于闭式传动,通常才用软齿面的钢制齿轮,小齿轮为45号钢,调质处理，硬度为260HBW，大齿轮材料也为45钢，正火处理，硬度为215HBS，硬度差为45HBS较合适。
2、选择精度等级，输送机是一般机械，速度不高，故选择8级精度。 3、按齿面接触疲劳强度设计。
本传动为闭式传动，软齿面，因此主要失效形式为疲劳点蚀，应根据齿面接触疲劳强度设计，根据式(6-41)
2
d1> (671/［σH］)kT1(i+1)/
1)载荷因数K.
圆周速度不大,精度不高,齿轮关于轴承对称布置,按表6-9取K =1.2. 2)转矩T T=9.55X106XP/n1=9.55x106X 3.97/240=160000N2mm
3)弯曲后减切应力［σH］ 据式(6-42)
σH］ =σHmin/SHmin2zN
由图6-36查得. σHlim1 =610Mpa, Hlim2 =500Mpa
接触疲劳寿命系数 ZN按一年300工作日，两班制工作每天16小时，由公式N=60njth算得 N1 =60 X 240 X 10X 300X16 =0.69X1099
N2 = N1/i =0.69X10/3.5=0.19 X10查图6-37中曲线：
ZN1 =1.02ZN2 =1.12
按一般可靠性要求，取SHmin =1
［σH1］=σHlim1 x Zn1/ SHmin =610x 1.02/1 Mpa =622.2 Mpa ［σH2］=σHlim2 x Zn2/ SHmin =500 x 1.12/1 Mpa =560Mpa 4）计算小齿轮分度圆直径d1
查表取6-11 齿宽系数1.1
2
d1> = (671/［σH］)kT1(i+1)/ i
=68.6mm
取d1=70 mm
5）计算圆周速度V
V=3.14n1d1/60x1000=3.14x240x70/60x1000=0.879m/s
因V<6 m/s，故去取8级精度合适。 4、确定主要参数，计算主要几何尺寸。
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取小齿轮齿数为 Z1=20 Z2=ixZ1=70
m=d1/Z1=3.5mm 取标准模数m=3.5mm 分度圆直径
d1=mz1=3.5x20=70mm d2=mz2=3.5x70=245mm
1)中心距a a = (d1+d2)/2=157.5mm 2)齿宽b b = 1.1 x 70 =77mm
取b2 = 77mm 则b1 = 5 + b2 =77+5 =82mm 3)齿顶高ha ha= ha* m=3.5mm 齿根高
hf
hf=（ha*+c*）m=1.25x3.5=4.375
5、校核弯曲疲劳强 根据式 (6-44)
σbb =2kT1/bmd12YFS
1）复合齿形因数YFS 如图6-39得，YFS1 =4.35 ， YFS2 =3.98 2 ) 弯曲疲劳许用应力
=
［σbb］σbblim/Sfmin x YN
由图6-40的弯曲疲劳极限应力
σbblim1 =σbblim1=490Mpa σbblim2 =410 Mpa
6
由图6-41得弯曲疲劳寿命系数YN ；YN1 =1（N1＞N0，N0 =3x10）
6
YN2=1 (N2＞N0, N0 =3x10）
弯曲疲劳的最小安全SFmin，按一般可靠性要求，取SFmin =1，
计算得弯曲疲劳许用应力为：
［σbb1］ =σbblim1 x YN1/ SFmin =（490/1）X 1 =490 Mpa
［σbb2］ =σbblim2 x YN2/ SFmin =（410/1）X 1 =410Mpa 3）校核计算：
σbb1 =2kT1/bmd12YFS1 =2 X 1.2 X160000 X 4.35/82X 3.5X 70
=83.15＜［σbb1］
σbb2 =2kT1/bmd12YFS2 =2 X 1.2 X 160000 X3.98/77 X 3 .5X 70
=81＜［σbb2］ 故弯曲疲劳强度足够. 六、轴的计算 1、Ⅱ轴的设计
（1）选择轴的材料,确定许用应力.
选用轴的材料为45号钢,调质处理,查表12-1知
σb1=σb2 =650 Mpa, σS1=σS2=360 Mpa , 查表12-6可知 ［σ+1］bb=215 Mpa［σ0］bb=102 Mpa, ［σ-1 ］bb=60 Mpa （2）按扭转强度估算轴的最小直径
单级齿轮减速器的低速轴为转轴,输出端与联轴器相连接,从结构要求考虑输入端轴
径应最小,最小直径为:
查表12-5可得,45钢取C =118,则
考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准,取d =48mm （3）齿轮上作用力的计算
齿轮所受的转矩为
T =9.55X106X P2/ n2=9.55X106X 3.80/68.6=530000 N2mm 齿轮作用力：
圆周力 FT =2T/d2 =2 x 530000/245=4326.5N 径向力 Fr =
=4326.5Xtan20=1574.7N
轴向力 Fa=0
（4）、轴的结构设计
轴结构设计时,需同时考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式,按比例 绘制轴承结构草图.
1、 确定轴上零件的位置及固定方式
单级齿轮减速器,将齿轮布置在箱体内壁的中央, 轴承对称布置在齿轮两边,轴外伸端安装联轴器。
齿轮靠轴环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两段 轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定；轴通过两端轴承实现轴向 定位；靠过盈配合分别实现轴向定位和周向固定。 2 .确定各段轴的直径。
将估算轴直径d =48 mm作为外伸直径d1，与联轴器相配合，
考虑联轴器用轴肩实现轴向定位，取第二段直径为d2 =51mm,齿轮和右端轴承 从右端转入，考虑装拆方便及零件固定的要求，装轴承处轴径d3应大于d2，考虑 滚动轴承直径系列，取d3 =55 mm，为便于齿轮装拆，与齿轮配合处轴径d4应大于 d3，取d4 =57 mm，齿轮左端用轴环固定，右端用套桶定位，轴环直径d5，满足齿轮 定位的同时，还应满足左侧轴承的安装要求，根据选定轴承型号，确定左端轴承型
号与右端轴承型号相同，取d6 =55mm。 3 .选取轴承型号，
初选轴承型号为深沟球轴承，代号为6011，查手册可得轴承宽度 B =18 mm
4 .确定各端轴的长度
综合考虑轴上零件的尺寸B与减速器箱体尺寸的关系，确定各段轴的长度。 5 轴的结构简图
（5）校核轴的强度
1 、画出计算简图 计算支反力和弯距，由轴的结构简图可以确定轴承支点跨矩，唷扑此可画出轴的受力简图。
水平支反力 FRBX = FRDX=Ft/2==4326.5/2=2163.3N 水平面弯矩 MCH= FRBX X 70=151427.5 N2mm 垂直面支反力 FRBZ = FRDZ= FR/2=787.4N 垂直面弯矩 MCV= FRBZ X 70=55115 N2mm 合成弯矩
2、计算当量弯矩 Me
转矩按脉动循环考虑，应力折合系数为
a=［σ-1］bb/［σ0］bb=60/102=0.59
最大当量弯矩
3、校核轴径 由当量弯矩图可知C剖面当量弯矩最大为危险面 校核该截面的直径
考虑该截
面上键槽的影响，直径增加3%，则d=1.03 x39 =40 mm 结构设计确定的直径为55mm，强度足够。
2、Ⅰ轴的设计