哈工大机械设计大作业齿轮传动设计.doc

哈尔滨工业大学 机械设计大作业 设计计算说明书 目录 一 任务书…………………………………………………1 二 选择齿轮材料、热处理方式、精度等级…………1 三 初步计算传动主要尺寸……………………………1 四 计算传动尺寸………………………………………4 五 大齿轮结构尺寸的确定……………………………5 六 参考文献……………………………………………7 哈尔滨工业大学 机械设计作业任务书 题目：齿轮传动设计 设计原始数据： 带棘轮制动器绞车传动方案如图所示，室内工作、有冲击、机器成批生产，其他数据如表1. 图1 表1 带式运输机中V带传动的已知数据 方案 电动机工作功率/kW 电动机满载转速/r/min 工作机转速/r/min 第一级传动比i 轴承座中心高H/mm 最短工作年限 PC 5.3.5 3.0 940 55 3.2 210 10年2班 60% 一、选择齿轮材料、热处理方式、精度等级 带式输送机为一般机械，且要求成批生产，故毛坯需选用锻造工艺，大小齿轮均选用45号钢，采用软齿面。 由参考文献1表8.2查得： 小齿轮调质处理，齿面硬度为217~225HBS，平均硬度236HBS； 大齿轮正火处理，齿面硬度162~217HBS，平均硬度190HBS。 大、小齿轮齿面平均硬度差为46HBS，在30~50HBS范围内，选用8级精度。 二、初步计算传动主要尺寸 因为齿轮采用软齿面开式传动，齿面不会发生疲劳点蚀，因此初步确定按齿根弯曲疲劳强度设计齿轮传动主要参数和尺寸。齿根弯曲疲劳强度设计公式 式中——齿形系数，反映了轮齿几何形状对齿根弯曲应力的影响 ——应力修正系数，用以考虑齿根过度圆角处的应力集中和除弯曲应力以外的其它应力对齿根应力的影响。 ——重合度系数，是将全部载荷作用于齿顶时的齿根应力折算为载荷作用于单对齿啮合区上界点时的齿根应力系数 ——许用齿根弯曲应 1.小齿轮传递的转矩 式中 ——带轮的传动效率 ——对滚动轴承的传递的功率 由参考文献2，取，，代入上式，得 所以， 2.载荷系数的确定 由于值未知，不能确定，故可初选 = 1.1 ~ 1.8 ，这里初选 = 1.5 3.齿宽系数的确定 由参考文献1表8.6，对称布置的软齿面其，故选取齿宽系数 4.齿数的初步确定 初选小齿轮=19 设计要求中齿轮传动比，故 圆整后，取=101，此时传动比误差 5.齿形系数和应力修正系数 由参考文献1图8.19查得 齿形系数， 由参考文献1图8.20查得 应力修正系数， 6.重合度系数的确定 对于标准外啮合齿轮传动，端面重合度 式中 、——齿数 把= 19 ， = 101，代入上式得 根据经验公式，确定 7.许用弯曲应力的确定 式中 ——计入了齿根应力修正系数之后,试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限应力；当齿轮双侧工作时图中时值乘以0.7 ——安全系数； 与疲劳点蚀相比，断齿的后果更为严重。所以，一般取=1.25 由参考文献1图8.28弯曲疲劳极限应力 ， 由参考文献1表8.7，取安全系数 小齿轮与大齿轮的应力循环次数可按下式计算 式中 n ——齿轮转速，r/min； a ——齿轮转一周，同一侧齿面啮合的次数； ——齿轮的工作寿命，h（小时） 代入数值，分别有 由参考文献1图8.30 得，弯曲强度寿命系数 故弯曲应力 所以 =0.0293 8.初算模数 对于开式齿轮传动，为考虑齿面磨损，要将上式计算出来的模数m后，增大10%~15%，故 四、计算传动尺寸 1.计算载荷系数K 设计要求机器工作平稳，由参考文献1表8.3查得 由参考文献1图8.7得动载荷系数 由参考文献1图8.11得齿向载荷分布系数 由参考文献1表8.4得齿间载荷分布系数，则 K值与初取的 = 1.5差距很小，不须修正 2.修正m 由参考文献1表8.1，对模数圆整后取第一系列标准模数3： 3.计算传动尺寸 中心距 所以 取 ， 五、大齿轮结构尺寸的确定 1.齿轮结构型式的确定 齿顶圆直径 为了减少质量和节约材料，采用锻造腹板式（模锻）结构。 2.轮毂孔径的确定 大齿轮轮毂孔径是根据与孔相配合的轴径确定，此处按照扭矩初算轴径， 式中 d——轴的直径； ——轴剖面中最大扭转剪应力，MPa； P——轴传递的功率，kW； n——轴的转速，r/min; ——许用扭转剪应力，MPa; C——由许