齿轮传动设计说明书.doc

Hefei University 项项目目设设计计 PROJECT 题目： 齿轮传动设计 系别： 机械工程系 专业： 机械设计制造及自动化 学制： 四年 姓名： 盛钢 学号： 1506011009 导师： 王学军 2017 年 11 月 5日 目目录录 第第 1 1 章章齿齿轮轮传传动动设设计计_1 1.1.设计题目 1 1.2.设计数据 1 1.3.设计要求 1 1.4.作业目的 2 第第 2 2 章章齿齿轮轮传传动动的的设设计计与与计计算算_3 2.1.选择齿轮材料、热处理方式和精度等级3 2.2.初步计算传动主要尺寸.3 2.3.确定传动尺寸 5 2.4.校核齿根弯曲强度 .6 设设计计小小结结7 参参考考文文献献8 附附图图9 1 第第 1 1 章章 齿齿轮轮传传动动设设计计 1 1. .1 1. .设设计计题题目目 图 1-1 所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器的结构简图，已知小齿轮的传递功率为P（KW）， 转速为 n1（r/min），高速级传动比为 i，两班制工作，载荷平稳，设计寿命为8 年。 图 1-1 二级斜齿圆柱齿轮减速器的结构简图 1 1. .2 2. .设设计计数数据据 表 1设计数据 传递功率 P（KW） 转速 （r/min） 1 n 高速级传动比 i 5.256002.1 1 1. .3 3. .设设计计要要求求 1. 设计说明书一份，主要包括： 二级斜齿圆柱齿轮减速器高速级齿轮传动设计计 算等。 2. 绘出大齿轮 。 机械设计课程设计 2 1 1. .4 4. .作作业业目目的的 1. 利用课堂所学的基本知识设计 二级斜齿圆柱齿轮减速器的高速级齿轮传动。 2. 掌握齿轮传动强度设计。 3. 了解齿轮结构设计。 4. 运用所学的知识解决设计中所遇到的具体实际问题，培养独立工作能力，以及初 步学会综合运用所学知识，解决材料的选择，强度计算和刚度计算，制造工艺 与装配工艺等方面的问题。 5.熟悉有关设计资料，学会查阅手册和运用国家标准。 机械设计 II 项目设计 3 第第 2 2 章章 齿齿轮轮传传动动的的设设计计与与计计算算 2.1. 选选择择齿齿轮轮材材料料、热热处处理理方方式式和和精精度度等等级级 考虑到二级斜齿圆柱齿轮减速器为一般机械，故大、小齿轮均采用45 钢，选用软齿面。由 p129 表 8.2 可得：小齿轮调质处理，齿面硬度240HBW；大齿轮正火处理，齿面硬度为 200HBW。选用 8 级精度。 2.2. 初初步步计计算算传传动动主主要要尺尺寸寸 由于是软齿面闭式传动，故按照齿面接触疲劳强度进行设计。 1.小齿轮传递的扭矩 1 T （1） 66 1 1 5.25 T =9.55 10=9.55 10=83562.5 600 P N mm n 2.初选动载系数 vt K 设计时，因 v 值未知，所以动载系数 不能确定，故可初取 v K vt=1.2 K 由 p130 表 8.3 查得使用系数 ,由 p132 图 8.11 查得齿向载荷分布系数 （设1.0 A K 1.2K 轴刚性大） ,由 p133 表 8.4 查得齿间 载荷分布系数 1.2K 3.齿宽系数 d 由 p144 表 8.6 查得 d=1.1 4.弹性系数 E Z 由 p136 表 8.5 查得=189.80a E ZMP 5.初选螺旋角 初选13 6.节点区域系数 H Z 由 p136 表 8.14 查得 2.44 H Z 7.齿数比 u u2.1i 8. 齿轮齿数 12 z、z 机械设计 II 项目设计 4 初选小齿轮齿数 ，则大齿轮齿数 1 z30 （2） 21 z2.1 3063uz 9.端面重合度 （3） 12 1111 1.883.2() cos1.883.2() cos131.68 3063zz 10. 轴面重合度 （4） 1 0.318tan0.318 1.1 30 tan132.42 dz 11. 重合度系数 Z 由 p136 图 8.15 查得，=0.78Z 12. 螺旋角系数 Z 由 p143 图 8.24 查得， 0.987Z 13. 应力循环次数 12 NN、 小齿轮 1 与大齿轮 2 的应力循环次数分别为 （5） 9 11 6060 600 1.0 2 8 250 81.152 10 h NnaL （6） 9 8 1 2 1.152 10 5.486 10 2.1 N N i 14. 许用接触应力 H 由 p146 图 8.28（e）、（a）查得接触疲劳极限应力 ， lim1=590MPaH lim2=400MPaH 由 p147 图 8.29 查得寿命系数 , （允许局部点蚀） 1 1.0 N Z 2 1.06 N Z 由 p147 表 8.7 查得，安全系数 1.0 H S （7） 1lim1 1 1.0 590 590a 1.0 NH H H Z MP S （8） 2lim2 2 1.06 400 424a 1.0 NH H H Z MP S 故取 2 = =424a HH MP 初取小齿轮的分度圆直径 ，得 1 d t 机械设计 II 项目设计 5 （9） 2 1 3 1t 2 3 2 1 d 2 1.0 1.2 1.11 1.2 83562.5 2.1 1 189.8 2.44 0.780 0.987 = 1.12.1424 =62.73mm AVtEH d H K K K K TZ Z Z Z u u 2.3. 确确定定传传动动尺尺寸寸 1. 计算载荷系数 因 （10） 11 3.14 62.73 600 =1.97m/s 60 100060 1000 t d n v 由 p131 图 8.7 查得，动载系数 v=1.13 K 故载荷系数 （11）1.0 1.13 1.11 1.21.505 AV KK K K K 2. 对 进行修正 1t d （12） 3 3 11t 1.13 62.7361.49 1.2 V Vt K ddmm K 3. 确定模数 mn （13） 1 1 cos61.49 cos13 1.997 30 n d mmm z 按 p124 表 8.1，取 m2.0 n 4. 计算传动尺寸 中心距 （14） 1( 1)61.49 (2.1 1) =97.81mm 2cos2 cos13 d i a 圆整为 。则螺旋角=98mma （15） 12 ()2.0 (3060) arccosarccos18.38 22 98 n m zz a 由于 值与初选值相差较大，故与值有关的数值需修正，修正后的结果是： ； ； ；=1.63 =3.49 0.775Z0.974Z 故 （16） 1 1 2.0 30 63.23 coscos18.38 n m z dmm （17） 2 2 2.0 63 132.77 coscos18.38 n m z dmm 则大齿轮宽度 （18） 21 b1.1 63.2369.55 dd mm 机械设计 II 项目设计 6 取 。又 ，取 2=70mm b 12 b(5 10)bmm 1 b78mm 2.4. 校校核核齿齿根根弯弯曲曲强强度度 1.齿宽 2 b70bmm 2.当量齿数 v12 zzv、 （19） 1 1 33 30 35.1 coscos 18.38 v z z （20） 2 2 33 63 73.72 coscos 18.38 v z z 3.齿形系数 和应力修正系数 F Y s Y 由 p139 图 8.19 查得： ， 1 2.43 F Y 2 2.26 F Y 由 p139 图 8.20 查得： ， 1 1.65 s Y 2 1.76 s Y 4.重合度系数和螺旋角系数 YY 由 p140 图 8.21 查得： 0.74Y 由 p143 图 8.26 查得：0.84Y 5. 许用弯曲应力 F 由 p146 图 8.28 查得：小齿轮的弯曲疲劳极限应力 ， lim1=240 a F MP 大齿轮的弯曲疲劳极限应力 lim2=170 a F MP 由 p147 图 8.30 查得：寿命系数 12 1.0 NN YY 由 p147 表 8.7 查得：安全系数 1.25 F S 故 （21） 1lim1 1 1 240 192 1.25 NF F F Y MPa S （22） 2lim2 2 1 170 136 1.25 NF F F Y MPa S 1 1111 1 22 1.505 83562.5 2.43 1.65 0.74 0.8470.83a 70 2.0 63.23 FFsF n KT Y Y Y YMP bm d （23） 1 2222 1 22 1.505 83562.5 2.26 1.76 0.74 0.8470.26a 70 2.0 63.23 FFsF n KT Y Y Y YMP bm d （24） 满足齿根弯曲疲劳强度。 机械设计 II 项目设计 7 设设计计小小结结 通过此次项目设计，我对 齿轮设计有了更加深入的认识。在本次项目设计中，我学会了齿面接 触疲劳强度的计算、齿根弯曲疲劳强度的校核、齿轮材料的选择以及热处理方式的选择等知识， 同时还对上学期在 几何量公差与检测 课程中学习的圆柱齿轮的公差与检测的知识进行了复习。 此外，本次项目设计我还运用了AutoCAD 绘图软件， 为了使我绘制的大齿轮工程图尽量符合 国家标准，我学习了如何在CAD 中插入表格、粗糙度的标注、 公差标注等操作命令，做完后不禁 感叹自己使用 AutoCAD 的水平还仅仅停留在 初级阶段，仍需通过练习不断提高呀