哈工大齿轮传动设计.doc

哈尔滨工业大学机械设计大作业Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书题 目： 齿轮传动设计 系 别： 班 号： 姓 名： 日 期： 2013.10.19 目录计算任务书.3计算说明书.4参考文献.9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：设计带式运输机中的齿轮传动，使之满足工作平稳，单向回转，成批生产。其他数据见下表1。电动机工作功率Pd：4 kw 电动机满载转速nm: 960r/min 工作机的转速nw : 100r/min 第一级传动比i1 ：2 轴承座中心高H ：180mm 最短工作年限 ：3年3班 工作环境 ：室外、有尘计算说明书一.选择齿轮材料、热处理方式、精度等级由已知，大小齿轮均选用45号钢，采用软齿面。由参考文献1表6.2查得：小齿轮调质处理，齿面硬度为217225HBW，选取硬度236HBW；大齿轮正火处理，齿面硬度为162217HBW，选取硬度210HBW。由参考文献2表16.1查得，齿轮可选用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，齿面磨损是其主要失效形式。由于目前对于齿面磨损还无完善的计算方法，因此通常按齿根疲劳强度进行设计，然后考虑磨损的影响，一般将算的模数增大10%15%之后再取标准值。 下面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 许用齿根弯曲应力1、小齿轮传递的转矩 式中：带轮的传动效率滚动轴承的传递的功率由参考文献2表9.1查得，取，代入上式，得:所以：2.齿数的初步确定为了避免根切，选小齿轮=18，设计要求中齿轮传动比i =4.8，故z2 = i2 z1 =86.4圆整后，取=87，此时i =4.833，传动比误差 = 0.694%5% 可用 3.齿宽系数的确定由参考文献1表8.6，选取齿宽系数=0.44.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= 17 ， = 88，代入上式得=1.665查参考文献1图8.21得重合度系数=0.7。5.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 = 1.3。6.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，0由参考文献1图8.20查得应力修正系数，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Flim1 =215Mpa，Flim2 =180Mpa 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 三.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2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2.对进行修正，并圆整为标准模数考虑磨损的影响将莫属增大10%为3.629*（1+10%）=3.992按表8.1，圆整为4。3.计算传动尺寸中心距取，四. 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由许用扭转剪应力确定的系数；根据参考文献1表9.4查得C=118106，取C=118，所以，= =44.55mm本方案中，轴颈上有一个键槽，应将轴径增大5%，即=46.775mm按照GB/T2822-2005的系列圆整,取d=48mm由参考文献2表11.27，键的公称尺寸14*9，轮毂上键槽的尺寸b=14mm, =3.8mm。3.齿轮结构尺寸的确定 =76mm；mm; ，取L=60mm;,取mm；=60，取mm；，取；c=(0.20.3)b=69mm;取c=8