二级斜齿轮传动设计.doc

课课课课程程程程设设设设计计计计实实实实训训训训报报报报告告告告 课程名称 机械基础 设计题目 齿轮传动的设计 系 别 机电工程系 专业班级 机电一体化技术 5 班 学生姓名 王腾辉 学 号 02043093206 指导老师 魏波 设计时间 2011 年 10 月 河河南南质质量量工工程程职职业业学学院院 机械基础课程设计 1 目目录录 1 1 二二级级斜斜齿齿轮轮传传动动设设计计 1 1 1 1 设计数据 1 1 2 设计要求 2 1 3 作业目的 2 2 2 高高速速级级齿齿轮轮设设计计 3 3 2 1 选择齿轮材料 热处理方式 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 校核齿根弯曲疲劳强度 6 3 3 大大齿齿轮轮结结构构尺尺寸寸的的确确定定 7 7 3 1 齿轮结构形式的确定 7 3 2 轮毂孔径的确定 7 3 3 齿轮结构尺寸的确定 8 4 4 参参数数附附表表 9 9 设设计计小小结结 1 11 1 大大齿齿轮轮结结构构图图 1 12 2 参参考考文文献献 1 13 3 机械基础课程设计 2 1 1 二二级级斜斜齿齿轮轮传传动动设设计计 1 1 设设计计数数据据 图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 传传递递功功率率为为 P P k kw w 转转速速 r r m mi in n 1 n 高高速速级级传传动动比比 i i 6 6 2 25 56 65 50 02 2 0 0 机械基础课程设计 3 1 1 2 2 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 绘大齿轮结构图 1 1 3 3 作作业业目目的的 1 熟悉减速器的工作原理 利用课堂上所学的知识设计与计算的齿轮传动的结构 2 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 3 熟悉有关设计资料 学会查阅手册和运用国家标准 机械基础课程设计 4 2 2 高高速速级级齿齿轮轮设设计计 2 2 1 1 选选择择齿齿轮轮材材料料 热热处处理理方方式式 精精度度等等级级 考虑到减速器为一般机械配件 又要要求能成批量生产 则大小齿轮均选用45 号钢 采用软齿面 有表 8 2 得 小齿轮调质处理 齿面硬度硬度为217 225HBS 平均硬度为 236HBS 大齿轮正火处理 齿面硬度为162 217HBS 平均硬度为 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 2 2 2 2 初初步步计计算算传传动动主主要要尺尺寸寸 因为齿轮采用软齿面闭式传动 因此齿面会发生疲劳点蚀 则初步确定按齿面弯曲 疲劳强度设计传动主要参数和尺寸 2 1 3 1 21 d EH dH Z Z Z Z KTu u 式中各参数为 1 小齿轮传递的转矩 91826 92 6 1 1 1 9 55 10 n P T 6 6 25 9 55 10 650 mmN 2 设计时 因值未知 不能确定 故可初选载荷系数为 1 1 1 8 本题取 K t K 1 5 t K 3 由表 8 6 取得齿宽系数为 1 1 d 4 由表 8 5 查得弹性系数 189 8 E ZaMP 5 初选螺旋角 由图 8 14 查得节点区域系数 2 46 0 12 H Z 6 齿数比 u 2 0 iI 机械基础课程设计 1 7 初选 21 则 u 2 0 21 42 1 z 2 z 1 z 由式 8 1 得端面重合度 1 60 12 11 1 883 2 cos12 a zz 11 1 883 2 cos12 2142 a 由式 8 2 得轴面重合度 0 318 1 1 21 1 56 1 0 318tan d z tan12 由图 8 15 查得重合度系数 0 79Z 8 有图 8 24 查得螺旋角系数 0 99Z 9 许用接触应力由式 8 26 算得 lim NH H Z S 由图 8 28 e a 得接触疲劳极限应力 610MPa 400MPa lim1H lim2H 小齿轮 1 与大齿轮 2 的应力循环次数为 60 60 650 1 0 2 8 250 8 1 248 1 N 1 n h aL 9 10 6 24 2 N 1 I N i 9 1 248 10 2 0 8 10 有图 8 29 查得寿命系数 1 1 05 允许局部点蚀 由表 8 7 取安全系 1N Z 2N Z 数 1 H S 610MPa 1 H 1lim1NH H Z S 1 0 610 1 0 机械基础课程设计 6 420MPa 2lim2 2 1 05 400 1 0 NH H H Z S 故取 2 420 HH MPa 初算小齿轮分度圆直径 得 1t d 65 73mm 2 1 3 1 21 d EH t dH Z Z Z Z KTu u 2 2 3 3 确确定定传传动动尺尺寸寸 1 计算载荷系数 由表 8 3 查得使用系数 1 0 A K 因 2 24m s 11 d 60 1000 tn 65 73 650 60 1000 由图 8 7 查得动载系数 1 1 K 由图 8 11 查得齿向载荷分布系数 1 11K 由表 8 4 查得齿间载荷分配系数 1 2 K 故载荷系数 K 1 1 1 1 11 1 2 1 47 A K K K K 2 对进行修正 因 K 与有较大的差距 故需对按值计算出的进行修正 1 d tt K t K 1 d t 即 65 2mm 3 3 11 1 47 65 73 1 5 t t K dd K 3 确定模数 n m 3 04 则按表 8 1 取 3 0 0 1 1 cos65 2 cos12 21 n d m z n m 机械基础课程设计 3 4 计算传动尺寸 中心距 105 81mm 12 0 z 3 2142 2cos2 cos12 n m z a 圆整则为 106mm 则螺旋角a 12 475 12 3 2142 arcoscos 22 106 n m zz ar a 0 因为值与初选值相差不大 故不需要修正 故 128 8mm 2 2 0 3 42 coscos12 n m z d 则 71 74mm 21 b 1 1 1 65 2 dd 则取整 71mm 又 5 10 76mm 2 b 12 bb 2 2 4 4 校校核核齿齿根根弯弯曲曲疲疲劳劳强强度度 式中各参数 1 1 2 FFsF n KT Y YY Y bm d 1 值同前 1 n K T m d 2 齿宽76mm 2 bb 3 齿形系数和应力修正系数 F Y s Y 当量齿数 22 44 51 23 1 1 330 21 coscos 12 v z z 2 2 330 42 coscos 12 v z z 由图 8 19 查得 2 7 和 2 34 1F Y 2F Y 由图 8 20 查得 1 57 和 1 71 1s Y 2s Y 4 由图 8 21 查得重合度系数 0 73 Y 机械基础课程设计 6 5 由图 8 26 查得螺旋角系数 0 91 Y 6 许用弯曲应力可由式 8 29 算得 lim NF F F Y S 由图 8 28 f b 查得弯曲疲劳极限应力 230MPa 175MPa lim1F lim2F 由图 8 30 查得寿命系数1 0 12NN YY 由表 8 7 查得安全系数 1 25 故 F S 184MPa 140MPa 1lim1 1 NF F F Y S 1 0 230 1 25 2lim2 2 1 0 175 1 251 25 NF F Y 54 55MPa 1 111 1 2 FFs n FT Y Y Y Y bm d 1 F 51 49MPa 22 21 11 Fs FF Fs Y Y Y Y 2 F 则满足齿根弯曲疲劳强度 机械基础课程设计 9 3 3 大大齿齿轮轮结结构构尺尺寸寸的的确确定定 3 3 1 1 齿齿轮轮结结构构形形式式的的确确定定 齿顶圆直径 42 2 3 132mm 200mm 则可以做成实心的结构 22 2 2 aa ddhzm 3 3 2 2 轮轮毂毂孔孔径径的的确确定定 大齿轮轮毂孔径都是根据与空相配合的轴径决定 此处按照扭矩初算轴径 6 3 3 9 55 10 0 2 P P n dC n 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 有许用扭转应力确定的系数 由表查 C 106 118 取 C 110 所以 23 39mm 6 3 3 9 55 10 0 2 P P n dC n 3 6 25 110 650 本方案中 轴径上有一个键槽 应将轴径增大5 即 24 56mm 圆整则取 25mm23 39 1 5 h d h d 机械基础课程设计 10 根据 GB T 1096 2003 键的公称直径 轮毂上键槽的尺寸 8 7b h 8bmm 1 3 3tmm 3 3 3 3 齿齿轮轮结结构构尺尺寸寸的的确确定定 图中 132mm 71mm a d 2 b 85 2 106 mm 取 95mm 2 1 2 1 5 bl l 1 6 h Dd 1 6 2540mm 机械基础课程设计 11 4 参参数数附附表表 机械基础课程设计 12 设设计计小小结结 机械基础课程设计 13 齿轮传动是机械传动中应用最广泛的一种传动方式 其主要特点是 瞬时传动比 恒定 传动效率高 可达98 99 工作可靠 使用寿命长 结构紧凑 适用范围 大 传递功率可以从小于1W 到数万 kW 圆周速度可以从很小到300m s 应用 于不同的设备上的齿轮 其型号不同 则其加工精度不同 对其设计的要求也不同 可以说齿轮传动的设计 不是仅仅简单的计算一些参数就可以 我们还可以从中学带 很多知识 经过自己的实际参与设计 使自己也了解到了机械零件从基本尺寸的设计 材料的选择 到受力的分析及强度校核 从中学习到一些设计的基本知识 为以后的 课程设计打下了一些基本的知识 在这次设计中进一步培养了工程设计的独立能力 树立正确的设计思想 掌握常 用的机械零件设计的方法和步骤 要求综合的考虑使用经济工艺性等方面的要求 确 定合理的设计方案 真正做到了学以致用 同时在本次设计过程中也充分的认识到自己 在知识理解和接受能力方面的不足 特别是自己的系统的自我学习能力的欠缺 将更一步加 强 机械基础课程设计 14 大