齿轮传动设计说明书

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 775Z 0 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 Y Y 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