哈工大机械设计大作业--齿轮传动设计5.3.4(绝对完美版).doc

哈尔滨工业大学机械设计大作业齿轮传动设计设计说明书Harbin Institute of Technology齿轮传动设计 设计说明书课程名称： 机械设计 设计题目： 齿轮传动设计 院 系： 能源科学与工程学院 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 曲建俊 设计时间： 2016.10.30 哈尔滨工业大学目录一、设计题目-2二、选择齿轮材料、热处理方式、精度等级-2三、初步计算传动主要尺寸-3四、确定传动尺寸-4五、校核齿根弯曲疲劳强度-5六、计算齿轮传动其他尺寸-6七、大齿轮结构设计-7八、参考文献-8- 7 -一、设计题目1.1 设计题目:设计绞车（带棘轮制动器）中的齿轮传动1.2 传动方案如下图所示:1.3 已知数据：方案电动机工作功率/kW电动机满载转速/(r/min)工作机的转速/(r/min)第一级传动比轴承座中心高/mm最短工作年限5.3.44.091560 3 220 8年3班 25%注：-电动机额定负载时间持续率。二、选择齿轮材料、热处理方式、精度等级考虑到绞车（带棘轮制动器）为一般机械，故大、小齿轮均选用45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217255HBW，平均硬度236HBW；大齿轮正火处理，齿面硬度162217HBW，平均硬度190HBW。大、小齿轮齿面平均硬度差为46HBW。大、小齿轮均选用8级精度设计。三、初步计算传动主要尺寸因为齿轮采用软齿面闭式传动，齿面疲劳点蚀是其最主要的失效形式，故按齿面接触疲劳强度进行设计。齿面接触疲劳强度的设计公式：式中各参数为：（1） 小齿轮传递的转矩。式中V带传动的传动效率；滚动轴承的传动功率；由参考文献2表9.1可知，带入上式可得：故（2） 设计时，因值未知，不能确定，故可初选载荷系数，本题初取。（3） 由参考文献1表8.6取齿宽系数。（4） 由参考文献1表8.5查得弹性系数。（5） 由参考文献1图8.14查得节点区域系数。（6） 齿数比。（7） 初选，则，取。由参考文献1式（8.1）得由表参考文献1图8.15得重合度系数。（8） 许用接触应力可由参考文献1式（8.26）算得。由参考文献1图8.28（e）、（a）得接触疲劳极限应力，。由参考文献1表8.7，取安全系数。小齿轮1与大齿轮2的应力循环次数分别为由参考文献1图8.29查得寿命系数，（允许局部点蚀），则故取 初算小齿轮1的分度圆直径，得四、确定传动尺寸（1） 计算载荷系数。由参考文献1表8.3查得使用系数。齿轮线速度如下式由参考文献1图8.7查得动载系数；由参考文献1图8.11查得齿向载荷分布系数；由参考文献1表8.4查得齿间载荷分配系数。故载荷系数（2） 对进行修正。因与有较大差异，故需要对按值计算出的进行修正，即（3） 确定模数。按参考文献1表8.1，取。（4） 计算传动尺寸。中心距改变、的搭配，圆整中心距，取，则，允许由，取。又，取。5、 校核齿根弯曲疲劳强度式中各参数：（1） 值同前。（2） 齿宽。（3） 齿形系数和应力修正系数。由参考文献1图8.19查得，。由参考文献1图8.20查得，。（4） 由参考文献1图8.21查得重合度系数。（5） 许用弯曲应力可由参考文献1式（8.29）算得。由参考文献1图8.28（f）、（b）查得弯曲疲劳极限应力，由参考文献1图8.30查得寿命系数。由参考文献1表8.7查得安全系数，故满足齿根弯曲疲劳强度要求。6、 计算齿轮传动其他尺寸（1）对于小齿轮：分度圆直径；齿顶高；齿根高；齿顶圆直径；齿根圆直径；小齿轮齿宽。（2）对于大齿轮：分度圆直径；齿顶高；齿根高；齿顶圆直径；齿根圆直径；大齿轮齿宽。7、 大齿轮结构设计（1）齿轮结构形式的确定由于齿顶圆直径，为了减少质量和节约材料，采用锻造腹板式结构。为降低成本、提高效率、适于批量生产，采用模锻的加工方法，起模斜度为1：10。（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由参考文献1表10.2查得，由于齿轮不装在轴端部，故取。由参考文献2由表9.1查得8级精度的一般齿轮传动效率，则所以考虑到键槽削弱轴的强度，而轴和大齿轮连接时用键连接，轴和联轴器连接时用键连接，即轴颈上有2个键槽，故应将轴径增大10%，则根据参考文献2表9.4，按标准的系列圆整，取。根据参考文献2表11.28，键的公称尺寸，采用普通平键连接，则轮毂上键槽的尺寸，。（3）齿轮结构尺寸的确定根据参考文献1由图8.38可知：；，取；，取；，取。 齿轮零件工作图见A2图纸。8、 参考文献1王黎钦，陈铁鸣. 机械设计. 6版. 哈尔