机械设计大作业齿轮传动5.1.2.doc

Harbin Institute of Technology机械设计大作业说明书 课程名称： 机械设计 设计题目： 齿轮传动设计 院 系： 机电工程学院 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 吴伟国 设计时间： 2013 年 10月 目录一设计任务书2二设计内容21. 选择齿轮材料、热处理方式、精度等级 22. 初步计算传动主要尺寸 21）小齿轮传递的转矩 32）齿数的初步确定 33）载荷系数的确定 34）齿宽系数的确定 45）齿形系数和应力修正系数 46）重合度系数的确定 47）许用弯曲应力的确定 48）初算法向模数 53.计算传动尺寸 61）计算载荷系数K 62）圆整 63）计算传动尺寸 64齿面接触疲劳强度的校核 75齿轮传动其他尺寸确定 71）齿轮结构型式的确定 72）轮毂孔径的确定 83) 齿轮结构尺寸的确定 86.齿轮各偏差设计及计算 9三、参考文献 10一设计任务书设计带式运输机中的齿轮传动：方案电动机工作功率（KW）电动机满载转速工作机的转速第一级传动比轴承座中心高H（mm）最短工作年限L工作环境5.1.2496010021803年3班室外，有尘二、设计内容1. 选择齿轮材料、热处理方式、精度等级考虑到带式运输机为一般机械，大、小齿轮均选用合金钢，调制处理，采用软齿面。由参考文献1表6.2可取：大小齿面硬度为，平均硬度； 由参考文献2表16.1查得：齿轮可选用8级精度。2. 初步计算传动主要尺寸本装置的齿轮传动为采用软齿面开式传动，齿面磨损是其主要失效形式。其设计准则按齿根疲劳强度进行设计，然后考虑磨损的影响将模数增大。 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。（1）小齿轮传递的转矩由参考文献2表9.1可取， 得到所以（2）齿数的初步确定初选小齿轮，齿轮传动比：则圆整后，取。此时的传动比误差为（3）载荷系数的确定 由于值未知，不能确定，故可初选，这里初选；（4）齿宽系数的确定初步设计齿轮在轴承上为悬臂布置，软齿面，由参考文献1表6.6查得，选取齿宽系数（5）齿形系数和应力修正系数 由参考文献1图6.20查得：齿形系数， 由参考文献1图6.21查得：应力修正系数， （6）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，代入上式得根据经验公式，确定 （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6.29弯曲疲劳极限应力： 小齿轮与大齿轮的应力循环次数可按下式计算 式中齿轮转速，； 齿轮转一周，同一侧齿面啮合的次数；齿轮的工作寿命，代入数值，分别有由参考文献1图6.32 得，弯曲强度寿命系数故弯曲应力由于 所以（8）初算法向模数初算法向模数对于开式齿轮，考虑磨损的影响将模数增大可取3.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1表6.3查得则由参考文献1图6.7取动载荷系数由参考文献1图6.12取齿向载荷分布系数 由参考文献1表6.4得齿间载荷分布系数K值与初取的差距很小，不须修正。（2）圆整查参考文献1表6.1，圆整取第一系列标准模数4（3）计算传动尺寸中心距所以齿宽应圆整，故取取由于，取4齿面接触疲劳强度的校核齿面接触疲劳强度校核计算公式：式中齿数比，为大齿轮齿数与小齿轮齿数之比，； 材料弹性系数，根据配对的大，小齿轮的材料按参考文献1表查得，节点区域系数，由参考文献1图，对于标准直齿轮， 重合度系数，由参考文献1表查得许用接触应力：由参考文献1图6.29查得 由参考文献1图6.30查得，取因而即满足齿面接触疲劳强度。5齿轮传动其他尺寸确定（1）齿轮结构型式的确定齿顶圆直径，故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，mm；轴剖面中最大扭转剪应力,；P轴传递的功率,；n轴的转速,；许用扭转剪应力,；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，取故本方案中，轴颈上有一个键槽，应将轴径增大5%，即 取圆整， 。键的公称尺寸，轮毂上键槽的尺寸，。（3）齿轮结构尺寸的确定参照参考文献1图6.45，选定模锻，根据之前的计算及取定结果：；可以得到：，取；，取。6.齿轮各偏差设计及计算根据本设计中，由参考文献2表16.3查得：单个齿距极限偏差，齿距累计总偏差，径向跳动公差，齿廓总偏差由参考文献2表16.4得：螺旋线总偏差再由表16.9得：跨测齿数公法线长度由表16.6得：齿轮最小侧隙则齿厚上偏差由表16.7和表15.2查得