哈工大 机械设计齿轮大作业.doc

哈尔滨工业大学机械设计大作业设计计算说明书题目: 齿轮传动设计 系别: 机电工程学院 班号: 08108 姓名: 学号: 日期: 2013年11月5日 目录一任务书3二 选择齿轮材料、热处理方式、精度等级3 三 初步计算传动主要尺寸3四 计算传动尺寸6五 大齿轮结构尺寸的确定7六参考文献9一、设计任务原始数据如下：有冲击，室内工作，机器成批生产方案Pd（KW）轴承座中心高H（mm）最短工作年限L工作环境5.4.23960503.32503年3班室内二、选择齿轮材料、热处理方式、精度等级行车驱动装置为一般机械，且要求成批生产，故毛坯需选用锻造工艺，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217225HBS，平均硬度236HBS；大齿轮正火处理，齿面硬度162217HBS，平均硬度190HBS。大、小齿轮齿面平均硬度差为46HBS，在3050HBS范围内，选用8级精度。三、初步计算传动主要尺寸因为齿轮采用软齿面开式传动，齿面不会发生疲劳点蚀，因此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1.小齿轮传递的转矩式中带轮的传动效率对滚动轴承的传递的功率由参考文献2，取，代入上式，得 所以，2.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 = 1.43.齿宽系数的确定由参考文献1表6.6，选取齿宽系数4.齿数的初步确定初选小齿轮=17设计要求中齿轮传动比，故圆整后，取=99，此时传动比误差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= 17 ， = 99，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6.29f，6.29b弯曲疲劳极限应力，由参考文献1表6.7，取安全系数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6.32 得，弯曲强度寿命系数 故弯曲应力 所以=0.03028.初算模数对于开式齿轮传动，为考虑齿面磨损，要将上式计算出来的模数m后，增大10%15%，故四、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6.7得动载荷系数由参考文献1图6.12得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，则K值与初取的 = 1.4差距很小，不须修正2.修正m由参考文献1，圆整取第一系列标准模数33.计算传动尺寸中心距所以取， 五、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，30.6mm本方案中，轴颈上有一个键槽，应将轴径增大5%，即d45.41（1+5%）=47.681mm32.1mm按照GB2822-81的20系列圆整，取d=48mm 。根据GB/T10961990，键的公称尺寸=，轮毂上键槽的尺寸b=14mm，=3.8mm3.齿轮结构尺寸的确定图中，； ； ；,取=175mm;，取=50mm；，取=8mm；，取C=12mm;,