机械设计大作业4齿轮传动

1、Harbin Institute of Technology机械设计大作业说明书设计题目： 齿轮传动设计 院 系：班 级：设 计 者：学 号：指导教师：设计时间：目录一、 任务书二、 选择齿轮材料、热处理方式、精度等级三、 初步计算传动主要尺寸四、 计算传动尺寸五、 齿面接触疲劳强度的校核六、 大齿轮结构尺寸的确定七、 参考文献 1、 任务书 工作情况：及其工作平稳，单向回转，成批生产。采用开式传动。原始数据如下：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5.1.3396011021805年2班室外，有尘2、 选择齿轮材料、热处

2、理方式、精度等级由已知，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217255HBW，平均硬度236HBW；大齿轮正火处理，齿面硬度为162217HBW，平均硬度190HBW。大、小齿轮齿面硬度差为46HBW,在3050HBW范围内，可选用8级精度。3、 初步计算传动主要尺寸 因为齿轮采用软齿面开式传动，齿面磨损是其主要失效形式。由于目前对于齿面磨损还无完善的计算方法，因此通常按齿根疲劳强度进行设计，然后考虑磨损的影响，一般将算的模数增大10%15%之后再取标准值。 下面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

3、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表9.1查得，取，代入上式，得:所以： 2、齿数的初步确定 初选小齿轮=21 设计要求中齿轮传动比，故： 圆整后，取=92，此时传动比误差 3、载荷系数的确定 初选；4、齿宽系数的确定初步设计齿轮在轴承上为非对称布置，软齿面，由参考文献1表6.6查得，选取齿宽

4、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= 21 ， = 92，代入上式得 由参考文献1图6.22查得重合度系数：7、许用弯曲应力的确定 由参考文献1图6.29弯曲疲劳极限应力： 由表6.7查得安全系数 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因为 所以=0.02818、

5、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 即初取4、 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 由参考文献1图6.7得动载荷系数取考虑到轴的刚性，且齿轮不一定在支承间对称布置，由参考文献1图6.12得齿向载荷 分布系数 取 由参考文献1表6.4得齿间载荷分布系数，则：2、圆整m由参考文献1表6.1，圆整取第一系列标准模数33、计算传动尺寸中心距： 圆整为： 所以： 齿宽应圆整，故取 取， 因为，取5、 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： 其中：齿数比，为大齿轮齿数与小齿轮齿数之比，；

6、“+”号用于外啮合齿轮传动，“-”用于内啮合齿轮传动； 材料弹性系数，根据配对的大，小齿轮的材料有参考文献1表6.5可查得 ： 节点区域系数，按参考文献1图6.15查取。对于标准直齿轮， 重合度系数，是考虑重合度对齿面接触应力影响的系数。根据端面重合度和轴面重合度按参考文献1表6.16查取。查得 许用接触应力： 由参考文献1图6.29g查得 由参考文献1图6.30查得，取故 ： 即满足齿面接触疲劳强度。6、 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，本方案中，轴颈上有一个键槽，应将轴径增大5%，即 按照的系列圆整，取 。根据，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，自由锻 ； ； ；