哈工大机械设计大作业四-5.1.5

HarbinInstituteofTechnology大作业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：班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目：齿轮传动设计题号：5.1.5设计原始数据：带式运输机的传动方案如下列图所示，机器工作平稳、单向回转、成批生产。电动机工作功率为3kW，电动机满载转速为710r/min，工作机的转速为80r/min，第一级传动比2，轴承座中心高为170mm，最短工作年限为3年3班，工作环境为室内、清洁。方案电动机工作功率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最短工作年限工作环境Pd=3kWnm=710r/minnw=80r/mini1=2H=170mm3年3班室内、清洁目录一、设计题目……………1二、选择电动机……………1三、普通V带轮的传动设计…………2四、带轮结构设计……………4五、参考文献………………5一、设计任务原始数据如下：有冲击，室外工作，有尘环境，机器成批生产案Pd〔KW〕轴承座中心高H〔mm〕最短工作年限L工作环境37108021703年3班室内、清洁二、选择齿轮材料、热处理方式、精度等级带式输送机为一般机械，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217~255HBS，平均硬度236HBS；大齿轮正火处理，齿面硬度162~217HBS，平均硬度190HBS。大、小齿轮齿面平均硬度差为46HBS，在30~50HBS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，轮传动的主要失效形式是齿面磨损，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——许用齿根弯曲应力1.小齿轮传递的转矩因为为代式运输机工作时间每天24小时，所以K=1.3Pm=Pd/K=2.3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取，，代入上式，得所以，2.载荷系数确实定由于值未知，不能确定，故可初选=1.1~1.8，这里初选=1.33.齿宽系数确实定由参考文献1表6.6，选取齿宽系数4.齿数的初步确定为了防止根切，选小齿轮=24，设计要求中齿轮传动比！4.44，故！4.44*24=106.6圆整后，取=107，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!2.68，!2.25由参考文献1图6.21查得应力修正系数!1.57，Ys2=1.75!1.856.重合度系数确实定对于标准外啮合齿轮传动，端面重合度式中、——齿数把=20，=87，代入上式得根据图6.22，确定7.许用弯曲应力确实定式中——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——平安系数；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〔f〕、〔b〕弯曲疲劳极限应力!230，!!170由参考文献1表6.7，取平安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=184Mpa=136Mpa所以=0.03068.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1表6.3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，那么K值与初取的=1.3差距很小，不须修正2.修正m由参考文献2表6.1，圆整取第一系列标准模数33.计算传动尺寸中心距所以取b2=b=72b1=b+(5~10)=77~82取80五、大齿轮结构尺寸确实定1.齿轮结构型式确实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.轮毂孔径确实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=118～106，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 d35.6×〔1+5%〕=37.34mm按照GB2822-2005的20系列圆整，取d=40mm。根据GB/T1096—2003，键的公称尺寸，轮毂上键槽的尺寸b=12mm，=3.3mm！！+0.2-03.齿轮结构尺寸确实定图中，；D分度=mz=107X3=321mmHa=3X1=3mmDa=321+3X2=327mmD2=da-10m=327-30=297mm,取=180mm;，取=58mm；，取=10mm；，取C=18mm