哈工大机械设计大作业4-齿轮传动设计说明书

哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目设计带式运输机中的齿轮传动设计原始数据：电动机工作功率Pd/kW电动机满载转速nm/(r/min)工作机的转速nw/(r/min)第二级传动比i1轴承座中心高H/mm最短工作年限工作环境3940802.11805年2班室内，清洁V带传动设计一、选择齿轮材料、热处理方式、精度等级考虑到带式输送机为一般机械，故小齿轮均选用40Cr，大齿轮选用45钢，采用软齿面。由参考文献1表8.2查得：小齿轮调质外表淬火处理，齿面硬度为48~55HRC，平均硬度51.5HRC；大齿轮调质处理，齿面硬度217~255HBW，平均硬度236HBW。大、小齿轮齿面平均硬度差在30~50HBW范围内。大、小齿轮均选用8级精度设计。二、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P1=0.96Ｘ0.99Ｘ2.2=2.091kW所以T1=9.55Ｘ106ＸQUOTE=44611.61N·mm2.齿数的初步确定为了防止根切，选小齿轮=17，设计要求中齿轮传动比i=QUOTE=5.595，故z2=i2z1=95.115圆整后，取=95，此时i=5.588，传动比误差ε==QUOTE=0.125%<5%可用3.齿宽系数确实定由参考文献1表8.6，选取齿宽系数=0.44.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=17，=88，代入上式得=1.88－3.2(QUOTE)=1.6581查参考文献[1]图8.21得重合度系数YQUOTE=0.73。5.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=1.36.齿形系数和应力修正系数由参考文献1图8.19查得齿形系数，由参考文献1图8.20查得应力修正系数，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8.28弯曲疲劳极限应力σFlim1=300Mpa，σFlim2=233Mpa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QUOTEQUOTE由参考文献1图8.30得，弯曲强度寿命系数故弯曲应力[σ]F1/MPa=QUOTE=QUOTE=240MPa[σ]F2/MPa=QUOTE=QUOTE=186.4MPaQUOTE=QUOTE=0.0187QUOTE=QUOTE=0.021所以=0.0218.初算模数mQUOTE=2.487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QUOTE2.86三、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v=QUOTE=QUOTEv=QUOTE=1.139m/s由参考文献1图8.7得动载荷系数QUOTEKv=1.04Kv由参考文献1图8.11得齿向载荷分布系数QUOTEKβ=Kβ=由参考文献1表8.4得齿间载荷分布系数，那么QUOTE1.39568K值与初取的=1.3差距不大，不须修正2.修正mm/mm=mQUOTE=2.929由参考文献[1]表8.1，圆整取第一系列标准模数33.计算传动尺寸中心距a/mm=QUOTEm〔〕=QUOTEｘ3ｘ(17+95)=168圆整为a/mm=165圆整后可取QUOTE=17，QUOTE=93取=93时i=5.471，传动比误差ε=QUOTE=QUOTE=2.22%<5%，故可用。所以QUOTE=mQUOTE=3ｘ17=51QUOTE=mQUOTE=3ｘ93=279b/mm=QUOTE=20.4取QUOTE=b=20.4mm，QUOTE=26mm四、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=QUOTE+2QUOTE=m(QUOTE)=3ｘ(93+2)=285mm由于200mm﹤QUOTE﹤500mm，为了减少质量和节约材料，采用锻造腹板式结构。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，dQUOTE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10.2查得C=106～97，取C=101，所以dQUOTE=101ｘ=29.974mm本方案中，轴颈上有一个键槽，应将轴径增大5%，即d29.974×〔1+5%〕=31.4727mm按照GB2822-2005的20系列圆整，取d=32mm。根据GB/T1096—1990，键的公称尺寸QUOTE=10ｘ8，轮毂上键槽的尺寸b=10mm，=3.3mm3.齿轮结构尺寸确实定图中，dk=32mm，b=20.4mmQUOTE1.6QUOTE=1.6ｘ32=51.2mm；QUOTE-10m=285-10ｘ3=255mm；r=0.5c=2.5mm；D0=0.5(D1+D2)=0.5ｘ(51.2+255)=153.1mm，取=153mm=0.25()=0.25ｘ(255－51.2)=50.95mm，取=51mm；δ=(2.5～4)m=7.5～12mmQUOTE10mm,取δ=10mm；c=〔0.2～0.3〕b=4.08～6.12mm，取c=5mmL=(1.2～1.5)QUOT