二級(jí)斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì).doc

課課課課程程程程設(shè)設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)計(jì)實(shí)實(shí)實(shí)實(shí)訓(xùn)訓(xùn)訓(xùn)訓(xùn)報(bào)報(bào)報(bào)報(bào)告告告告 課程名稱 機(jī)械基礎(chǔ) 設(shè)計(jì)題目 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)電工程系 專業(yè)班級(jí) 機(jī)電一體化技術(shù) 5 班 學(xué)生姓名 王騰輝 學(xué) 號(hào) 02043093206 指導(dǎo)老師 魏波 設(shè)計(jì)時(shí)間 2011 年 10 月 河河南南質(zhì)質(zhì)量量工工程程職職業(yè)業(yè)學(xué)學(xué)院院 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 1 目目錄錄 1 1 二二級(jí)級(jí)斜斜齒齒輪輪傳傳動(dòng)動(dòng)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 1 1 1 1 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 1 1 2 設(shè)計(jì)要求 2 1 3 作業(yè)目的 2 2 2 高高速速級(jí)級(jí)齒齒輪輪設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 3 3 2 1 選擇齒輪材料 熱處理方式 精度等級(jí) 3 2 2 初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸 3 2 3 確定傳動(dòng)尺寸 5 2 4 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 6 3 3 大大齒齒輪輪結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)尺尺寸寸的的確確定定 7 7 3 1 齒輪結(jié)構(gòu)形式的確定 7 3 2 輪轂孔徑的確定 7 3 3 齒輪結(jié)構(gòu)尺寸的確定 8 4 4 參參數(shù)數(shù)附附表表 9 9 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)小小結(jié)結(jié) 1 11 1 大大齒齒輪輪結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖圖 1 12 2 參參考考文文獻(xiàn)獻(xiàn) 1 13 3 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 2 1 1 二二級(jí)級(jí)斜斜齒齒輪輪傳傳動(dòng)動(dòng)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 1 1 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù) 圖示為二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 已知小齒輪的傳遞功率為P KW 轉(zhuǎn)速為 n1 r min 高速級(jí)傳動(dòng)比為 i 兩班制工作 載荷平穩(wěn) 設(shè)計(jì)壽命為8 年 傳傳遞遞功功率率為為 P P k kw w 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速 r r m mi in n 1 n 高高速速級(jí)級(jí)傳傳動(dòng)動(dòng)比比 i i 6 6 2 25 56 65 50 02 2 0 0 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 3 1 1 2 2 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)要要求求 1 設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份 主要包括 二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算等 2 繪大齒輪結(jié)構(gòu)圖 1 1 3 3 作作業(yè)業(yè)目目的的 1 熟悉減速器的工作原理 利用課堂上所學(xué)的知識(shí)設(shè)計(jì)與計(jì)算的齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu) 2 運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決設(shè)計(jì)中所遇到的具體實(shí)際問(wèn)題 培養(yǎng)獨(dú)立工作能力 以及 初步學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí) 解決材料的選擇 強(qiáng)度計(jì)算和剛度計(jì)算 制造工藝與裝配 工藝等方面的問(wèn)題 3 熟悉有關(guān)設(shè)計(jì)資料 學(xué)會(huì)查閱手冊(cè)和運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 4 2 2 高高速速級(jí)級(jí)齒齒輪輪設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 2 2 1 1 選選擇擇齒齒輪輪材材料料 熱熱處處理理方方式式 精精度度等等級(jí)級(jí) 考慮到減速器為一般機(jī)械配件 又要要求能成批量生產(chǎn) 則大小齒輪均選用45 號(hào)鋼 采用軟齒面 有表 8 2 得 小齒輪調(diào)質(zhì)處理 齒面硬度硬度為217 225HBS 平均硬度為 236HBS 大齒輪正火處理 齒面硬度為162 217HBS 平均硬度為 190HBS 大 小齒輪齒面平均硬度差為46HBS 在 30 50HBS 范圍內(nèi) 選用 8 級(jí)精度 2 2 2 2 初初步步計(jì)計(jì)算算傳傳動(dòng)動(dòng)主主要要尺尺寸寸 因?yàn)辇X輪采用軟齒面閉式傳動(dòng) 因此齒面會(huì)發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕 則初步確定按齒面彎曲 疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)傳動(dòng)主要參數(shù)和尺寸 2 1 3 1 21 d EH dH Z Z Z Z KTu u 式中各參數(shù)為 1 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 91826 92 6 1 1 1 9 55 10 n P T 6 6 25 9 55 10 650 mmN 2 設(shè)計(jì)時(shí) 因值未知 不能確定 故可初選載荷系數(shù)為 1 1 1 8 本題取 K t K 1 5 t K 3 由表 8 6 取得齒寬系數(shù)為 1 1 d 4 由表 8 5 查得彈性系數(shù) 189 8 E ZaMP 5 初選螺旋角 由圖 8 14 查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 2 46 0 12 H Z 6 齒數(shù)比 u 2 0 iI 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 1 7 初選 21 則 u 2 0 21 42 1 z 2 z 1 z 由式 8 1 得端面重合度 1 60 12 11 1 883 2 cos12 a zz 11 1 883 2 cos12 2142 a 由式 8 2 得軸面重合度 0 318 1 1 21 1 56 1 0 318tan d z tan12 由圖 8 15 查得重合度系數(shù) 0 79Z 8 有圖 8 24 查得螺旋角系數(shù) 0 99Z 9 許用接觸應(yīng)力由式 8 26 算得 lim NH H Z S 由圖 8 28 e a 得接觸疲勞極限應(yīng)力 610MPa 400MPa lim1H lim2H 小齒輪 1 與大齒輪 2 的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 60 60 650 1 0 2 8 250 8 1 248 1 N 1 n h aL 9 10 6 24 2 N 1 I N i 9 1 248 10 2 0 8 10 有圖 8 29 查得壽命系數(shù) 1 1 05 允許局部點(diǎn)蝕 由表 8 7 取安全系 1N Z 2N Z 數(shù) 1 H S 610MPa 1 H 1lim1NH H Z S 1 0 610 1 0 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 6 420MPa 2lim2 2 1 05 400 1 0 NH H H Z S 故取 2 420 HH MPa 初算小齒輪分度圓直徑 得 1t d 65 73mm 2 1 3 1 21 d EH t dH Z Z Z Z KTu u 2 2 3 3 確確定定傳傳動(dòng)動(dòng)尺尺寸寸 1 計(jì)算載荷系數(shù) 由表 8 3 查得使用系數(shù) 1 0 A K 因 2 24m s 11 d 60 1000 tn 65 73 650 60 1000 由圖 8 7 查得動(dòng)載系數(shù) 1 1 K 由圖 8 11 查得齒向載荷分布系數(shù) 1 11K 由表 8 4 查得齒間載荷分配系數(shù) 1 2 K 故載荷系數(shù) K 1 1 1 1 11 1 2 1 47 A K K K K 2 對(duì)進(jìn)行修正 因 K 與有較大的差距 故需對(duì)按值計(jì)算出的進(jìn)行修正 1 d tt K t K 1 d t 即 65 2mm 3 3 11 1 47 65 73 1 5 t t K dd K 3 確定模數(shù) n m 3 04 則按表 8 1 取 3 0 0 1 1 cos65 2 cos12 21 n d m z n m 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 3 4 計(jì)算傳動(dòng)尺寸 中心距 105 81mm 12 0 z 3 2142 2cos2 cos12 n m z a 圓整則為 106mm 則螺旋角a 12 475 12 3 2142 arcoscos 22 106 n m zz ar a 0 因?yàn)橹蹬c初選值相差不大 故不需要修正 故 128 8mm 2 2 0 3 42 coscos12 n m z d 則 71 74mm 21 b 1 1 1 65 2 dd 則取整 71mm 又 5 10 76mm 2 b 12 bb 2 2 4 4 校校核核齒齒根根彎彎曲曲疲疲勞勞強(qiáng)強(qiáng)度度 式中各參數(shù) 1 1 2 FFsF n KT Y YY Y bm d 1 值同前 1 n K T m d 2 齒寬76mm 2 bb 3 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) F Y s Y 當(dāng)量齒數(shù) 22 44 51 23 1 1 330 21 coscos 12 v z z 2 2 330 42 coscos 12 v z z 由圖 8 19 查得 2 7 和 2 34 1F Y 2F Y 由圖 8 20 查得 1 57 和 1 71 1s Y 2s Y 4 由圖 8 21 查得重合度系數(shù) 0 73 Y 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 6 5 由圖 8 26 查得螺旋角系數(shù) 0 91 Y 6 許用彎曲應(yīng)力可由式 8 29 算得 lim NF F F Y S 由圖 8 28 f b 查得彎曲疲勞極限應(yīng)力 230MPa 175MPa lim1F lim2F 由圖 8 30 查得壽命系數(shù)1 0 12NN YY 由表 8 7 查得安全系數(shù) 1 25 故 F S 184MPa 140MPa 1lim1 1 NF F F Y S 1 0 230 1 25 2lim2 2 1 0 175 1 251 25 NF F Y 54 55MPa 1 111 1 2 FFs n FT Y Y Y Y bm d 1 F 51 49MPa 22 21 11 Fs FF Fs Y Y Y Y 2 F 則滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 9 3 3 大大齒齒輪輪結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)尺尺寸寸的的確確定定 3 3 1 1 齒齒輪輪結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式的的確確定定 齒頂圓直徑 42 2 3 132mm 200mm 則可以做成實(shí)心的結(jié)構(gòu) 22 2 2 aa ddhzm 3 3 2 2 輪輪轂轂孔孔徑徑的的確確定定 大齒輪輪轂孔徑都是根據(jù)與空相配合的軸徑?jīng)Q定 此處按照扭矩初算軸徑 6 3 3 9 55 10 0 2 P P n dC n 式中 d 軸的直徑 軸剖面中最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 MPa P 軸傳遞的功率 kw n 軸的轉(zhuǎn)速 r min 許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 MPa C 有許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力確定的系數(shù) 由表查 C 106 118 取 C 110 所以 23 39mm 6 3 3 9 55 10 0 2 P P n dC n 3 6 25 110 650 本方案中 軸徑上有一個(gè)鍵槽 應(yīng)將軸徑增大5 即 24 56mm 圓整則取 25mm23 39 1 5 h d h d 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 10 根據(jù) GB T 1096 2003 鍵的公稱直徑 輪轂上鍵槽的尺寸 8 7b h 8bmm 1 3 3tmm 3 3 3 3 齒齒輪輪結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)尺尺寸寸的的確確定定 圖中 132mm 71mm a d 2 b 85 2 106 mm 取 95mm 2 1 2 1 5 bl l 1 6 h Dd 1 6 2540mm 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 11 4 參參數(shù)數(shù)附附表表 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 12 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)小小結(jié)結(jié) 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 13 齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣泛的一種傳動(dòng)方式 其主要特點(diǎn)是 瞬時(shí)傳動(dòng)比 恒定 傳動(dòng)效率高 可達(dá)98 99 工作可靠 使用壽命長(zhǎng) 結(jié)構(gòu)緊湊 適用范圍 大 傳遞功率可以從小于1W 到數(shù)萬(wàn) kW 圓周速度可以從很小到300m s 應(yīng)用 于不同的設(shè)備上的齒輪 其型號(hào)不同 則其加工精度不同 對(duì)其設(shè)計(jì)的要求也不同 可以說(shuō)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 不是僅僅簡(jiǎn)單的計(jì)算一些參數(shù)就可以 我們還可以從中學(xué)帶 很多知識(shí) 經(jīng)過(guò)自己的實(shí)際參與設(shè)計(jì) 使自己也了解到了機(jī)械零件從基本尺寸的設(shè)計(jì) 材料的選擇 到受力的分析及強(qiáng)度校核 從中學(xué)習(xí)到一些設(shè)計(jì)的基本知識(shí) 為以后的 課程設(shè)計(jì)打下了一些基本的知識(shí) 在這次設(shè)計(jì)中進(jìn)一步培養(yǎng)了工程設(shè)計(jì)的獨(dú)立能力 樹立正確的設(shè)計(jì)思想 掌握常 用的機(jī)械零件設(shè)計(jì)的方法和步驟 要求綜合的考慮使用經(jīng)濟(jì)工藝性等方面的要求 確 定合理的設(shè)計(jì)方案 真正做到了學(xué)以致用 同時(shí)在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中也充分的認(rèn)識(shí)到自己 在知識(shí)理解和接受能力方面的不足 特別是自己的系統(tǒng)的自我學(xué)習(xí)能力的欠缺 將更一步加 強(qiáng) 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 14 大