機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)4齒輪傳動(dòng)

1、山漆甯求*厚：j，HarbinInstituteofTechnology機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)說明書設(shè)計(jì)題目：齒輪傳動(dòng)設(shè)十院系：班級：設(shè)計(jì)者：學(xué)號：指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)時(shí)間：目錄一、任務(wù)書1二、選擇齒輪材料、熱處理方式、精度等級2三、初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸2四、計(jì)算傳動(dòng)尺寸5五、齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核6六、大齒輪結(jié)構(gòu)尺寸的確定7七、參考文獻(xiàn)9、任務(wù)書工作情況：及其工作平穩(wěn)，單向回轉(zhuǎn),成批生產(chǎn)。采用開式傳動(dòng)。9原始數(shù)據(jù)如下:力殺電動(dòng)機(jī)工作功率Pm(KW)電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm(r/min)工作機(jī)的轉(zhuǎn)速nw(r/min)第一級傳動(dòng)比ii軸承座中心高H(mm)最短工作年限L工作環(huán)境5.1.3396011021805年2

2、班室外，有塵、選擇齒輪材料、熱處理方式、精度等級由已知，大小齒輪均選用45號鋼，采用軟齒面。由參考文獻(xiàn)1表6.2查得：小齒輪調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為217255HBWV平均硬度236HBWV大齒輪正火處理，齒面硬度為162217HBWV平均硬度190HBW大、小齒輪齒面硬度差為46HBW3050HBW£圍內(nèi)，可選用8級精度三、初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸因?yàn)辇X輪采用軟齒面開式傳動(dòng)，齒面磨損是其主要失效形式。由于目前對于齒面磨損還無完善的計(jì)算方法，因此通常按齒根疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后考慮磨損的影響，一般將算的模數(shù)增大10%15吸后再取標(biāo)準(zhǔn)值。下面初步確定按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)和尺寸

3、。齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式m_32KTTiYFYsYdZi-f式中：Yf齒形系數(shù)，反映了輪齒幾何形狀對齒根彎曲應(yīng)力仃F的影響Ys應(yīng)力修正系數(shù)，用以考慮齒根過度圓角處的應(yīng)力集中和除彎曲應(yīng)力以外的其它應(yīng)力對齒根應(yīng)力的影響。y£重合度系數(shù)，是將全部載荷作用于齒頂時(shí)的齒根應(yīng)力折算為載荷作用于單對齒嚙合區(qū)上界點(diǎn)時(shí)的齒根應(yīng)力系數(shù)二F許用齒根彎曲應(yīng)1、小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1T1=9.55106凡ni式中:i 帶輪的傳動(dòng)效率2對滾動(dòng)軸承的傳遞的功率由參考文獻(xiàn)2表9.1查得，取“1=0.97,“2=0.99,代入上式，得：P=0.970.993=2.881KW所以：6P62.881T1=9.55106=

4、9.55106=57319.896Nmm1n196022、齒數(shù)的初步確定初選小齒輪4=21設(shè)計(jì)要求中齒輪傳動(dòng)比i=nm=960=4.364,故：iw2110Z2-iz1=4.36421=91.644圓整后，取z2=92,此時(shí)傳動(dòng)比誤差92.4.364-i-i0；=|-0|100%=|211100%=0.388%:二5%i4.3643、載荷系數(shù)K的確定K=KaKvK初選Kt=1.3；4、齒寬系數(shù)句的確定初步設(shè)計(jì)齒輪在軸承上為非對稱布置，軟齒面，由參考文獻(xiàn)1表6.6查得,選取齒寬系數(shù)；=1.05、齒形系數(shù)Yf和應(yīng)力修正系數(shù)Ys由參考文獻(xiàn)1圖6.20查得：齒形系數(shù)Yfi=2.75,Yf2=2.22由

5、參考文獻(xiàn)1圖6.21查得：應(yīng)力修正系數(shù)匕=1.56,YS2=1.826、重合度系數(shù)Y藝的確定&對于標(biāo)準(zhǔn)外嚙合齒輪傳動(dòng)，端面重合度式中：Zl、Z2 齒數(shù)把z1 = 21 , z2 = 92 ,代入上式得由參考文獻(xiàn)1圖6.22查得重合度系數(shù)：Y =0.707、許用彎曲應(yīng)力的確定二FYNF limSF由參考文獻(xiàn)1圖6.29彎曲疲勞極限應(yīng)力:二 F“mi =240MPa,二尸1而2 =180MPa由表6.7查得安全系數(shù)SF =1.25小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)可按下式計(jì)算N =60naLh式中 ：n齒輪轉(zhuǎn)速，r/min ；a齒輪轉(zhuǎn)一周，同一側(cè)齒面嚙合的次數(shù);Lh 齒輪的工作壽命，h （小時(shí)）

6、代入數(shù)值，分別有Ni二60nlaLh6見2460 960 1 2 8 5 35088.064 10IiN2Ni8.064 1084.381= 1.841 108由參考文獻(xiàn)1圖6.32得,彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)Yni=Yn2=1.0故彎曲應(yīng)力；i=YN2»1="工40=i92MPaSF1.25YN2二Flim20180卜二F2=144MPaSF1.25YKYF2Ys22.751.56-F-s1=-=0.0223rF1回F2192生J2282=0.0281二F2144因?yàn)樗詍ax絲修-F-F1-F2YFYsYF1Ys1FsF-1-s1=0.0281二b；18、初算模數(shù)mt 一 32

7、KTY . YFYs2 1.3 57319.896 0.70一 3dZ2二F1.0 2120.0281 = 2.578增大對于開式齒輪傳動(dòng)，為考慮齒面磨損，要將上式計(jì)算出來的模數(shù)m后,10%15%故m,2.578(110%)2.578(115%)即1-2.8362.964初取m=2.964四、計(jì)算傳動(dòng)尺寸1、計(jì)算載荷系數(shù)K設(shè)計(jì)要求機(jī)器工作平穩(wěn)，由參考文獻(xiàn)1表6.3查得Ka=1.0二 d1nl二 mgv 二二60 1000 60 10009603.14 2.964 21 -2-二 1.563m s600006.12由參考文獻(xiàn)1圖6.7得動(dòng)載荷系數(shù)取Kv=1.06考慮到軸的剛性，且齒輪不一定在支承

8、間對稱布置，由參考文獻(xiàn)1圖得齒向載荷分布系數(shù)取Kp=1.18由參考文獻(xiàn)1表6.4得齒間載荷分布系數(shù)K0t=1.1,則:K=KaKvKM"1.01.061.181.1=1.3762、圓整m<1.376=2.96433.120mm1.3由參考文獻(xiàn)1表6.1,圓整取第一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)33、計(jì)算傳動(dòng)尺寸m(Z1Z2)3(2192)中心距：a=169.5mm22a=170mm圓整為：所以：d1=mzi=321=63mmd2=mz2=392=276mmb=dd=0.463=25.2mm齒寬應(yīng)圓整，故取b=30mm取b=b2=30mm,因?yàn)镈=b2+(510)mm取bi=30+5=35mm五、

9、齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算公式:“ZE”*"一bd1u其中：u一齒數(shù)比，為大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比，u>1；士一“十”號用于外嚙合齒輪傳動(dòng)，“-”用于內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng);Ze一材料彈性系數(shù)，根據(jù)配對的大，小齒輪的材料有參考文獻(xiàn)1表6.5可查得：ZE=189.8/MPaZh一節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，按參考文獻(xiàn)1圖6.15查取。對于標(biāo)準(zhǔn)直齒輪，2-220,Zh=2.5Z,一重合度系數(shù)，是考慮重合度對齒面接觸應(yīng)力影響的系數(shù)。根據(jù)端面重合度和軸面重合度鄧按參考文獻(xiàn)1表6.16查取。查得Z-0.86H = ZeZhZ2KTt(u -1)2 1.376 57319.896bd12u

10、= 189.8 2.5 0.8655 512 92211)：296.449MPa許用接觸應(yīng)力:由參考文獻(xiàn)1圖6.29g查得仃Hiim1=580Mpa,bHiim2=390Mpa由參考文獻(xiàn)1圖6.30查得Zn=1.0,取Sh=1.0故：仃H=ZN%m=390MpaSh、H：'H即滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度。六、大齒輪結(jié)構(gòu)尺寸的確定1、齒輪結(jié)構(gòu)型式的確定齒頂圓直徑da=d22ha=mz22m=923231-282mm200mm：da二500mm為了減少質(zhì)量和節(jié)約材料，采用鍛造腹板式（模鍛）結(jié)構(gòu)。2、輪轂孔徑的確定大齒輪輪轂孔徑是根據(jù)與孔相配合的軸徑確定，此處按照扭矩初算軸徑,9.5510 6 P

11、0.2 -C式中：d軸的直徑；.軸剖面中最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，MPaP軸傳遞的功率，kWn軸的轉(zhuǎn)速，r/min;許用扭車剪應(yīng)力，MPa;C由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)；根據(jù)參考文獻(xiàn)1表9.4查得C=11106,取0=118,所以，6Pd.3.:n=C3P=11832.881=35.043mm0.2,n.110本方案中，軸頸上有一個(gè)鍵槽，應(yīng)將軸徑增大5%即d_35.043(1-5%)36.795mm按照GB2822-81的Ra20系列圓整，取d=40mm。根據(jù)GB/T1096-1990,鍵的公稱尺寸bxh=12><8,輪轂上鍵槽的尺寸b=12mm,t1=3.3mm3、齒輪結(jié)構(gòu)尺寸的確定參照參考文獻(xiàn)1圖6.45,自由鍛d1=40mm；b=65mm;D11.6d1=1.640=64mm；D2*da-10m=282-10M3=252mm；D0：0.5(D1D2)=0.5(64252)=158mm''''；d0之0.25(D2-D1)=0.25(252