哈工大機械設(shè)計大作業(yè)齒輪傳動

1、文檔機械設(shè)計大作業(yè)說明書課程名稱：機械設(shè)計設(shè)計題目：齒輪傳動設(shè)計院系：機電工程學(xué)院班級：設(shè)計者：學(xué)號：指導(dǎo)教師：設(shè)計時間：工業(yè)大學(xué)一、設(shè)計任務(wù)原始數(shù)據(jù)如下：有沖擊，室工作，機器成批生產(chǎn)Harbin Institute of Technology文檔萬案PdPd ( (KWKW)nm(r/mi n)nw(r/mi n)i1軸承座中 心高 H H( (mmmm)最短工作 年限 L L工作環(huán)境5.1.45.1.42.22.294094080802.12.11601605 5 年 2 2 班室 清潔、傳動裝置的運動和動力參數(shù)設(shè)計1. 選擇電動機按照工作要求，工作條件以及已知參數(shù)，查閱參考文獻2表 14

2、.1，選用型號為丫 112M-6 的封閉式異步電動機， 其額定功率一: ：=2.2kW,滿載轉(zhuǎn)速 n=940r/min, 電動機軸頸 D=28mm,軸頸長 L=60mm。2.計算傳動裝置的總傳動比 i 并分配傳動比總傳動比 i 為i 匹94011.75nw80由已知數(shù)據(jù)知帶式運輸機為二級傳動系統(tǒng)， 且要求第一級 V 帶傳動的傳動比.=2.1,后根據(jù)實際帶傳動設(shè)計情況得實際傳動比為h 2。故第二級齒輪傳動的傳動比為 s f 于 沁3.計算傳動裝置各軸的運動和動力參數(shù)(1) 各軸的轉(zhuǎn)速I 軸nm940 r / minni940II 軸nil470r/mini12口|470III 軸n川80r /

3、mini25.875卷筒軸nwn川80r/ min(2) 各軸的輸入功率根據(jù)參考文獻2表 9.1 查得，V 帶傳動、開式齒輪傳動、齒輪聯(lián)軸器和滾動軸承的傳動效率概略值1、2、3和4分別為 0.96,0.94，0.99 和 0.98，則文檔I 軸PIR2.2kWII 軸PIIPI142.2kW 0.96 0.982.07kWIII 軸PIIIPII242.07kW 0.94 0.981.91kW卷筒軸P卷PII341.91kW 0.99 0.981.85kW(3) 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩Td9.55巳62.222351.06 N mm1069.55 106N mmnm940I 軸TIT

4、d22351.06 N mmII 軸TIITI14h 22351.06 Nmm0.96 0.98 242055.75 N mmIII 軸TIIITII24i242055.750.940.98 5.875N mm227607.85N mm卷筒軸T卷THI34227607.85 N mm 0.99 0.98 220825.13N mm將上述計算結(jié)果匯總于下表，以備查用。軸號功率P/kW轉(zhuǎn)矩T /(N mm)轉(zhuǎn)速n / (r / min)傳動比i效率電動機軸2.22.24 10494011I 軸2.242.24 1094020.94II 軸2.0744.21 104705.8750.92III 軸1

5、.912.28 1058010.97卷筒 軸1.8552.21 1080二、選擇齒輪材料、熱處理方式、精度等級帶式輸送機為一般機械，且要求成批生產(chǎn)，故毛坯需選用模鍛工藝，起模斜度為1:101:10。大小齒輪均選用 4545 號鋼，采用軟齒面。由機械設(shè)計表 6.26.2 查得：小齒輪調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為217255HBS217255HBS，平均硬度 236HBS236HBS ；文檔大齒輪正火處理，齒面硬度162217HBS162217HBS，平均硬度 190HBS190HBS。大、小齒輪齒面平均硬度差為46HBS46HBS，屬于 3050HBS3050HBS 圍，因此選用 8 8 級精度。三、初

6、步計算傳動主要尺寸因為齒輪采用軟齒面開式傳動， 開式齒輪傳動的主要失效形式是齒面磨損，因此初步確定按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計齒輪傳動主要參數(shù)和尺寸。齒根彎曲疲勞強度設(shè)計公式式中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的齒根應(yīng)力折算為載荷作用于單對齒 嚙合區(qū)上界點時的齒根應(yīng)力系數(shù)F許用齒根彎曲應(yīng)力1.小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩TiTi9.55 106旦ni式中1帶輪的傳動效率由機械設(shè)計課程設(shè)計得表 9.19.1 得，取10.96，20.99，代入上式,512Pm0

7、.96 0.99 2.22.09KW所以T19.55 106p119.5510620944590.37Nmm（940）(2.1)Pi1 2Fm對滾動軸承的傳遞的功率文檔2文檔2. 載荷系數(shù)Kt的確定選Kt= = 1.41.43. 齒寬系數(shù)d的確定由機械設(shè)計表 6.66.6，選取齒寬系數(shù)d1.04. 齒數(shù)的初步確定初選小齒輪 z-z-i=21=215.齒形系數(shù)YF和應(yīng)力修正系數(shù)Ys由機械設(shè)計圖 6.206.20 查得齒形系數(shù) YF1=2.74，YF2=2.20由機械設(shè)計圖 6.216.21 查得應(yīng)力修正系數(shù) Y Ys1=1.55=1.55，YS2=1.836.重合度系數(shù)Y的確定對于標(biāo)準(zhǔn)外嚙合齒輪

8、傳動，端面重合度1 11.88 3.2()Z1Z2式中z1、z2齒數(shù)把Z1= = 2121 ，Z2= = 119119，代入上式得11111.88 3.2()1.88 3.2 (Z1Z21119設(shè)計要求中齒輪傳動比inmh nw故9402.1 805.59Z2i Z15.59 21117.4圓整后，取Z2119此時傳動比誤差5.59119100%i215.59| 1.37%5%1.70文檔根據(jù)經(jīng)驗公式，確定文檔YC 0.75 ecu 0.75 c”0.250.250.701.707.許用彎曲應(yīng)力的確定YNFlimFSF式中Flim計入了齒根應(yīng)力修正系數(shù)之后， 試驗齒輪的齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力;當(dāng)

9、齒輪雙側(cè)工作時圖中時值乘以0.70.7SF安全系數(shù)；與疲勞點蝕相比，斷齒的后果要嚴(yán)重一些。所以，一般取SF=1.25由機械設(shè)計圖 6.296.29 彎曲疲勞極限應(yīng)力Fiimi200MPa，F(xiàn)lim 2160MPa由機械設(shè)計表 6.76.7，取安全系數(shù)SF1.25小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)可按下式計算N160riaLh式中riri- 齒輪轉(zhuǎn)速，r/mirr/mir ;a 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 h （小時）代入數(shù)值，分別有文檔N160n1aLh60nwaLh60 940 1 250 5 1685.37 10N2N1i185-9.61 1075.59由機械設(shè)計

10、圖 6.306.30 得，彎曲強度壽命系數(shù)YN1YN21.0故彎曲應(yīng)力YN1 F lim1F1/ MPa一SF1.02001.25160F2/ MPaYN 2F lim 21.0 160SF1.25128文檔8.初算模數(shù)對于開式齒輪傳動，為考慮齒面磨損，要將上式計算出來的模數(shù) m m 后，增大 10%15%10%15% , 故mt1.84 (1 15%) 2.12四、計算傳動尺寸1.計算載荷系數(shù) KK K 值與初取的Kt= = 1.41.4 差距很小，不須修正2 修正 m所以YF1YS1F12.74 1.550.0265160YF2Ys22.20 1.830.0315F 2128YFYS込=0

11、.0315=0.0315FF2YFYSF32 1.4 44590.37 0.703 1.0 2120.03152.84設(shè)計要求機器工作平穩(wěn)，由機械設(shè)計表6.36.3 查得KA1.01、dmmzEv/(m s )60 1000 60 10001.818 17 940/2.10.72460 1000由機械設(shè)計圖 6.76.7 得動載荷系數(shù)Kv1.11由機械設(shè)計6.126.12 得齒向載荷分布系數(shù)K 1.1由機械設(shè)計表 6.46.4 得齒間載荷分布系數(shù)K 1.1，則KKAKVK K1.0 1.11 1.1 1.11.34mt2KTiY2dZi文檔由機械設(shè)計表 6.16.1，圓整取第一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=

12、2.5m=2.53.計算傳動尺寸m(ziZ2)2.5 (21119)中心距a/mm121752 2所以d1/ mm mz12.5 2152.5bdd11.0 52.552.5b b2=b=52mm=b=52mm， b b1=b=b2+(5-10)mm=57mm+(5-10)mm=57mm五、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dad22ha(z22)m (119 2) 2.5 302.5為節(jié)約材料，采用鍛造腹板式結(jié)構(gòu)。(模鍛) )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，按扭矩初算軸徑,d2/ mmmz22.5 119297.5500mm文檔式中d d軸的直徑

13、；軸剖面中最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，MPaMPa ；P P軸傳遞的功率，kWkW ；n n 軸的轉(zhuǎn)速， r/mir/mi n;n;許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，MPa;MPa;C C- 由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)；根據(jù)機械設(shè)計表 9.29.2 查得 C=118C=118106106,取 C=118C=118 , 所以16P9.55 10 一d 3-nV 0.22.0935.01mm文檔本方案中，軸頸上有一個鍵槽，應(yīng)將軸徑增大5%5%,即d 35.01 (15%)36.76mm按照 GB2822-81GB2822-81 的Ra2020 系列圓整，取 d=40mmd=40mm。根據(jù) GB/T1096GB/T1096 19901990，鍵的公稱尺寸b h 12 8，輪轂上鍵槽的尺寸圖中d 40mm b 52mmD11.6d1.6 40 64mmD2da10m 302.5 10 2.5 277.5mmL (1.21.5)d 取 L 1.5d 60mmc (0.2 0.3)b取c 0.25b 13mmr 0.5c0.5 13 6.5mmD00.5(D1D2)0.5 (64 277.5) 17