哈工大機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)齒輪傳動(dòng)

1、Harbin Institute of Technology機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)說明書大作業(yè)名稱： 機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè) 設(shè)計(jì)題目： 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 班 級(jí)： 1 設(shè) 計(jì) 者： 學(xué) 號(hào)： 112 指導(dǎo)教師： 張鋒 設(shè)計(jì)時(shí)間： 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)帶式傳輸機(jī)中的齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：帶式傳輸機(jī)的傳動(dòng)方案如圖所示，機(jī)器工作平穩(wěn)、單向回轉(zhuǎn)、成批生產(chǎn)，其它數(shù)據(jù)見表。帶式傳輸機(jī)中齒輪傳動(dòng)的已知數(shù)據(jù)方案電動(dòng)機(jī)工作功率Pd/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(jí)傳動(dòng)比i1軸承座中心高H/mm最短工作年限工作環(huán)境2.2940802.11605年2班室內(nèi)清潔目 錄1. 選

2、擇齒輪材料、熱處理方式、精度等級(jí)12.初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸1（1）小齒輪傳遞的扭矩2（2）確定載荷系數(shù)K2（3）確定齒寬系數(shù)2（4）初步確定齒輪齒數(shù)3（5）確定齒形系數(shù)、應(yīng)力修正系數(shù)3（6）確定重合度系數(shù)3（7）確定許用彎曲應(yīng)力3（8）初算模數(shù)53.確定傳動(dòng)尺寸5（1)計(jì)算載荷系數(shù)K5（2)修正模數(shù)m6（3）計(jì)算傳動(dòng)尺寸64.確定大齒輪結(jié)構(gòu)尺寸6（1）齒輪結(jié)構(gòu)型式的確定7（2）輪轂孔徑的確定7（3）齒輪結(jié)構(gòu)尺寸的確定8參考文獻(xiàn)81. 選擇齒輪材料、熱處理方式、精度等級(jí)帶式輸送機(jī)為一般機(jī)械，且要求成批生產(chǎn)，故毛坯需選用模鍛工藝，大小齒輪均選用45號(hào)鋼，采用軟齒面。由參考文獻(xiàn)2表6.2查得：小齒輪

3、調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為217255HBW，平均硬度236HBW；大齒輪正火處理，齒面硬度162217HBW，平均硬度190HBW。大、小齒輪齒面平均硬度差為46HBW，在3050HBS范圍內(nèi)，選用8級(jí)精度。2.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%之后再取標(biāo)準(zhǔn)值，之后無需再對齒輪進(jìn)行接觸疲勞強(qiáng)度校核。 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。齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式：式中：齒形系數(shù)，反映了輪齒幾何形狀對齒根彎曲應(yīng)力的影響；

4、 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； 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)； 許用齒根彎曲應(yīng)力。式中各參數(shù)為： （1）小齒輪傳遞的扭矩式中：帶輪的傳動(dòng)效率；對滾動(dòng)軸承的傳遞的功率。由參考文獻(xiàn)1表9.1查得，取，代入上式，得:由V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可得，V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為2，故小齒輪轉(zhuǎn)速可由如下公式求得：所以： （2）確定載荷系數(shù)K設(shè)計(jì)時(shí)由于值未知， 不能確定，故可初選= 1.1 1.8 ，這里初選 = 1.4。（3）確定齒寬系數(shù)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)

5、2表6.6查得，選取齒寬系數(shù)。（4）初步確定齒輪齒數(shù)初選小齒輪齒數(shù)。齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比，故：取，傳動(dòng)比。此時(shí)傳動(dòng)比誤差（5）確定齒形系數(shù)、應(yīng)力修正系數(shù) 由參考文獻(xiàn)2圖6.20得齒形修正系數(shù)，由參考文獻(xiàn)2圖6.21得應(yīng)力修正系數(shù)，（6）確定重合度系數(shù)對于標(biāo)準(zhǔn)外嚙合齒輪傳動(dòng)，端面重合度將，代入上式得由參考文獻(xiàn)2式6.14得重合度系數(shù)（7）確定許用彎曲應(yīng)力式中： 記入了齒根應(yīng)力修正系數(shù)之后,試驗(yàn)齒輪的齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力。由參考文獻(xiàn)2圖6.29查得彎曲疲勞極限應(yīng)力：，安全系數(shù)；與疲勞點(diǎn)蝕相比，斷齒的后果更為嚴(yán)重。所以，一般取=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 式中 ： n齒輪轉(zhuǎn)速，r

6、/min； a齒輪轉(zhuǎn)一周，同一側(cè)齒面嚙合的次數(shù)； 齒輪的工作壽命，h（小時(shí)）。大、小齒輪均為單側(cè)齒面工作，故a=1。由于5年2班制，故。，代入數(shù)值，分別有：由參考文獻(xiàn)1圖6.32 得，彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)。故許用彎曲應(yīng)力：由于計(jì)算m時(shí)，取的最大值，故（8）初算模數(shù)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，增大10%15%，取15%，得故。設(shè)計(jì)時(shí)取3.確定傳動(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)2表6.3查得使用系數(shù)。由參考文獻(xiàn)2圖6.7查得動(dòng)載荷系數(shù)。由參考文獻(xiàn)2圖6.12得齒向載荷分布系數(shù)。由參考文獻(xiàn)3表8.6查得運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性精度等級(jí)為9級(jí)，再由參考文獻(xiàn)2表

7、6.4得齒間載荷分布系數(shù)，則（2）修正模數(shù)m由參考文獻(xiàn)2表6.1，圓整取第一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。（3）計(jì)算傳動(dòng)尺寸中心距 對直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，圓整中心距的方法有兩種，即采用變位齒輪和改變m和z的搭配。當(dāng)z變化后，傳動(dòng)比會(huì)有變化，但對傳動(dòng)比準(zhǔn)確性要求不高的機(jī)械，是允許的。中心距要求按0,5結(jié)尾來圓整，可取，則傳動(dòng)比。此時(shí)傳動(dòng)比誤差 是允許的所以： 齒寬應(yīng)圓整，故取取，4.確定大齒輪結(jié)構(gòu)尺寸（1）齒輪結(jié)構(gòu)型式的確定 齒頂圓直徑由于采用模鍛工藝，查參考文獻(xiàn)2圖6.45可知，選擇鍛造腹板式齒輪結(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由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)；根據(jù)參考文獻(xiàn)2表9.4查得C=118106，取C=118，所以本方案中，軸頸上有一個(gè)鍵槽，應(yīng)將軸徑增大5%，即按照的系列圓整，取。根據(jù)，鍵的公稱尺寸，輪轂上鍵槽的尺寸，。（3）齒輪結(jié)構(gòu)尺寸的確定由參考文獻(xiàn)2圖6.45得：；，取；，?。蝗。蝗?，??；，取；，取；。參考