哈工大機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)-齒輪傳動(dòng)方案

４目錄一.選擇齒輪材料、熱處理方式、精度等級(jí)…………02二.初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸……………021)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩……………032)齒數(shù)的初步確定…………………033)齒寬系數(shù)的確定………………044)載荷系數(shù)的確定………………045)齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)…………………046)重合度系數(shù)的確定……………047)許用彎曲應(yīng)力的確定……………048)初算模數(shù)…………05三.計(jì)算傳動(dòng)尺寸………051)計(jì)算載荷系數(shù)K…………………052)圓整m……………063)計(jì)算傳動(dòng)尺寸……………………06四.齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核………06五.大齒輪結(jié)構(gòu)尺寸的確定……………071）齒輪結(jié)構(gòu)型式的確定……………072）輪轂孔徑的確定…………………073）齒輪結(jié)構(gòu)尺寸的確定……………08參考文獻(xiàn)：……………08題目:設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)中的齒輪傳動(dòng)帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)方案如圖1所示，機(jī)器工作平穩(wěn)、單向回轉(zhuǎn)、成批生產(chǎn)，其他數(shù)據(jù)見表1。圖1表1帶式運(yùn)輸機(jī)中V帶傳動(dòng)的已知數(shù)據(jù)方案電動(dòng)機(jī)工作功率P電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n工作機(jī)的轉(zhuǎn)速n第一級(jí)傳動(dòng)比i軸承座中心高H/mm最短工作年限工作環(huán)境5.1.13960901.81508年1班室外、有塵一.選擇齒輪材料、熱處理方式、精度等級(jí)由于運(yùn)輸機(jī)的大齒輪結(jié)構(gòu)為對(duì)稱式，齒寬系數(shù)僅能取到1.左右。由指導(dǎo)手冊(cè)可知，本裝置的齒輪傳動(dòng)為開式齒輪傳動(dòng)，導(dǎo)致在齒面解除疲勞強(qiáng)度校核時(shí)，對(duì)接觸疲勞極限要求很高，故在本設(shè)計(jì)中采用硬齒面，大小齒輪均選用40Cr，表面淬火處理。由參考文獻(xiàn)1表8.2查得齒面硬度為4855HRC。由參考文獻(xiàn)2表16.1查得，齒輪可選用8級(jí)精度。二.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(duì)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。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(duì)齒根彎曲應(yīng)力的影響；——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)；——齒輪的工作壽命，h（小時(shí)）代入數(shù)值，分別有由參考文獻(xiàn)1圖8.30得，彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)故彎曲應(yīng)力 因?yàn)樗?)初算模數(shù)初選模數(shù)。三.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8.3查得由參考文獻(xiàn)1圖8.7得動(dòng)載荷系數(shù) 取考慮到軸的剛性，且齒輪懸臂布置，由參考文獻(xiàn)1圖8.11得齒向載荷分布系數(shù)取由參考文獻(xiàn)1表8.4得齒間載荷分布系數(shù)，則：2)圓整m對(duì)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%，故由參考文獻(xiàn)1表8.1，圓整取第一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)3mm。3)計(jì)算傳動(dòng)尺寸中心距所以取因?yàn)閯t。四.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：式中：——齒數(shù)比，為大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比，；——“+”號(hào)用于外嚙合齒輪傳動(dòng)，“-”用于內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)；——材料彈性系數(shù)，根據(jù)配對(duì)的大，小齒輪的材料有參考文獻(xiàn)1表8.5可查得:——節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，按參考文獻(xiàn)1圖8.14查取。對(duì)于直齒輪，，由變位系數(shù)查得——重合度系數(shù)，是考慮重合度對(duì)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按參考文獻(xiàn)1表8.15查取。查得實(shí)際齒數(shù)比為。代入數(shù)據(jù)，得許用接觸應(yīng)力滿足由參考文獻(xiàn)1圖8.28g查得由參考文獻(xiàn)1圖8.29查得兩齒輪相等，即。，取故即滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度。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滿足要求。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，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)4表6-1-19查得，由于齒輪不裝在軸端部，故C取大值。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)尺寸的確定參照參考文獻(xiàn)1圖8.39，模鍛 ；（考慮到兩個(gè)倒角后實(shí)際接觸齒寬度為15mm）；；；；，；，取=