哈工大机械设计大作业齿轮传动设计5.1.1.docx

Harbin Institute of Technology 机械设计大作业说明书 课程名称： 机械设计 设计题目： 齿轮传动设计 院 系： 机电工程学院 班 级： 姓 名： 学 号： 设计时间： 2023 年 11月14日 目录 一．设计任务书2 二．设计内容2 1. 选择齿轮材料、热处理方式、精度等级 2 2. 初步计算传动主要尺寸 2 1〕小齿轮传递的转矩 3 2〕齿数的初步确定 3 3〕载荷系数确实定 3 4〕齿宽系数确实定 4 5〕齿形系数和应力修正系数 4 6〕重合度系数确实定 4 7〕许用弯曲应力确实定 4 8〕初算法向模数 5 3.计算传动尺寸 6 1〕计算载荷系数K 6 2〕圆整 6 3〕计算传动尺寸 6 4．齿面接触疲劳强度的校核 7 5．齿轮传动其他尺寸确定 7 1〕齿轮结构型式确实定 7 2〕轮毂孔径确实定 8 3) 齿轮结构尺寸确实定 8 6.齿轮各偏差设计及计算 9 三、参考文献 10 一．设计任务书 设计带式运输机中的齿轮传动： 方案 电动机工作功率〔KW〕 电动机满载转速 工作机的转速 第一级传动比 轴承座中 心高H〔mm〕 最短工作 年限L 工作环境 3 960 90 1.8 150 8年1班 室外，有尘 二、设计内容 1. 选择齿轮材料、热处理方式、精度等级 考虑到带式运输机为一般机械，大、小齿轮均选用合金钢，调制处理，采用软齿面。 大小齿面硬度为，平均硬度； 齿轮可选用8级精度。 2. 初步计算传动主要尺寸 本装置的齿轮传动为采用软齿面开式传动，齿面磨损是其主要失效形式。其设计准那么按齿根疲劳强度进行设计，然后考虑磨损的影响将模数增大。 齿根弯曲疲劳强度设计公式 式中——齿形系数，反映了轮齿几何形状对齿根弯曲应力的影响。 ——应力修正系数，用以考虑齿根过度圆角处的应力集中和除弯曲应力以外的其它应力对齿根应力的影响。 ——重合度系数，是将全部载荷作用于齿顶时的齿根应力折算为载荷作用于单对齿啮合区上界点时的齿根应力系数。 ——许用齿根弯曲应。 〔1〕小齿轮传递的转矩 由参考文献2表9.1可取， 得到 所以 〔2〕齿数的初步确定 初选小齿轮，齿轮传动比： 那么 圆整后，取。此时的传动比误差为 〔3〕载荷系数确实定 由于值未知，不能确定，故可初选，这里初选； 〔4〕齿宽系数确实定 初步设计齿轮在轴承上为悬臂布置，软齿面，由参考文献1表6.6查得，选取齿宽系数 〔5〕齿形系数和应力修正系数 由教材图6.20查得： 齿形系数， 由教材图6.21查得： 应力修正系数， 〔6〕重合度系数确实定 对于标准外啮合齿轮传动，端面重合度 式中、——齿数 把，，代入上式得 根据经验公式，确定 〔7〕许用弯曲应力确实定 式中——计入了齿根应力修正系数之后,试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限应力；当齿轮双侧工作时图中时值乘以0.7。 ——平安系数；与疲劳点蚀相比，断齿的后果更为严重。所以，一般取=1.25。 由参考文献1图6.29弯曲疲劳极限应力： 小齿轮与大齿轮的应力循环次数可按下式计算 式中——齿轮转速，； ——齿轮转一周，同一侧齿面啮合的次数； ——齿轮的工作寿命， 代入数值，分别有 由教材图6.32 得，弯曲强度寿命系数 故弯曲应力 由于 所以 〔8〕初算法向模数 · 初算法向模数 对于开式齿轮，考虑磨损的影响将模数增大 可取 3.计算传动尺寸 〔1〕计算载荷系数K 设计要求机器工作平稳，由教材表6.3查得 那么 由教材图6.7取动载荷系数 由教材图6.12取齿向载荷分布系数 由教材表6.4得齿间载荷分布系数 K值与初取的差距很小，不须修正。 〔2〕圆整 查教材表6.1，圆整取第一系列标准模数4 〔3〕计算传动尺寸 中心距 所以 齿宽应圆整，故取 取 由于，取 4．齿面接触疲劳强度的校核 齿面接触疲劳强度校核计算公式： 式中——齿数比，为大齿轮齿数与小齿轮齿数之比，； ——材料弹性系数，根据配对的大，小齿轮的材料按教材表查得， ——节点区域系数，由教材图，对于标准直齿轮，， ——重合度系数，由教材表查得 许用接触应力： 由参考文献1图6.29查得 由参考文献1图6.30查得，，取 因而 即满足齿面接触疲劳强度。 5．齿轮传动其他尺寸确定 〔1〕齿轮结构型式确实定 齿顶圆直径 ，故为了减少质量和节约材料，采用锻造腹板式〔模锻〕结构。 〔2〕轮毂孔径确实定 大齿轮轮毂孔径是根据与孔相配合的轴径确定，此处按照扭矩初算轴径， 式中：d——轴的直径，mm； ——轴剖面中最大扭转剪应力,； P——轴传递的功率,； n——轴的转速,； ——许用扭转剪应力,； C——由许用扭转剪应力确定的系数； 根据参考文献1表9.4查得，取 故 本方案中，轴颈上有一个键槽，应将轴径