哈工大机械设计大作业4——齿轮传动设计说明书.docx

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1、哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目设计重式运输机里的一齿轮传动设计原始数据：电动机工作功率Pd/kW电动机满载转速nm(rmin)工作机的转速nw(rmin)第二级传动比“轴承座中心高H/mm最短工作年限工作环境3940802.11805年2班室内，清洁V带传动设计一、选择齿轮材料、热处理方式、精度等级考虑到带式输送机为一般机械，故小齿轮均选用40Cr,大齿轮选用45钢，采用软齿面。由参考文献1表8.2查得：小齿轮调质外表淬火处理，齿面硬度为4855HRC,平均硬度51.5HRC；大齿轮调质处理，齿面硬度217255HBW,平均硬度236HBW。大、小齿轮齿面平均硬度差在3050HBW范围内

2、。大、小齿轮均选用8级精度设计。二、初步计算传动主要尺寸因为齿轮采用软齿面开式传动，齿面不会发生疲劳点蚀，因此初步确定按齿根弯曲疲劳强度设计齿轮传动主要参数和尺寸。齿根弯曲疲劳强度设计公式式中/一一齿形系数，反映了轮齿几何形状对齿根弯曲应力。的影响Z一应力修正系数，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。匕一一重合度系数，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tf许用齿根弯曲应1 .小齿轮传递的转矩7；式中7一一带轮的传动效率%对滚动轴承的传递的功率由参考文献2,取7=0.96,%=0.99,代入上式，得Pi=O

3、.96X0.99X2.2=2.091kW2.09所以T1=9.55X1()b447一6w44611.61Nmm2 ,齿数的初步确定940为了防止根切，选小齿轮Z产:17,设计要求中齿轮传动比=脸7=5.595,故Z2=Z2Zi=95.115圆整后，取Z2=95,此时i=5.588,传动比误差8=0.125%5%可用3 .齿宽系数力确实定由参考文献1表8.6,选取齿宽系数内=0.44 .重合度系数匕确实定对于标准外啮合齿轮传动，端面重合度式中Z2齿数把Z=17,z2=88,代入上式得%=1-3.2(+)Z122=1.88-3.2()=1.6581查参考文献1图8.21得重合度系数Ye=0.73o

4、5 .载荷系数(确实定由于V值未知，(不能确定，故可初选K,=1.1-1.8,这里初选K,=1.36 .齿形系数匕和应力修正系数K由参考文献1图8.19查得齿形系数Yfi=2.95,Yf2=2.22由参考文献1图8.20查得应力修正系数匕=1.52,2=1.787 .许用弯曲应力确实定式中Ohm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0.7SF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=125由参考文献1图8.28弯曲疲劳极限应力7FHmI=300MPa,7FMm2=233MPa小齿轮与大齿轮的应力循环次数可按下式计算式中n齿轮转

5、速，r/min；a齿轮转一周，同一侧齿面啮合的次数；1h齿轮的工作寿命，h（小时）代入数值，分别有9.612I107N1S.371o8JW1=12Rr由参考文献1图8.30得，弯曲强度寿命系数A1=ZV2=1OYmOHim11.3O故弯曲应力Fi/MPa1e=1=240MPaY2(TFiim21.oi233rzMPa=B=1=186.4MPa=0.0187YfiYnrifi=YnYS2iFF所以必=2=0.021叫r2.初算模数7对于开式齿轮传动，为考虑齿面磨损，要将上式计算出来的模数m后，增大10%15%,故2. 86三、计算传动尺寸1计算载荷系数K设计要求机器工作平稳，由参考文献2查得KA

6、=1OTrd1rI16o100oV=6o100o=1.139m/s3.142.861z447.626o1OOo由参考文献1图8.7得动载荷系数KV=1.04由参考文献1图8.11得齿向载荷分布系数KB=1.22由参考文献1表8.4得齿间载荷分布系数Ka=I.1,那么K=KARQKB=1.011.0411.111.22=1.39568K值与初取的K,=1.3差距不大，不须修正.修正m由参考文献表8.1,圆整取第一系列标准模数32 .计算传动尺寸中心距amm=m()=x3x(17+95)=168圆整为a/mm=165圆整后可取Z=17,为二93取Z2=93时i=5.471,传动比误差nto=2.2

7、2%5%,故可用。所以mm=mZ=3XI7=51=m=3X93=279b/mm=Odd=20.4取p=b=20.4mm,b1=26mm四、大齿轮结构尺寸确实定1齿轮结构型式确实定齿顶圆直径=d,+2mh.=m()=3X(93+2)=285mm由于200mmd.500mm,为了减少质量和节约材料，采用锻造腹板式结构。3 .轮毅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，d式中d轴的直径；r一一轴剖面中最大扭转剪应力，MPa；P轴传递的功率，kW；n轴的转速，r/min;Ir许用扭转剪应力，MPa;C由许用扭转剪应力确定的系数；根据参考文献1表10.2查得O1O697

8、,取O1O1所以d=101X=29.974mm本方案中，轴颈上有一个键槽，应将轴径增大5%,即d29.974X(1+5%)=31.4727mm按照GB2822-2005的&20系列圆整，取d=32mm。根据GB/T10961990,键的公称尺寸bXh=10x8,轮毂上键槽的尺寸b=10mm,t1=3.3mm4 .齿轮结构尺寸确实定图中，dk=32mm,h=20.4mm1.6=1.6x32=51.2mm；-IOm=285T0x3=255mm;r=0.5c=2.5mm；Do=O,5(D1+D2)=O.5x(51.2+255)=153.1mm,f1XD0=153mmdo=O.25()=O.25X(25551.2)=50.95mm,J0=51mr;6二(2.54)m=7.512mmIOmm,取6二IOmm；C二(0.20.3)b=4.086.12mm,取c=5mm=1二(1.21.5)38.448mm取1=43mm参考文献王黎钦，陈铁鸣.机械设计.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2023.2王连明，宋宝玉.机械设计课程设计.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2023.3张锋，宋宝玉.机械设计大作业指导书.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2023.