哈工大機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)齒輪

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)Harbin Institute of Technology機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)說明書課程名稱： 機(jī)械設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 班 級(jí)： 1208105班 設(shè) 計(jì) 者： 劉世偉 學(xué) 號(hào)： 1120810521 指導(dǎo)教師： 張鋒 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2014.11.12014.11.10 哈爾濱工業(yè)大學(xué)目錄一、任務(wù)書1二、選擇齒輪材料、熱處理方式、精度等級(jí)2三、初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸23.1 載荷系數(shù)的確定23.2小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩的計(jì)算23.3齒寬系數(shù)的確定33.4齒數(shù)的初步確定33.5齒形系數(shù)的確定應(yīng)力修正系數(shù)33.6 重合度系數(shù)的確定33.7許用彎曲應(yīng)力的確定4

2、3.8初算模數(shù)5四、計(jì)算傳動(dòng)尺寸54.1計(jì)算載荷系數(shù)54.2修正64.3計(jì)算傳動(dòng)尺寸6五、計(jì)算齒輪傳動(dòng)其他尺寸6六、大齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)86.1齒輪結(jié)構(gòu)型式的確定86.2輪轂孔徑的確定86.3齒輪結(jié)構(gòu)尺寸的確定9七、參考文獻(xiàn)10一、任務(wù)書哈爾濱工業(yè)大學(xué)大作業(yè)任務(wù)書姓名：劉世偉 院（系）：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班號(hào)：1208105任務(wù)起止日期：2014年11月1日至2014年11月10日大作業(yè)題目：齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及要求電動(dòng)機(jī)工作功率：2.2 kW 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速：940 r/min工作機(jī)轉(zhuǎn)速：80 r/min 第一級(jí)傳動(dòng)比：2.1軸承座中心高H：160 mm機(jī)器的載荷特性：

3、平穩(wěn) ；機(jī)器的工作環(huán)境： 室內(nèi)、清潔 ；機(jī)器最短工作年限： 5年2班 ；機(jī)器生產(chǎn)方式： 成批生產(chǎn) ；其他設(shè)計(jì)要求：傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖圖1設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：1.設(shè)計(jì)由A4圖紙一張及設(shè)計(jì)說明書一份組成。2.設(shè)計(jì)必須根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃（由指導(dǎo)老師擬定）按期完成。指導(dǎo)老師：張鋒 2014年11月1日二、選擇齒輪材料、熱處理方式、精度等級(jí)考慮到帶式輸送機(jī)為一般機(jī)械，故小齒輪選用40Cr，大齒輪選用45#鋼，采用軟齒面。由參考文獻(xiàn)1表6.2查得：小齒輪調(diào)質(zhì)表面淬火處理，齒面硬度為4855HRC，平均硬度51.5HRC；大齒輪調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度217255HBW，平均硬度236HBW。大、小齒輪齒面平均硬度差在3050HB

4、W范圍內(nèi)。大、小齒輪均選用8級(jí)精度設(shè)計(jì)。三、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，因此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)公式式中齒輪工作系數(shù)；作用于小齒輪的轉(zhuǎn)矩，；齒形系數(shù)應(yīng)力修正系數(shù)；重合度系數(shù)； 齒寬系數(shù)；小齒輪齒數(shù)；許用齒根彎曲應(yīng)力，。3.1 載荷系數(shù)的確定由于值未知，不能確定，故可初選載荷系數(shù)。3.2小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩的計(jì)算式中帶輪的傳動(dòng)效率對(duì)滾動(dòng)軸承的傳遞的功率由參考文獻(xiàn)2可知，取，代入上式，可得：故3.3齒寬系數(shù)的確定由參考文獻(xiàn)1表6.6，選取齒寬系數(shù)。3.4齒數(shù)的初步確定為了避免根切，選小齒輪，設(shè)計(jì)要求中齒

5、輪傳動(dòng)比，故取，此時(shí)，傳動(dòng)比誤差滿足誤差要求，故可用。3.5齒形系數(shù)的確定應(yīng)力修正系數(shù)由參考文獻(xiàn)1圖6.20查得齒形系數(shù)，由參考文獻(xiàn)1圖6.21查得應(yīng)力修正系數(shù),3.6 重合度系數(shù)的確定對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)外嚙合齒輪傳動(dòng)，端面重合度將代入可得：查參考文獻(xiàn)1式(6.14)有，得重合度系數(shù)3.7許用彎曲應(yīng)力的確定式中計(jì)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；當(dāng)齒輪雙側(cè)工作時(shí)圖中時(shí)值乘以0.7。壽命系數(shù)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，一般取由參考文獻(xiàn)1圖6.29彎曲疲勞極限應(yīng)力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n1齒輪轉(zhuǎn)速，r/min；a齒輪轉(zhuǎn)一周，同一側(cè)齒面嚙合

6、的次數(shù)；齒輪的工作壽命，h（小時(shí)）。取且按年工作日為250天，代入數(shù)值，分別有。由參考文獻(xiàn)1圖6.30 得，彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)，由參考文獻(xiàn)表6.7得，安全系數(shù)。故彎曲應(yīng)力根據(jù)參考文獻(xiàn)1中式6.15可知：3.8初算模數(shù)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%，故四、計(jì)算傳動(dòng)尺寸4.1計(jì)算載荷系數(shù)設(shè)計(jì)要求機(jī)器工作平穩(wěn)，由參考文獻(xiàn)1表6.3查得由參考文獻(xiàn)1圖6.7得動(dòng)載荷系數(shù)由參考文獻(xiàn)1圖6.12得齒向載荷分布系數(shù)由參考文獻(xiàn)1表6.4得齒間載荷分布系數(shù)，則值與初取的差距不大，故不須修正。4.2修正由參考文獻(xiàn)1表6.1，圓整取第一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)為4mm。4.3計(jì)算傳動(dòng)

7、尺寸中心距可知中心距未圓整，需進(jìn)行變位。對(duì)齒輪采用正變位，圓整中心距則中心距變動(dòng)系數(shù)所以；對(duì)齒寬圓整，令，即；，令。五、計(jì)算齒輪傳動(dòng)其他尺寸因?yàn)辇X輪采用正變位，圓整中心距為，則嚙合角為，即故變位系數(shù)取中心距變動(dòng)系數(shù)齒頂高變動(dòng)系數(shù)分度圓直徑節(jié)圓直徑齒頂高齒根高齒頂圓直徑齒根圓直徑小齒輪齒寬。對(duì)于大齒輪：分度圓直徑；節(jié)圓直徑齒頂高；齒根高；齒頂圓直徑；齒根圓直徑；大齒輪齒寬。六、大齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1齒輪結(jié)構(gòu)型式的確定齒頂圓直徑由于200 mmda2500 mm，為了減少質(zhì)量和節(jié)約材料，采用鍛造腹板式結(jié)構(gòu)。為降低成本、提高效率、適于批量生產(chǎn)，采用模鍛的加工方法，起模斜度為。6.2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軸的直徑，mm；軸剖面中最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，MPa；軸傳遞的功率，kW；軸的轉(zhuǎn)速，；許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，MPa;由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)。根據(jù)參考文獻(xiàn)1表9.4查得，取，根據(jù)參考文獻(xiàn)2由表9.1可知8級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)效率，則所以軸和大齒輪連接時(shí)用鍵連接，軸和聯(lián)軸器連接時(shí)用鍵連接，即軸頸上有2個(gè)鍵槽，應(yīng)將軸徑增大10%，即根據(jù)參考文獻(xiàn)2由表9.3可知，按圓整，取。根據(jù)參考文獻(xiàn)2由表11.27可知，鍵的公稱尺寸，采用一般鍵連接，則輪轂上鍵槽的尺寸，。6.3齒輪結(jié)構(gòu)尺寸的確定圖2根據(jù)參考文獻(xiàn)1