哈工大機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)四—齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)

1、Harbin Institute of Technology機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)說明書設(shè)計(jì)題目： 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 院 系： 能源學(xué)院 班 級(jí)： 1402403 設(shè) 計(jì) 者： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 張 鋒 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2016.11.1-2016.11.8 目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 .11 選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級(jí).12 初步計(jì)算主要尺寸.12.1 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩.12.2 初選齒數(shù)、齒寬系數(shù)、載荷系數(shù).22.3 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù).22.4 重合度系數(shù)的確定.22.5 許用彎曲應(yīng)力的確定.22.6 初算模數(shù).33 計(jì)算傳動(dòng)尺寸.43.1 計(jì)算載荷系數(shù).43.2 修正并圓整.

2、43.3 計(jì)算傳動(dòng)尺寸.4齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .54 確定齒輪結(jié)構(gòu)形式.55 確定輪轂孔徑.56 確定齒輪結(jié)構(gòu)尺寸.5參考文獻(xiàn) .7設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及要求1.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表1-1帶式運(yùn)輸機(jī)中齒輪傳動(dòng)的已知數(shù)據(jù)電動(dòng)機(jī)功率P/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2. 設(shè)計(jì)要求（1）繪制大齒輪工作圖一張，按照工作圖要求標(biāo)注全部尺寸及必要的極限偏差、必要的幾何公差、全部表面結(jié)構(gòu)要求，填寫齒輪嚙合特性表、填寫標(biāo)題欄，編寫技術(shù)要求。（2）撰寫設(shè)計(jì)說明書一份，主要是傳動(dòng)裝置第

3、二級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。二、傳動(dòng)裝置簡圖圖1-1 傳動(dòng)裝置簡圖I齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算1 選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級(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，起模斜度為1:10。大小齒輪均選用40Cr，采用硬齒面。表面淬火，查參考文獻(xiàn)1表8.2得齒面硬度為4855HRC，平均硬度51.5HRC。選用8級(jí)精度。2 初步計(jì)算主要尺寸因?yàn)辇X輪采用硬齒面開式傳動(dòng)，齒面抗點(diǎn)蝕能力強(qiáng)，且開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是齒面磨損，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。根據(jù)參考文獻(xiàn)1式(8.25)得式中 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

4、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(duì)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(duì)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。2.1 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩由參考文獻(xiàn)3得式中 齒輪的傳動(dòng)效率 滾動(dòng)軸承的效率由參考文獻(xiàn)2表9.1得，取，代入上式，得故小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為2.2 初選齒數(shù)、齒寬系數(shù)、載荷系數(shù)初選小齒輪，設(shè)計(jì)要求中齒輪傳動(dòng)比，則，取。傳動(dòng)比誤差故符合要求。由參考文獻(xiàn)1表8.6，選取齒寬系數(shù)。初取載荷系數(shù)。2.3 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)由參考文獻(xiàn)1圖8.19查得齒形系數(shù)，。由參考文獻(xiàn)1圖8.20查得應(yīng)力修正系數(shù)，。2.4 重

5、合度系數(shù)的確定根據(jù)參考文獻(xiàn)1式(8.14)得根據(jù)參考文獻(xiàn)1式(8.14)得2.5 許用彎曲應(yīng)力的確定根據(jù)參考文獻(xiàn)1式(8.29)得式中 齒輪的齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力。 安全系數(shù)。 壽命系數(shù)。由參考文獻(xiàn)1圖8.28(h)查得彎曲疲勞極限應(yīng)力。由參考文獻(xiàn)1表8.6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 齒輪轉(zhuǎn)速r/min。 齒輪每轉(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，小齒輪大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次分別為由參考文獻(xiàn)1圖8.30得，彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)。故彎曲應(yīng)力 所以2.6 初算模數(shù)根據(jù)參考文獻(xiàn)1式(8.25)得對(duì)于開式齒輪傳動(dòng)，為考慮齒面磨損，要將計(jì)算所得模

6、數(shù)m增大10%15%，故3 計(jì)算傳動(dòng)尺寸3.1 計(jì)算載荷系數(shù)由參考文獻(xiàn)1表8.1查得使用系數(shù)。由參考文獻(xiàn)1圖8.7得動(dòng)載荷系數(shù)。由參考文獻(xiàn)1圖8.11得齒向載荷分布系數(shù)。由參考文獻(xiàn)1表8.4得齒間載荷分布系數(shù)，則2.2 修正并圓整對(duì)進(jìn)行修正，并圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)由參考文獻(xiàn)1表8.4，圓整為。2.3 計(jì)算傳動(dòng)尺寸中心距圓整為，則變位系數(shù) 取，。齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4 確定齒輪結(jié)構(gòu)形式齒頂圓直徑為了減小齒輪重量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和節(jié)約材料，采用模鍛腹板式結(jié)構(gòu)。5 確定輪轂孔徑根據(jù)參考文獻(xiàn)1式(10.2)得式中 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)1表10.2查得C=10697，取C=110。所以本方案中，軸頸上有一個(gè)鍵槽，應(yīng)將軸徑增大5%，即將計(jì)算尺寸圓整，取。根據(jù)參考文獻(xiàn)2表11.28查得，鍵的公稱尺寸，輪轂上鍵槽的寬度，。6 確定齒輪結(jié)構(gòu)尺寸由參考文獻(xiàn)1圖8.38得大齒輪主要尺寸：，?。唬?；，??；，取；，取；，取。7參考文獻(xiàn)1 王黎欽，陳鐵鳴. 機(jī)械設(shè)計(jì). 4版.