哈工大機械設(shè)計大作業(yè)4齒輪傳動

HarbinInstituteofTechnology機械設(shè)計大作業(yè)說明書課程名稱：機械設(shè)計設(shè)計題目：齒輪傳動設(shè)計院系：機電工程學(xué)院班級：設(shè)計者：學(xué)號：指導(dǎo)教師：宋寶玉設(shè)計時間：2023年11月目錄設(shè)計任務(wù)書………1一、選擇齒輪材料，熱處理工藝及精度等級…2二、初步計算傳動的主要尺寸…………………2三、計算傳動尺寸………………5四、齒面接觸疲勞強度的校核…………………6五、大齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計…………7六、參考文獻……………………8設(shè)計任務(wù)書工作情況：及其工作平穩(wěn)，單向回轉(zhuǎn)，成批生產(chǎn)。采用開式傳動。原始數(shù)據(jù)如下：方案電動機工作功率〔KW〕電動機滿載轉(zhuǎn)速工作機的轉(zhuǎn)速第一級傳動比軸承座中心高H〔mm〕最短工作年限L工作環(huán)境396011021805年2班室外，有塵一、選擇齒輪材料、熱處理方式、精度等級由，大小齒輪均選用45號鋼，采用軟齒面。由參考文獻1表6.2查得：小齒輪調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為217~225HBW，平均硬度236HBW；大齒輪正火處理，齒面硬度為162~217HBW，平均硬度189.5HBW。由參考文獻2表16.1查得，齒輪可選用8級精度。二、初步計算傳動主要尺寸因為齒輪采用軟齒面開式傳動，齒面磨損是其主要失效形式。由于目前對于齒面磨損還無完善的計算方法，因此通常按齒根疲勞強度進行設(shè)計，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度設(shè)計齒輪傳動主要參數(shù)和尺寸。齒根彎曲疲勞強度設(shè)計公式式中：——齒形系數(shù)，反映了輪齒幾何形狀對齒根彎曲應(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)力以外的其它應(yīng)力對齒根應(yīng)力的影響。——重合度系數(shù)，是將全部載荷作用于齒頂時的齒根應(yīng)力折算為載荷作用于單對齒嚙合區(qū)上界點時的齒根應(yīng)力系數(shù)——許用齒根彎曲應(yīng)1、小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩式中： ——帶輪的傳動效率——對滾動軸承的傳遞的功率由參考文獻2表9.1查得，取，，代入上式，得:所以：2、齒數(shù)的初步確定初選小齒輪=21設(shè)計要求中齒輪傳動比，故：圓整后，取=92，此時傳動比誤差3、載荷系數(shù)確實定初選；4、齒寬系數(shù)確實定初步設(shè)計齒輪在軸承上為非對稱布置，軟齒面，由參考文獻1表6.6查得，選取齒寬系數(shù)5、齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)由參考文獻1圖6.20查得： 齒形系數(shù)，由參考文獻1圖6.21查得：應(yīng)力修正系數(shù)，6、重合度系數(shù)確實定對于標(biāo)準(zhǔn)外嚙合齒輪傳動，端面重合度式中： 、——齒數(shù)把=21，=92，代入上式得由參考文獻1圖6.22查得重合度系數(shù)：7、許用彎曲應(yīng)力確實定由參考文獻1圖6.29彎曲疲勞極限應(yīng)力：由表6.7查得平安系數(shù)小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)可按下式計算式中：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〕代入數(shù)值，分別有由參考文獻1圖6.32得，彎曲強度壽命系數(shù)故彎曲應(yīng)力 因為所以 =0.02818、初算模數(shù)對于開式齒輪傳動，為考慮齒面磨損，要將上式計算出來的模數(shù)m后，增大10%~15%，故即初取計算傳動尺寸1、計算載荷系數(shù)K設(shè)計要求機器工作平穩(wěn)，由參考文獻1表6.3查得由參考文獻1圖6.7得動載荷系數(shù) 取考慮到軸的剛性，且齒輪不一定在支承間對稱布置，由參考文獻1圖6.12得齒向載荷分布系數(shù)取由參考文獻1表6.4得齒間載荷分布系數(shù)，那么：2、圓整m由參考文獻1表6.1，圓整取第一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)33、計算傳動尺寸中心距：圓整為：所以：齒寬應(yīng)圓整，故取取，因為，取四、齒面接觸疲勞強度的校核齒面接觸疲勞強度校核計算公式：其中：①—齒數(shù)比，為大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比，；②—“+〞號用于外嚙合齒輪傳動，“-〞用于內(nèi)嚙合齒輪傳動；③—材料彈性系數(shù)，根據(jù)配對的大，小齒輪的材料有參考文獻1表6.5可查得：④—節(jié)點區(qū)域系數(shù)，按參考文獻1圖6.15查取。對于標(biāo)準(zhǔn)直齒輪，，⑤—重合度系數(shù)，是考慮重合度對齒面接觸應(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1表6.16查取。查得許用接觸應(yīng)力：由參考文獻1圖6.29g查得由參考文獻1圖6.30查得，取故：即滿足齒面接觸疲勞強度。五、大齒輪結(jié)構(gòu)尺寸確實定1、齒輪結(jié)構(gòu)型式確實定齒頂圓直徑為了減少質(zhì)量和節(jié)約材料，采用鍛造腹板式〔模鍛〕結(jié)構(gòu)。2、輪轂孔徑確實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1表9.4查得C=118～106，取C=118，所以，本方案中，軸頸上有一個鍵槽，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)尺寸確實定參照