哈工大机械设计大作业齿轮

1、哈尔滨工业大学机械设计大作业齿轮传动设计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 班 级： 1208105班 设 计 者： 刘世伟 学 号： 1120810521 指导教师： 张锋 设计时间： 2014.11.12014.11.10 哈尔滨工业大学目录一、任务书1二、选择齿轮材料、热处理方式、精度等级2三、初步计算传动主要尺寸23.1 载荷系数的确定23.2小齿轮传递的转矩的计算23.3齿宽系数的确定33.4齿数的初步确定33.5齿形系数的确定应力修正系数33.6 重合度系数的确定33.7许用弯曲应力的确定4

2、3.8初算模数5四、计算传动尺寸54.1计算载荷系数54.2修正64.3计算传动尺寸6五、计算齿轮传动其他尺寸6六、大齿轮结构设计86.1齿轮结构型式的确定86.2轮毂孔径的确定86.3齿轮结构尺寸的确定9七、参考文献10一、任务书哈尔滨工业大学大作业任务书姓名：刘世伟 院（系）：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化 班号：1208105任务起止日期：2014年11月1日至2014年11月10日大作业题目：齿轮传动设计设计数据及要求电动机工作功率：2.2 kW 电动机满载转速：940 r/min工作机转速：80 r/min 第一级传动比：2.1轴承座中心高H：160 mm机器的载荷特性：

3、平稳 ；机器的工作环境： 室内、清洁 ；机器最短工作年限： 5年2班 ；机器生产方式： 成批生产 ；其他设计要求：传动装置简图图1设计注意事项：1.设计由A4图纸一张及设计说明书一份组成。2.设计必须根据进度计划（由指导老师拟定）按期完成。指导老师：张锋 2014年11月1日二、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，故小齿轮选用40Cr，大齿轮选用45#钢，采用软齿面。由参考文献1表6.2查得：小齿轮调质表面淬火处理，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3050HB

4、W范围内。大、小齿轮均选用8级精度设计。三、初步计算传动主要尺寸因为齿轮采用软齿面开式传动，齿面磨损是其主要失效形式，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齿轮工作系数；作用于小齿轮的转矩，；齿形系数应力修正系数；重合度系数； 齿宽系数；小齿轮齿数；许用齿根弯曲应力，。3.1 载荷系数的确定由于值未知，不能确定，故可初选载荷系数。3.2小齿轮传递的转矩的计算式中带轮的传动效率对滚动轴承的传递的功率由参考文献2可知，取，代入上式，可得：故3.3齿宽系数的确定由参考文献1表6.6，选取齿宽系数。3.4齿数的初步确定为了避免根切，选小齿轮，设计要求中齿

5、轮传动比，故取，此时，传动比误差满足误差要求，故可用。3.5齿形系数的确定应力修正系数由参考文献1图6.20查得齿形系数，由参考文献1图6.21查得应力修正系数,3.6 重合度系数的确定对于标准外啮合齿轮传动，端面重合度将代入可得：查参考文献1式(6.14)有，得重合度系数3.7许用弯曲应力的确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。寿命系数安全系数；与疲劳点蚀相比，断齿的后果更为严重。所以，一般取由参考文献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n1齿轮转速，r/min；a齿轮转一周，同一侧齿面啮合

6、的次数；齿轮的工作寿命，h（小时）。取且按年工作日为250天，代入数值，分别有。由参考文献1图6.30 得，弯曲强度寿命系数，由参考文献表6.7得，安全系数。故弯曲应力根据参考文献1中式6.15可知：3.8初算模数对于开式齿轮传动，为考虑齿面磨损，要将上式计算出来的模数m后，增大10%15%，故四、计算传动尺寸4.1计算载荷系数设计要求机器工作平稳，由参考文献1表6.3查得由参考文献1图6.7得动载荷系数由参考文献1图6.12得齿向载荷分布系数由参考文献1表6.4得齿间载荷分布系数，则值与初取的差距不大，故不须修正。4.2修正由参考文献1表6.1，圆整取第一系列标准模数为4mm。4.3计算传动

7、尺寸中心距可知中心距未圆整，需进行变位。对齿轮采用正变位，圆整中心距则中心距变动系数所以；对齿宽圆整，令，即；，令。五、计算齿轮传动其他尺寸因为齿轮采用正变位，圆整中心距为，则啮合角为，即故变位系数取中心距变动系数齿顶高变动系数分度圆直径节圆直径齿顶高齿根高齿顶圆直径齿根圆直径小齿轮齿宽。对于大齿轮：分度圆直径；节圆直径齿顶高；齿根高；齿顶圆直径；齿根圆直径；大齿轮齿宽。六、大齿轮结构设计6.1齿轮结构型式的确定齿顶圆直径由于200 mmda2500 mm，为了减少质量和节约材料，采用锻造腹板式结构。为降低成本、提高效率、适于批量生产，采用模锻的加工方法，起模斜度为。6.2轮毂孔径的确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轴的直径，mm；轴剖面中最大扭转剪应力，MPa；轴传递的功率，kW；轴的转速，；许用扭转剪应力，MPa;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，根据参考文献2由表9.1可知8级精度的一般齿轮传动效率，则所以轴和大齿轮连接时用键连接，轴和联轴器连接时用键连接，即轴颈上有2个键槽，应将轴径增大10%，即根据参考文献2由表9.3可知，按圆整，取。根据参考文献2由表11.27可知，键的公称尺寸，采用一般键连接，则轮毂上键槽的尺寸，。6.3齿轮结构尺寸的确定图2根据参考文献1