2023年齿轮传动设计-哈工大机械设计

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HarbinInstituteofTechnology

机械设计大作业说明书

大作业名称：齿轮传动设计

设计题目：5.1.2

班级：1208108

设计者：

学号：

指导老师：吴伟国、古乐

设计时光：2022.11.04

哈尔滨工业高校

名目

齿轮设计任务书(1)

一挑选齿轮材料、热处理工艺及精度等级(1)

二传动装置的运动和动力参数设计(2)

三挑选齿轮材料、热处理方式、精度等级(3)

四初步计算传动主要尺寸(4)

五计算传动尺寸(7)

六大齿轮结构尺寸确实定(8)

七

一、机械设计作业任务书

1.设计题目：齿轮传动设计

2.设计结构简图

3.设计原始数据

机器工作平稳，单向回转，成批生产

计划Pd（KW）(/min)mnr

(/min)wnr

1i

轴承座中

心高H（mm）

最短工作年限L工作环境5.1.249601002

180

3年3班

室外有尘

三、挑选齿轮材料、热处理方式、精度等级

带式输送机为普通机械，且要求成批生产，故毛坯需选用模锻工艺，起模斜度为1:10。

45

由

I轴

11ppη=

其中1η-V带传动效率，由

四、初步计算传动主要尺寸

由于齿轮采纳软齿面开式传动，开式齿轮传动的主要失效形式是齿面磨损，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

13

2

12[]FsdF

YYYKTmzε

φσ≥

?式中FY——齿形系数，反映了轮齿几何外形对齿根弯曲应力Fσ的影响

sY——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。

Yε——重合度系数，是将所有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

[]F

σ——许用齿根弯曲应力

1.小齿轮传递的转矩1T由上一步可知：

mmNmmNiTTd??=???==4

1110

64.7296.067.39791

ηⅠ

2.载荷系数tK确实定

设计时，tK=1.1-1.8，本题初选选tK=1.33.齿宽系数dφ确实定

初步设计齿轮在轴承上为非对称布置，软齿面，由

4.齿数的初步确定

初选小齿轮1z=21设计要求中齿轮传动比8.4100

29601=?=

?=w

mnini

故

8.100218.412=?=?=ziz

圆整后，取1012=Z此时传动比误差

%5%198.0|8

.421101

8.4|

%100||

≤=-

=?-=i

iiε

5.齿形系数FY和应力修正系数sY

由

当齿轮双侧工作时图中时值乘以0.7

FS——平安系数；

与疲劳点蚀相比，断齿的后果要严峻一些。所以，普通取FS=1.25

由

[][]0279

.02

2

21

1

1==

FsFFsFYYYYσσ

8.初算模数

[]966

.20279.021

0.170

.017.756043.1223

2

3

2

1

1=?????=

?

≥

F

s

FdtYYZYKTmσφε

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

410.3%)151(966.2=+?≥tm

五、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

所以

mmmzd5.73215.311=?==

mmmz

d5.3531015.32

2=?==

5.735.730.11=?=?=dbdφmmmmbbmmbb80)105(,74212=-+===

六、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mmmmmzhddaa5005.3605.3)2101()2(222<=?+=+=+=

为节省材料，采纳锻造腹板式结构。（模锻)2.轮毂孔径确实定

大齿轮轮毂孔径是按照与孔相协作的轴径确定，按扭矩初算轴径，

[]

3

3

6

2.010

55.9n

PCnPd?=?≥

τ

式中d——轴的直径；

τ——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;

[]τ——许用扭转剪应力，MPa;

C——由许用扭转剪应力确定的系数；

由

本计划中，轴颈上有一个键槽，应将轴径增大5%，即

mmd800.41%)51(810.39=+?=

根据GB2822-81的aR20系列圆整，取d=40mm。

按照GB/T1096—1990，键的公称尺寸812?=?hb，轮毂上键槽的尺寸b=12mm

13.3tmm=

3.齿轮结构尺寸确实定

自由锻

mmd40=，mmb74=

mmdD64406.16.11=?=≈

mmmdDa5.3255.3105.360102=?-=-≈取326mmmmdLdL605.1)5.1~2.1(===取取74mmbc)3.0~2.0(=取mmbc5.1825.0==，取19mmmmcr5.9195.05.0=?==

mmDDD75.194)