哈工大机械设计大作业-齿轮传动方案

４目录一.选择齿轮材料、热处理方式、精度等级…………02二.初步计算传动主要尺寸……………021)小齿轮传递的转矩……………032)齿数的初步确定…………………033)齿宽系数的确定………………044)载荷系数的确定………………045)齿形系数和应力修正系数…………………046)重合度系数的确定……………047)许用弯曲应力的确定……………048)初算模数…………05三.计算传动尺寸………051)计算载荷系数K…………………052)圆整m……………063)计算传动尺寸……………………06四.齿面接触疲劳强度的校核………06五.大齿轮结构尺寸的确定……………071）齿轮结构型式的确定……………072）轮毂孔径的确定…………………073）齿轮结构尺寸的确定……………08参考文献：……………08题目:设计带式运输机中的齿轮传动带式运输机的传动方案如图1所示，机器工作平稳、单向回转、成批生产，其他数据见表1。图1表1带式运输机中V带传动的已知数据方案电动机工作功率P电动机满载转速n工作机的转速n第一级传动比i轴承座中心高H/mm最短工作年限工作环境5.1.13960901.81508年1班室外、有尘一.选择齿轮材料、热处理方式、精度等级由于运输机的大齿轮结构为对称式，齿宽系数仅能取到1.左右。由指导手册可知，本装置的齿轮传动为开式齿轮传动，导致在齿面解除疲劳强度校核时，对接触疲劳极限要求很高，故在本设计中采用硬齿面，大小齿轮均选用40Cr，表面淬火处理。由参考文献1表8.2查得齿面硬度为4855HRC。由参考文献2表16.1查得，齿轮可选用8级精度。二.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。由于目前对于齿面磨损还无完善的计算方法，因此通常按齿根疲劳强度进行设计，然后考虑磨损的影响，一般将算的模数增大10%-15%之后再取标准值。下面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：——齿形系数，反映了轮齿几何形状对齿根弯曲应力的影响；——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式中:n——齿轮转速，r/min； a——齿轮转一周，同一侧齿面啮合的次数；——齿轮的工作寿命，h（小时）代入数值，分别有由参考文献1图8.30得，弯曲强度寿命系数故弯曲应力 因为所以8)初算模数初选模数。三.计算传动尺寸1)计算载荷系数K设计要求机器工作平稳，由参考文献1表8.3查得由参考文献1图8.7得动载荷系数 取考虑到轴的刚性，且齿轮悬臂布置，由参考文献1图8.11得齿向载荷分布系数取由参考文献1表8.4得齿间载荷分布系数，则：2)圆整m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%，故由参考文献1表8.1，圆整取第一系列标准模数3mm。3)计算传动尺寸中心距所以取因为则。四.齿面接触疲劳强度的校核齿面接触疲劳强度校核计算公式：式中：——齿数比，为大齿轮齿数与小齿轮齿数之比，；——“+”号用于外啮合齿轮传动，“-”用于内啮合齿轮传动；——材料弹性系数，根据配对的大，小齿轮的材料有参考文献1表8.5可查得:——节点区域系数，按参考文献1图8.14查取。对于直齿轮，，由变位系数查得——重合度系数，是考虑重合度对齿面接触应力影响的系数。根据端面重合度和轴面重合度按参考文献1表8.15查取。查得实际齿数比为。代入数据，得许用接触应力满足由参考文献1图8.28g查得由参考文献1图8.29查得两齿轮相等，即。，取故即满足齿面接触疲劳强度。五.大齿轮结构尺寸的确定1）齿轮结构型式的确定齿顶圆直径满足要求。为了减少质量和节约材料，采用锻造腹板式（模锻）结构。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：d——轴的直径；——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; ——许用扭转剪应力，MPa; C——由许用扭转剪应力确定的系数；根据参考文献4表6-1-19查得，由于齿轮不装在轴端部，故C取大值。所以本方案中，轴颈上有一个键槽，应将轴径增大5%，即按照的系列圆整，取。根据，键的公称尺寸，轮毂上键槽的尺寸，。3）齿轮结构尺寸的确定参照参考文献1图8.39，模锻 ；（考虑到两个倒角后实际接触齿宽度为15mm）；；；；，；，取=