哈工大机械设计大作业齿轮传动

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1、HarbinInstituteofTechnology机械设计大作业题目：齿轮传动设计院系：机电工程学院班级：1008301姓名：辛岳学号：1100800417哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书目录一设计任务………………………………………………1二选择齿轮材料、热处理方式、精度等级…………1三初步计算传动主要尺寸……………………………2四计算传动尺寸………………………………………6五大齿轮结构尺寸的确定……………………………7六参考文献……………………………………………9一、设计任务带式运输机的传动方案如下图所示

2、，机器工作平稳、单向回转、成批生产。电动机工作功率为3kW，电动机满载转速为960r/min，工作机的转速90r/min，第一级传动比1.8，轴承座中心高为150mm，最短工作年限为8年1班，工作环境为室外、有尘。二、选择齿轮材料、热处理方式、精度等级带式输送机为一般机械，且要求成批生产，故毛坯需选用模锻工艺，起模斜度为1:10。大小齿轮均选用45号钢，采用软齿面。由参考文献[2]表6.2查得：小齿轮调质处理，齿面硬度为217~255HBW，平均硬度236HBW；大齿轮正火处理，齿面硬度162~217HBW，平均硬度1

3、90HBW。大、小齿轮齿面平均硬度差为46HBW，属于30~50HBW范围内，因为是一般机械，所以选用8级精度。三、初步计算传动主要尺寸因为齿轮采用软齿面开式传动，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m≥32KT1ϕdz12⋅YFYsYzσF公式中的参数说明：——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它应力对齿根应力的影响。——重合度系数，是将全部载荷作用于

4、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——许用齿根弯曲应力公式中各个参数为：1.小齿轮传递的转矩T1T1=9.55×106×P1n1P1=η1η2Pm式中η1——带轮的传动效率η2——对滚动轴承的传递的功率由参考文献[2]表9.1得，取η1=0.96，η2=0.99，代入上式，得P1=η1η2Pm=0.96×0.99×3.63=3.45kW所以T1=9.55×106×P1n1=9.55×106×3.459602=68639.67N∙mm2.载荷系数的确定由于在V带传动中小带轮的速度v1=3.

5、768m/s,那么v小齿轮=v大带轮=2.09m/s，由参考文献[1]图6.7可知，Kv=1.15。故初取Kt=1.4。3.齿宽系数的确定由参考文献[1]表6.6，选取齿宽系数ϕd=0.4。4.齿数的初步确定初选小齿轮Z1=19设计要求中齿轮传动比i=nmi1×nw=9601.8×90=5.9故Z2=i×Z1=5.9×19=112.1圆整后，取Z2=111此时传动比误差ε=i-i0i×100%=5.9-111195.9=0.98%≤5%5.齿形系数YF和应力修正系数YS由参考文献[1]图6.20查得齿形系数YF1=2.

6、75，YF2=2.15由参考文献[1]图6.21查得应力修正系数YS1=1.55，YS2=1.856.重合度系数Yε的确定对于标准外啮合齿轮传动，端面重合度εα=1.88-3.21z1+1z2式中z1、z2——齿数把z1=20，z2=120，代入上式得εα=1.88-3.21z1+1z2=1.88-3.2×119+1111=1.682根据经验公式，确定Yε=0.25+0.75εα=0.25+0.751.682=0.6957.许用弯曲应力的确定σF=YNσFlimSF式中σFlim——计入了齿根应力修正系数之后,试验齿轮

7、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0.7SF——安全系数；与疲劳点蚀相比，断齿的后果要严重一些。所以，一般取SF==1.25由参考文献[1]图6.29（b）（h）得到弯曲疲劳极限应力σFlim1=230MPa，σFlim2=160MPa由参考文献[1]表6.7，取安全系数SF=1.25小齿轮与大齿轮的应力循环次数可按下式计算N1=60n1aLh式中n1——齿轮转速，r/min；a——齿轮转一周，同一侧齿面啮合的次数；Lh——齿轮的工作寿命，h（小时）代入数值，分别有N1=60n1aLh=60nwaLh

8、i1=60×960×1×250×8×81.8=5.12×108N2=N1i=5.12×1085.9=8.68×107由参考文献[1]图6.32得，齿面弯曲疲劳强度寿命系数YN1=YN2=1.0故弯曲应力σF1=YNσFlim1SF=1.0×2301.25MPa=184MPaσF2=YNσFlim2SF=1.0×1601.25MPa