机械设计直齿轮结构设计

《机械设计直齿轮结构设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、电子科大机电学院课程设计说明书课程名称机械设计基础Ⅱ（零件）课程设计题目直齿轮结构设计学生姓名　学　　号专　　业机械设计制造及其自动化指导教师2011年5月15日一、设计要求如图所示：图10-23带式输送机传动简图设计此带式输送机减速器的高速级齿轮传动，转向不变。电机功率为6KW,转速n1=1500rmin，齿数比=2.8，载荷变动较大，工作寿命14年（每年工作300天），两班制，齿面硬度为软齿面。试在设计参数的基础上，再设计相应的齿轮零件结构图。齿轮结构设计详见教材P231～232。轴颈直径（内孔

2、直径）视情况自定。并按P231～232图中的经验公式设计出各个尺寸，用pro/E或其它三维软件进行三维建模，并转换成AutoCAD绘制零件图或采用AutoCAD绘制其零件工作图（参见P221大齿轮零件图，用A2或A3纸绘图）。二、设计背景60年代开始生产的少齿差传动、摆线针轮传动、谐波传动等减速机具有传动比大，体积小、机械效率高等优点。但受其传动的理论的限制，不能传递过大的功率，功率一般都要小于40kw。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、

3、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。90年代初期，国内出现的三环（齿轮）减速器，是一种外平动齿轮传动的减速器，它可实现较大的传动比，传递载荷的能力也大。它的体积和重量都比定轴齿轮减速器轻，结构简单，效率亦高。国内的减速机多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速机问题更突出，使用寿命不长。国内使用的大型减速机（500kw以上），多从国外（如丹麦、德国等）进口，花去不少的外汇。为了更好的提高减

4、速器的效率、寿命以及可靠性，就必须设计更好，更合理的齿轮结构，从而提高我国生产力在这方面的发展。一、设计思路1、齿轮类型、精度等级、材料以及齿数2、按齿面接触强度设计3、按齿面弯曲强度设计4、几何尺寸计算5、机构设计及绘制齿轮零件图四、设计计算过程及强度校核计算1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）按图10-23所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动；2）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）；3）材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280

5、HBS,大齿轮材料为45钢（调质）,硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。4）选小齿轮齿数Z1=20，大齿轮齿数Z2=20*2.8=56。2、按齿面接触强度设计由如下设计计算公式进行计算，即d1t≥2.323KT1∅du±1u(ZEσH)2(1)确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数Kt=1.5；2）计算小齿轮传递的转矩T1=95.5*105P1n1=95.5*105*61500N∙mm=3.82*104N∙mm3）由表10-7选取齿宽系数∅d=1；4）由表10-6查的材料的弹性影响系数Z

6、E=189.8MPa12；5）由图10-21d按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1=600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限σHlim2=550MPa。6）由以下公式计算应力循环次数：N1=60n1jLh=60*1500*1*（2*8*300*14）=6.048*109N2=6.048*1092.8=2.16*1097）由图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1=0.91;KHN2=0.94。8)计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，σH1=KHN1σlim1S=0.91

7、*600MPa=546MPaσH2=KHN2σlim2S=0.94*550MPa=517MPa(2)计算1）试计算小齿轮分度圆直径dt1，带入σH中较小值。d1t≥2.323KT1∅du±1u(ZEσH)2=2.3231.5*3.28*10413.82.8189.85172=48.2561）计算圆周速度v=πd1tn160*1000=π*48.256*150060*1000=3.79m/s2）计算齿宽b=∅d*d1t=1*48.256=48.256mm3）计算齿宽与齿高之比bh模数mt=d1tZ1=

8、48.25620=2.4128齿高h=2.25mt=2.25*2.4128=5.4288bh=48.2565.4288=8.894）计算载荷系数根据v=3.79m/s，7级精度，由图10-8查的动载系数Kv=1.13直齿轮，KHα=KFα=1;由表10-2查得使用系数KA=1.5由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，KHβ=1.426-1.41780-40*48.256-40+1.417=1.419由bh=8.89，KHβ=1.419查图10-