1、机械设计基础大作业计算说明书 题目：齿轮设计学院：航天学院班号：1218201学号：1122110326姓名：高小宁日期：2014 年 10 月 25 日哈尔滨工业大学机械设计基础大作业任务书题目：单级闭式圆柱齿轮设计原始数据如下表：方案序号 传递的功率 P(kW)传动比 i高速轴转速(r/min)1n轮齿方向原动机 轮齿受载情况载荷特征生产批量6 4 3 720 斜齿 电动机驱动单向工作载荷平稳大批量目录设计过程 .41 材料选择 .42 确定许用应力 .43 参数选择 .44 按齿面接触疲劳强度设计 .55 确定模数及中心距 .56 修正螺旋角 .67 确定分度圆直径及齿宽 .68 校核齿
2、根弯曲疲劳强度 .69 设计与计算大齿轮的其他几何尺寸 .7参考文献： .8设计过程1 材料选择根据设计要求可知，所设计的齿轮传递功率较低，为一般机械，采用软齿面齿轮传动。小齿轮选用 45 钢，调质处理，齿面平均硬度为 236HBS；大齿轮选用 45 钢，正火处理，齿面平均硬度为 190HBS。 2 确定许用应力根据齿轮的材料和齿面平均硬度，由参考文献1p135 页图 6.22 查得Hlim1570MPaHlim2390MPaFli2Fli17式中， ， 试验齿轮的接触疲劳极限应力， ；Hlim1li， 试验齿轮的弯曲疲劳极限应力， ；FliFli2 Pa取 ， ，则HS=.5Hlim170=
3、MaHlim2390=S1MPaFli126S.5PFli276.5式中， ， 齿轮材料的许用接触应力， ；H12 a， 齿轮材料的许用弯曲应力， ；F M， 相应的安全系数，取 ， ；HSHS=1F.253 参数选择（1 ） 齿数 ：取 ， 。1z21326zi（2 ） 初选螺旋角： 。4（3 ） 齿宽系数 ：由参考文献1p133 页表 6.6 取 。d1.2d（4 ） 载荷系数 ：由参考文献1p131 页表 6.5 取 。K0K（5 ） 齿数比 ： 。u21/63/z4 按齿面接触疲劳强度设计 66 4119.509.505.310Nm72PTnA式中， 小齿轮传递的转矩， ；1 A小齿轮
4、传递的功率， ；P1=4kWP小齿轮的转速， 。1n720r/minHH1=mi,39Ma由参考文献1p142 页式（6.38）计算小齿轮的分度圆直径 413312 2H()1.05(31)75.6=7.6=5.m90dKTu式中， 小齿轮的分度圆直径， ;1 m齿宽系数， =1.2；dd载荷系数， =1.0；K齿数比， =3；u齿轮材料的许用接触应力， 。HMPa5 确定模数及中心距（1 ） 模数： ，按参考文献1p118 表 6.1 取1cos5.3cos142.5ndmmz标准模数 。n（2 ） 中心距： ，圆整，取 。12()3(16)29.857coscos4za130am6 修正螺
5、旋角 12()3(216)arcosarcos450nmz故螺旋角在正常的 范围内。807 确定分度圆直径及齿宽分度圆直径 12365.0cos4nzmdm219.n齿宽 1.65078.db取 ，280m8 校核齿根弯曲疲劳强度当量齿数 13323.06cos45vz23369.1vz根据当量齿数，由参考文献1p134 页表 6.7 查得，F1=.78YF2.式中， ， 齿轮的齿形系数2则齿形系数与许用弯曲应力的比值为F1.78=0156YF2.3因为 较大，故需校核齿轮 2 的弯曲疲劳强度。F2Y由参考文献1p142 页式（6.39）得 41F2F2 F2.6.05.312.7=1.368
6、6nKTYMPabdm故齿根弯曲疲劳强度满足。9 设计与计算大齿轮的其他几何尺寸齿顶圆直径 ，2195.02301aandhmm式中 大齿轮齿顶圆直径， ;2a法面齿顶高系数，取 。nh .an，为了减少质量与节省材料，故大齿轮结构采用应用最广泛的锻21605adm造腹板式齿轮，示意图如下：图中具体各几何参数计算如下：1.6.58kDdm式中， 大齿轮轮毂孔径，取kd=k，为了便于大齿轮的加工，在此取202137an17Dm又因为 ，故可取28.45kbd0L其他尺寸如下：2.5.820cbm01().5(17)29D，为了便于加工，取2. 80.5d m0m.5.01rc3.5n综合以上各个计算结果，可将设计的齿轮绘制 A3 图纸上。参考文献：1宋宝玉，王瑜，张峰主编.机械设计基础.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2010.2孙恒，陈作模主编.机械原理.北京：高等教育出版社，2001. 3申永胜主编.机械原理教程.北京：清华大学出版社，1999.
