1、哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书题目: 齿轮传动设计 系别: 班号: 姓名: 日期:哈尔滨工业大学一、设计任务原始数据如下：有冲击，室内工作，机器成批生产方案（ KWdP）(/min)r(/in)wr1i轴承座中心高 H（ mm）最短工作年限 L工作环境5.1.4 2.2 940 80 2.1 160 5 年 2 班 室内二、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。由教材表 6.2 查得：小齿轮调质处理，齿面硬度为 217 225HBS，平均硬度 236HBS；:大齿轮调质
2、处理，齿面硬度为 217 225HBS，平均硬度 236HBS。大、小齿轮齿面平均硬度差为 46HBS，属于 30 50HBS 范围内，因此选用 8 级精度。三、初步计算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:132FsdYKTmz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FY F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sY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
3、系数许用齿根弯曲应力F1.小齿轮传递的转矩 1T6119.50Pn12m式中 齿轮的传动效率1滚动轴承的效率2由参考文献 2 表 9.1 得，取 ， ，代入上式，得10.972.9120.97.2dPkW故 6611 2.19.509.504507/pT Nmn2.载荷系数 的确定tK初取载荷系数 。1.4t3.齿宽系数 的确定d由教材表 6.6，选取齿宽系数 。1.0d4.齿数的初步确定初选小齿轮 17Z设计要求中齿轮传动比 19405.22.8mwni故 215.9275.1Zi圆整后，取 此时传动比误差：295095.217|1%|0.%i5.齿形系数 和应力修正系数FYsY由教材图 6
4、.20 查得齿形系数 ，12.97F2.F由教材图 6.21 查得应力修正系数 ，1.52sY1.78s6.重合度系数 的确定Y对于标准外啮合齿轮传动，端面重合度计算公式： 12.83()z把 ， 代入上式得17z295121.83().832().658179z根据经验公式，确定重合度系数0.750.75.2.2.23168Y7.许用弯曲应力的确定 limNFYS式中 齿轮的齿根弯曲疲劳极限应力；limF安全系数；S与疲劳点蚀相比，断齿的后果要严重一些。所以，一般取 =1.25FS由教材图 6.29（f ）取弯曲疲劳极限应力lim1li230FMPa由教材表 6.7，取安全系数 .5S小齿轮
5、与大齿轮的应力循环次数可按下式计算 160hNnaL式中 n1 齿轮转速 r/min；a 齿轮每转一周同一侧齿面啮合的次数；齿轮的工作寿命 h（小时）hL代入数值，小齿轮大齿轮的应力循环次分别为 81609418250.3710.hNna87125.37.92i由教材图 6.32 得，弯曲疲劳强度寿命系数 。12.0NY故弯曲应力 1lim.03 8425NFYMPaS2li.1NFF1.7450.26FsY12.91.930Fs2.78.2FsY所以 10.96FssF8.初算模数按齿根弯曲疲劳强度的设计计算公式得： 133221.4507.30.196.82FstdKTYmZ对于开式齿轮传
6、动，为考虑齿面磨损，要将计算所得模数 m 增大 10%15%,故:1.82(5%)2.10t四、计算传动尺寸1.计算载荷系数 K设计要求机器工作平稳，由教材表 6.3 查得 1.0AK113.4210794/2.10837m/s6006dnmzv由教材图 6.7 得动载荷系数 .vK由教材图 6.12 得齿向载荷分布系数 1.2由教材表 6.4 得齿间载荷分布系数 ，则.1.06.21.306AvK2.修正 m对 进行修正，并圆整为标准模数t 331.062.2.54ttK由教材表 6.1，圆整取第一系列标准模数 。.m3.计算传动尺寸中心距 ，不需要圆整。12().5(179)40mza所以
7、12.5174.dzm2.93.m1.0425.db取 ， 。145238五、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 22()(952).4.5aadhzmm为了减小齿轮重量、转动惯量和节约材料，采用模锻腹板式结构。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，按扭矩初算轴径 3362.0159nPCd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；根据教材表 9.2 查得 C=118106，取 C=110，所以63339.5102.10.7428PndCm本方案中
8、，轴颈上有一个键槽，应将轴径增大 5%，即32.74(15%)34.78d将计算尺寸圆整，取 。m根据参考文献表 11.27（GB/T10962003） ，键的公称尺寸 ，轮毂108bhm上键槽的宽度 ， 。10bm135.8.dtm3.齿轮结构尺寸的确定小齿轮主要尺寸：， ， ；35hdm4b24.5adm，取 ；1.6.06D16D；2237.5.2.5ad，取 ；012.5()0.(61.)38.7m014Dm，取 ；.kLd:=45.50L，取 ；(0.23)91.cbm12c，取 ；0.546.0:0，取 ；021.().5(2.6)3.875dDm036d六 参考文献1 机械设计 陈铁鸣等主编 哈尔滨工业大学出版社 20062 机械设计课程设计 王连明 宋宝玉主编 哈尔滨工业大学出版社 20053 机械原理 王知行 邓宗全主编 高等教育出版社 20064 画法几何及机械制图 金铃 刘玉光 李利群主编 黑龙江人民出版社 2003
