二級斜齒輪傳動設計.doc

課課課課程程程程設設設設計計計計實實實實訓訓訓訓報報報報告告告告 課程名稱 機械基礎 設計題目 齒輪傳動的設計 系 別 機電工程系 專業(yè)班級 機電一體化技術 5 班 學生姓名 王騰輝 學 號 02043093206 指導老師 魏波 設計時間 2011 年 10 月 河河南南質質量量工工程程職職業(yè)業(yè)學學院院 機械基礎課程設計 1 目目錄錄 1 1 二二級級斜斜齒齒輪輪傳傳動動設設計計 1 1 1 1 設計數(shù)據(jù) 1 1 2 設計要求 2 1 3 作業(yè)目的 2 2 2 高高速速級級齒齒輪輪設設計計 3 3 2 1 選擇齒輪材料 熱處理方式 精度等級 3 2 2 初步計算傳動主要尺寸 3 2 3 確定傳動尺寸 5 2 4 校核齒根彎曲疲勞強度 6 3 3 大大齒齒輪輪結結構構尺尺寸寸的的確確定定 7 7 3 1 齒輪結構形式的確定 7 3 2 輪轂孔徑的確定 7 3 3 齒輪結構尺寸的確定 8 4 4 參參數(shù)數(shù)附附表表 9 9 設設計計小小結結 1 11 1 大大齒齒輪輪結結構構圖圖 1 12 2 參參考考文文獻獻 1 13 3 機械基礎課程設計 2 1 1 二二級級斜斜齒齒輪輪傳傳動動設設計計 1 1 設設計計數(shù)數(shù)據(jù)據(jù) 圖示為二級斜齒圓柱齒輪減速器的結構簡圖 已知小齒輪的傳遞功率為P KW 轉速為 n1 r min 高速級傳動比為 i 兩班制工作 載荷平穩(wěn) 設計壽命為8 年 傳傳遞遞功功率率為為 P P k kw w 轉轉速速 r r m mi in n 1 n 高高速速級級傳傳動動比比 i i 6 6 2 25 56 65 50 02 2 0 0 機械基礎課程設計 3 1 1 2 2 設設計計要要求求 1 設計說明書一份 主要包括 二級斜齒圓柱齒輪減速器高速級齒輪傳動設計計算等 2 繪大齒輪結構圖 1 1 3 3 作作業(yè)業(yè)目目的的 1 熟悉減速器的工作原理 利用課堂上所學的知識設計與計算的齒輪傳動的結構 2 運用所學的知識解決設計中所遇到的具體實際問題 培養(yǎng)獨立工作能力 以及 初步學會綜合運用所學知識 解決材料的選擇 強度計算和剛度計算 制造工藝與裝配 工藝等方面的問題 3 熟悉有關設計資料 學會查閱手冊和運用國家標準 機械基礎課程設計 4 2 2 高高速速級級齒齒輪輪設設計計 2 2 1 1 選選擇擇齒齒輪輪材材料料 熱熱處處理理方方式式 精精度度等等級級 考慮到減速器為一般機械配件 又要要求能成批量生產 則大小齒輪均選用45 號鋼 采用軟齒面 有表 8 2 得 小齒輪調質處理 齒面硬度硬度為217 225HBS 平均硬度為 236HBS 大齒輪正火處理 齒面硬度為162 217HBS 平均硬度為 190HBS 大 小齒輪齒面平均硬度差為46HBS 在 30 50HBS 范圍內 選用 8 級精度 2 2 2 2 初初步步計計算算傳傳動動主主要要尺尺寸寸 因為齒輪采用軟齒面閉式傳動 因此齒面會發(fā)生疲勞點蝕 則初步確定按齒面彎曲 疲勞強度設計傳動主要參數(shù)和尺寸 2 1 3 1 21 d EH dH Z Z Z Z KTu u 式中各參數(shù)為 1 小齒輪傳遞的轉矩 91826 92 6 1 1 1 9 55 10 n P T 6 6 25 9 55 10 650 mmN 2 設計時 因值未知 不能確定 故可初選載荷系數(shù)為 1 1 1 8 本題取 K t K 1 5 t K 3 由表 8 6 取得齒寬系數(shù)為 1 1 d 4 由表 8 5 查得彈性系數(shù) 189 8 E ZaMP 5 初選螺旋角 由圖 8 14 查得節(jié)點區(qū)域系數(shù) 2 46 0 12 H Z 6 齒數(shù)比 u 2 0 iI 機械基礎課程設計 1 7 初選 21 則 u 2 0 21 42 1 z 2 z 1 z 由式 8 1 得端面重合度 1 60 12 11 1 883 2 cos12 a zz 11 1 883 2 cos12 2142 a 由式 8 2 得軸面重合度 0 318 1 1 21 1 56 1 0 318tan d z tan12 由圖 8 15 查得重合度系數(shù) 0 79Z 8 有圖 8 24 查得螺旋角系數(shù) 0 99Z 9 許用接觸應力由式 8 26 算得 lim NH H Z S 由圖 8 28 e a 得接觸疲勞極限應力 610MPa 400MPa lim1H lim2H 小齒輪 1 與大齒輪 2 的應力循環(huán)次數(shù)為 60 60 650 1 0 2 8 250 8 1 248 1 N 1 n h aL 9 10 6 24 2 N 1 I N i 9 1 248 10 2 0 8 10 有圖 8 29 查得壽命系數(shù) 1 1 05 允許局部點蝕 由表 8 7 取安全系 1N Z 2N Z 數(shù) 1 H S 610MPa 1 H 1lim1NH H Z S 1 0 610 1 0 機械基礎課程設計 6 420MPa 2lim2 2 1 05 400 1 0 NH H H Z S 故取 2 420 HH MPa 初算小齒輪分度圓直徑 得 1t d 65 73mm 2 1 3 1 21 d EH t dH Z Z Z Z KTu u 2 2 3 3 確確定定傳傳動動尺尺寸寸 1 計算載荷系數(shù) 由表 8 3 查得使用系數(shù) 1 0 A K 因 2 24m s 11 d 60 1000 tn 65 73 650 60 1000 由圖 8 7 查得動載系數(shù) 1 1 K 由圖 8 11 查得齒向載荷分布系數(shù) 1 11K 由表 8 4 查得齒間載荷分配系數(shù) 1 2 K 故載荷系數(shù) K 1 1 1 1 11 1 2 1 47 A K K K K 2 對進行修正 因 K 與有較大的差距 故需對按值計算出的進行修正 1 d tt K t K 1 d t 即 65 2mm 3 3 11 1 47 65 73 1 5 t t K dd K 3 確定模數(shù) n m 3 04 則按表 8 1 取 3 0 0 1 1 cos65 2 cos12 21 n d m z n m 機械基礎課程設計 3 4 計算傳動尺寸 中心距 105 81mm 12 0 z 3 2142 2cos2 cos12 n m z a 圓整則為 106mm 則螺旋角a 12 475 12 3 2142 arcoscos 22 106 n m zz ar a 0 因為值與初選值相差不大 故不需要修正 故 128 8mm 2 2 0 3 42 coscos12 n m z d 則 71 74mm 21 b 1 1 1 65 2 dd 則取整 71mm 又 5 10 76mm 2 b 12 bb 2 2 4 4 校校核核齒齒根根彎彎曲曲疲疲勞勞強強度度 式中各參數(shù) 1 1 2 FFsF n KT Y YY Y bm d 1 值同前 1 n K T m d 2 齒寬76mm 2 bb 3 齒形系數(shù)和應力修正系數(shù) F Y s Y 當量齒數(shù) 22 44 51 23 1 1 330 21 coscos 12 v z z 2 2 330 42 coscos 12 v z z 由圖 8 19 查得 2 7 和 2 34 1F Y 2F Y 由圖 8 20 查得 1 57 和 1 71 1s Y 2s Y 4 由圖 8 21 查得重合度系數(shù) 0 73 Y 機械基礎課程設計 6 5 由圖 8 26 查得螺旋角系數(shù) 0 91 Y 6 許用彎曲應力可由式 8 29 算得 lim NF F F Y S 由圖 8 28 f b 查得彎曲疲勞極限應力 230MPa 175MPa lim1F lim2F 由圖 8 30 查得壽命系數(shù)1 0 12NN YY 由表 8 7 查得安全系數(shù) 1 25 故 F S 184MPa 140MPa 1lim1 1 NF F F Y S 1 0 230 1 25 2lim2 2 1 0 175 1 251 25 NF F Y 54 55MPa 1 111 1 2 FFs n FT Y Y Y Y bm d 1 F 51 49MPa 22 21 11 Fs FF Fs Y Y Y Y 2 F 則滿足齒根彎曲疲勞強度 機械基礎課程設計 9 3 3 大大齒齒輪輪結結構構尺尺寸寸的的確確定定 3 3 1 1 齒齒輪輪結結構構形形式式的的確確定定 齒頂圓直徑 42 2 3 132mm 200mm 則可以做成實心的結構 22 2 2 aa ddhzm 3 3 2 2 輪輪轂轂孔孔徑徑的的確確定定 大齒輪輪轂孔徑都是根據(jù)與空相配合的軸徑?jīng)Q定 此處按照扭矩初算軸徑 6 3 3 9 55 10 0 2 P P n dC n 式中 d 軸的直徑 軸剖面中最大扭轉剪應力 MPa P 軸傳遞的功率 kw n 軸的轉速 r min 許用扭轉剪應力 MPa C 有許用扭轉應力確定的系數(shù) 由表查 C 106 118 取 C 110 所以 23 39mm 6 3 3 9 55 10 0 2 P P n dC n 3 6 25 110 650 本方案中 軸徑上有一個鍵槽 應將軸徑增大5 即 24 56mm 圓整則取 25mm23 39 1 5 h d h d 機械基礎課程設計 10 根據(jù) GB T 1096 2003 鍵的公稱直徑 輪轂上鍵槽的尺寸 8 7b h 8bmm 1 3 3tmm 3 3 3 3 齒齒輪輪結結構構尺尺寸寸的的確確定定 圖中 132mm 71mm a d 2 b 85 2 106 mm 取 95mm 2 1 2 1 5 bl l 1 6 h Dd 1 6 2540mm 機械基礎課程設計 11 4 參參數(shù)數(shù)附附表表 機械基礎課程設計 12 設設計計小小結結 機械基礎課程設計 13 齒輪傳動是機械傳動中應用最廣泛的一種傳動方式 其主要特點是 瞬時傳動比 恒定 傳動效率高 可達98 99 工作可靠 使用壽命長 結構緊湊 適用范圍 大 傳遞功率可以從小于1W 到數(shù)萬 kW 圓周速度可以從很小到300m s 應用 于不同的設備上的齒輪 其型號不同 則其加工精度不同 對其設計的要求也不同 可以說齒輪傳動的設計 不是僅僅簡單的計算一些參數(shù)就可以 我們還可以從中學帶 很多知識 經(jīng)過自己的實際參與設計 使自己也了解到了機械零件從基本尺寸的設計 材料的選擇 到受力的分析及強度校核 從中學習到一些設計的基本知識 為以后的 課程設計打下了一些基本的知識 在這次設計中進一步培養(yǎng)了工程設計的獨立能力 樹立正確的設計思想 掌握常 用的機械零件設計的方法和步驟 要求綜合的考慮使用經(jīng)濟工藝性等方面的要求 確 定合理的設計方案 真正做到了學以致用 同時在本次設計過程中也充分的認識到自己 在知識理解和接受能力方面的不足 特別是自己的系統(tǒng)的自我學習能力的欠缺 將更一步加 強 機械基礎課程設計 14 大