哈工大機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)4齒輪傳動(dòng)5.1.4

HarbinInstituteofTechnology機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)說(shuō)明書大作業(yè)名稱：機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)設(shè)計(jì)題目：齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)班級(jí)：1設(shè)計(jì)者：學(xué)號(hào)：112指導(dǎo)教師：張鋒設(shè)計(jì)時(shí)間：哈爾濱工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)帶式傳輸機(jī)中的齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：帶式傳輸機(jī)的傳動(dòng)方案如下圖，機(jī)器工作平穩(wěn)、單向回轉(zhuǎn)、成批生產(chǎn)，其它數(shù)據(jù)見(jiàn)表。帶式傳輸機(jī)中齒輪傳動(dòng)的數(shù)據(jù)方案電動(dòng)機(jī)工作功率Pd/kW電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm/(r/min)工作機(jī)的轉(zhuǎn)速nw/(r/min)第一級(jí)傳動(dòng)比i1軸承座中心高H/mm最短工作年限工作環(huán)境2.2940802.11605年2班室內(nèi)清潔目錄1.選擇齒輪材料、熱處理方式、精度等級(jí)12.初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸1〔1〕小齒輪傳遞的扭矩2〔2〕確定載荷系數(shù)K2〔3〕確定齒寬系數(shù)2〔4〕初步確定齒輪齒數(shù)3〔5〕確定齒形系數(shù)、應(yīng)力修正系數(shù)3〔6〕確定重合度系數(shù)3〔7〕確定許用彎曲應(yīng)力3〔8〕初算模數(shù)53.確定傳動(dòng)尺寸5〔1)計(jì)算載荷系數(shù)K5〔2)修正模數(shù)m6〔3〕計(jì)算傳動(dòng)尺寸64.確定大齒輪結(jié)構(gòu)尺寸6〔1〕齒輪結(jié)構(gòu)型式確實(shí)定7〔2〕輪轂孔徑確實(shí)定7〔3〕齒輪結(jié)構(gòu)尺寸確實(shí)定8參考文獻(xiàn)81.選擇齒輪材料、熱處理方式、精度等級(jí)帶式輸送機(jī)為一般機(jī)械，且要求成批生產(chǎn)，故毛坯需選用模鍛工藝，大小齒輪均選用45號(hào)鋼，采用軟齒面。由參考文獻(xiàn)[2]表6.2查得：小齒輪調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為217~255HBW，平均硬度236HBW；大齒輪正火處理，齒面硬度162~217HBW，平均硬度190HBW。大、小齒輪齒面平均硬度差為46HBW，在30~50HBS范圍內(nèi)，選用8級(jí)精度。2.初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸因?yàn)辇X輪采用軟齒面開式傳動(dòng)，齒面磨損是其主要失效形式。由于目前對(duì)于齒面磨損還無(wú)完善的計(jì)算方法，因此通常按齒根疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后考慮磨損的影響，一般將算的模數(shù)增大10%~15%之后再取標(biāo)準(zhǔn)值，之后無(wú)需再對(duì)齒輪進(jìn)行接觸疲勞強(qiáng)度校核。下面初步確定按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)和尺寸。齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式：式中：——齒形系數(shù)，反映了輪齒幾何形狀對(duì)齒根彎曲應(yīng)力的影響；——應(yīng)力修正系數(shù)，用以考慮齒根過(guò)度圓角處的應(yīng)力集中和除彎曲應(yīng)力以外的其它應(yīng)力對(duì)齒根應(yīng)力的影響；——重合度系數(shù)，是將全部載荷作用于齒頂時(shí)的齒根應(yīng)力折算為載荷作用于單對(duì)齒嚙合區(qū)上界點(diǎn)時(shí)的齒根應(yīng)力系數(shù)；——許用齒根彎曲應(yīng)力。式中各參數(shù)為：〔1〕小齒輪傳遞的扭矩式中： ——帶輪的傳動(dòng)效率；——對(duì)滾動(dòng)軸承的傳遞的功率。由參考文獻(xiàn)[1]表9.1查得，取，，代入上式，得:由V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可得，V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為2，故小齒輪轉(zhuǎn)速可由如下公式求得：所以：〔2〕確定載荷系數(shù)K設(shè)計(jì)時(shí)由于值未知，不能確定，故可初選=1.1~1.8，這里初選=1.4。〔3〕確定齒寬系數(shù)初步設(shè)計(jì)齒輪在軸承上為非對(duì)稱布置，軟齒面，由參考文獻(xiàn)[2]表6.6查得，選取齒寬系數(shù)?！?〕初步確定齒輪齒數(shù)初選小齒輪齒數(shù)。齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比，故：取，傳動(dòng)比。此時(shí)傳動(dòng)比誤差〔5〕確定齒形系數(shù)、應(yīng)力修正系數(shù)由參考文獻(xiàn)[2]圖6.20得齒形修正系數(shù)，由參考文獻(xiàn)[2]圖6.21得應(yīng)力修正系數(shù)，〔6〕確定重合度系數(shù)對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)外嚙合齒輪傳動(dòng)，端面重合度將，代入上式得由參考文獻(xiàn)[2]式6.14得重合度系數(shù)〔7〕確定許用彎曲應(yīng)力式中：——記入了齒根應(yīng)力修正系數(shù)之后,試驗(yàn)齒輪的齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力。由參考文獻(xiàn)[2]圖6.29查得彎曲疲勞極限應(yīng)力：，——平安系數(shù)；與疲勞點(diǎn)蝕相比，斷齒的后果更為嚴(yán)重。所以，一般取=1.25。小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)可按下式計(jì)算式中：n——齒輪轉(zhuǎn)速，r/min；a——齒輪轉(zhuǎn)一周，同一側(cè)齒面嚙合的次數(shù)；——齒輪的工作壽命，h〔小時(shí)〕。大、小齒輪均為單側(cè)齒面工作，故a=1。由于5年2班制，故。，代入數(shù)值，分別有：由參考文獻(xiàn)[1]圖6.32得，彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)。故許用彎曲應(yīng)力：由于計(jì)算m時(shí)，取的最大值，故〔8〕初算模數(shù)對(duì)于開式齒輪傳動(dòng)，為考慮齒面磨損，要將上式計(jì)算出來(lái)的模數(shù)m后，增大10%~15%，取15%，得故。設(shè)計(jì)時(shí)取3.確定傳動(dòng)尺寸〔1〕計(jì)算載荷系數(shù)K設(shè)計(jì)要求機(jī)器工作平穩(wěn)，由參考文獻(xiàn)[2]表6.3查得使用系數(shù)。由參考文獻(xiàn)[2]圖6.7查得動(dòng)載荷系數(shù)。由參考文獻(xiàn)[2]圖6.12得齒向載荷分布系數(shù)。由參考文獻(xiàn)[3]表8.6查得運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性精度等級(jí)為9級(jí)，再由參考文獻(xiàn)[2]表6.4得齒間載荷分布系數(shù)，那么〔2〕修正模數(shù)m由參考文獻(xiàn)[2]表6.1，圓整取第一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)?！?〕計(jì)算傳動(dòng)尺寸中心距對(duì)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，圓整中心距的方法有兩種，即采用變位齒輪和改變m和z的搭配。當(dāng)z變化后，傳動(dòng)比會(huì)有變化，但對(duì)傳動(dòng)比準(zhǔn)確性要求不高的機(jī)械，是允許的。中心距要求按0,5結(jié)尾來(lái)圓整，可取，，那么傳動(dòng)比。此時(shí)傳動(dòng)比誤差是允許的所以：齒寬應(yīng)圓整，故取取，4.確定大齒輪結(jié)構(gòu)尺寸〔1〕齒輪結(jié)構(gòu)型式確實(shí)定齒頂圓直徑由于采用模鍛工藝，查參考文獻(xiàn)[2]圖6.45可知，選擇鍛造腹板式齒輪結(jié)構(gòu)?！?〕輪轂孔徑確實(shí)定大齒輪輪轂孔徑是根據(jù)與孔相配合的軸徑確定，此處按照扭矩初算軸徑式中 d——軸的直徑；——軸剖面中最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，MPa； P——軸傳遞的功率，kW； n——軸的轉(zhuǎn)速，r/min;——許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，MPa;C——由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)；根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表9.4查得C=118～106，取C=118，所以本方案中，軸頸上有一個(gè)鍵槽，應(yīng)將軸徑增大5%，即按照的系列圓整，取。根據(jù)，鍵的公稱尺寸，輪轂上鍵槽的尺寸，?！?〕齒輪結(jié)構(gòu)尺寸確實(shí)定由參考文獻(xiàn)[2]圖6.45得：；；；，??；，?。?；?。蝗?，??；，??；，?。?。參考文獻(xiàn)[