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: 机电工程学院 班号: * 姓名: * 日期: 2013 年 10 月 3 日 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
2、度为 217 225HBS，平均硬度 236HBS；:大齿轮调质处理，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s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
3、齿顶时的齿根应力折算为载荷作用于Y单对齿啮合区上界点时的齿根应力系数许用齿根弯曲应力F1.小齿轮传递的转矩 1T6119.50Pn12mP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10.972.910.97.2dPkW故 6611 .1.5.5045079/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 21.7.1Zi圆整后，取 此时传动比误差：295095.217|1%|0.%
4、i5.齿形系数 和应力修正系数FYsY由教材图 6.20 查得齿形系数 ，12.97F2.F由教材图 6.21 查得应力修正系数 ，1.5sY21.78s6.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0.750.5.268Y7.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
5、表 6.7，取安全系数 .5S小齿轮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.hNna725.37i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.1FF1.7450.26sFY12.91.93sF2.780.2sFY所以 1.96ssF8.初算模数按齿根弯曲疲劳强度的设计计算公式得： 133221.4507.30.196.82FstdKT
6、YmZ对于开式齿轮传动，为考虑齿面磨损，要将计算所得模数 m 增大 10%15%,故:.8(5%).t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 1.0AK113.42794/2.837m/s6006dnmzv由教材图 6.7 得动载荷系数 .0v由教材图 6.12 得齿向载荷分布系数 1.2K由教材表 6.4 得齿间载荷分布系数 ，则.06.1.306AvK2.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1
7、.4.dz259237m1.0.5db取 ， 。14m28五、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).4.5aadhzm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，轴颈上有一个键槽
8、，应将轴径增大 5%，即.74(15%)4.7将计算尺寸圆整，取 。3dm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 ， 。10b15.38.t3.齿轮结构尺寸的确定小齿轮主要尺寸：， ， ；35hdm4b24.5adm，取 ；1.6.06D16D；227.5a，取 ；01.5()(25)387m014Dm，取 ；kLd:=4.0L，取 ；(.23)9cbm1c，取 ；056.100，取 ；021.5()0.5(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
