2023年齒輪傳動設計-哈工大機械設計

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HarbinInstituteofTechnology

機械設計大作業(yè)說明書

大作業(yè)名稱：齒輪傳動設計

設計題目：5.1.2

班級：1208108

設計者：

學號：

指導老師：吳偉國、古樂

設計時光：2022.11.04

哈爾濱工業(yè)高校

名目

齒輪設計任務書(1)

一挑選齒輪材料、熱處理工藝及精度等級(1)

二傳動裝置的運動和動力參數(shù)設計(2)

三挑選齒輪材料、熱處理方式、精度等級(3)

四初步計算傳動主要尺寸(4)

五計算傳動尺寸(7)

六大齒輪結構尺寸確實定(8)

七

一、機械設計作業(yè)任務書

1.設計題目：齒輪傳動設計

2.設計結構簡圖

3.設計原始數(shù)據(jù)

機器工作平穩(wěn)，單向回轉(zhuǎn)，成批生產(chǎn)

計劃Pd（KW）(/min)mnr

(/min)wnr

1i

軸承座中

心高H（mm）

最短工作年限L工作環(huán)境5.1.249601002

180

3年3班

室外有塵

三、挑選齒輪材料、熱處理方式、精度等級

帶式輸送機為普通機械，且要求成批生產(chǎn)，故毛坯需選用模鍛工藝，起模斜度為1:10。

45

由

I軸

11ppη=

其中1η-V帶傳動效率，由

四、初步計算傳動主要尺寸

由于齒輪采納軟齒面開式傳動，開式齒輪傳動的主要失效形式是齒面磨損，因此初步確

定按齒根彎曲疲勞強度設計齒輪傳動主要參數(shù)和尺寸。齒根彎曲疲勞強度設計公式

13

2

12[]FsdF

YYYKTmzε

φσ≥

?式中FY——齒形系數(shù)，反映了輪齒幾何外形對齒根彎曲應力Fσ的影響

sY——應力修正系數(shù)，用以考慮齒根過度圓角處的應力集中和除彎曲應力以外的其它

應力對齒根應力的影響。

Yε——重合度系數(shù)，是將所有載荷作用于齒頂時的齒根應力折算為載荷作用于單對齒

嚙合區(qū)上界點時的齒根應力系數(shù)

[]F

σ——許用齒根彎曲應力

1.小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩1T由上一步可知：

mmNmmNiTTd??=???==4

1110

64.7296.067.39791

ηⅠ

2.載荷系數(shù)tK確實定

設計時，tK=1.1-1.8，本題初選選tK=1.33.齒寬系數(shù)dφ確實定

初步設計齒輪在軸承上為非對稱布置，軟齒面，由

4.齒數(shù)的初步確定

初選小齒輪1z=21設計要求中齒輪傳動比8.4100

29601=?=

?=w

mnini

故

8.100218.412=?=?=ziz

圓整后，取1012=Z此時傳動比誤差

%5%198.0|8

.421101

8.4|

%100||

≤=-

=?-=i

iiε

5.齒形系數(shù)FY和應力修正系數(shù)sY

由

當齒輪雙側工作時圖中時值乘以0.7

FS——平安系數(shù)；

與疲勞點蝕相比，斷齒的后果要嚴峻一些。所以，普通取FS=1.25

由

[][]0279

.02

2

21

1

1==

FsFFsFYYYYσσ

8.初算模數(shù)

[]966

.20279.021

0.170

.017.756043.1223

2

3

2

1

1=?????=

?

≥

F

s

FdtYYZYKTmσφε

對于開式齒輪傳動，為考慮齒面磨損，要將上式計算出來的模數(shù)m后，增大10%~15%，故

410.3%)151(966.2=+?≥tm

五、計算傳動尺寸

1.計算載荷系數(shù)K

設計要求機器工作平穩(wěn)，由

所以

mmmzd5.73215.311=?==

mmmz

d5.3531015.32

2=?==

5.735.730.11=?=?=dbdφmmmmbbmmbb80)105(,74212=-+===

六、大齒輪結構尺寸確實定

1.齒輪結構型式確實定

齒頂圓直徑mmmmmzhddaa5005.3605.3)2101()2(222<=?+=+=+=

為節(jié)省材料，采納鍛造腹板式結構。（模鍛)2.輪轂孔徑確實定

大齒輪輪轂孔徑是按照與孔相協(xié)作的軸徑確定，按扭矩初算軸徑，

[]

3

3

6

2.010

55.9n

PCnPd?=?≥

τ

式中d——軸的直徑；

τ——軸剖面中最大扭轉(zhuǎn)剪應力，MPa；

P——軸傳遞的功率，kW；n——軸的轉(zhuǎn)速，r/min;

[]τ——許用扭轉(zhuǎn)剪應力，MPa;

C——由許用扭轉(zhuǎn)剪應力確定的系數(shù)；

由

本計劃中，軸頸上有一個鍵槽，應將軸徑增大5%，即

mmd800.41%)51(810.39=+?=

根據(jù)GB2822-81的aR20系列圓整，取d=40mm。

按照GB/T1096—1990，鍵的公稱尺寸812?=?hb，輪轂上鍵槽的尺寸b=12mm

13.3tmm=

3.齒輪結構尺寸確實定

自由鍛

mmd40=，mmb74=

mmdD64406.16.11=?=≈

mmmdDa5.3255.3105.360102=?-=-≈取326mmmmdLdL605.1)5.1~2.1(===取取74mmbc)3.0~2.0(=取mmbc5.1825.0==，取19mmmmcr5.9195.05.0=?==

mmDDD75.194)