机械设计齿轮传动[机械大作业齿轮传动]

机械设计齿轮传动[机械大作业齿轮传动]

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

系别机械设计制造及其自动化

班号

姓名

日期2014年月日

哈尔滨工业大学

机械设计作业任务书

题目齿轮传动设计

设计原始数据：

图1带式运输机

带式运输机的传动方案如图1所示，机器工作平稳、单向回转、成批生产，其他数据见表1。

目录

1.计算传动装置的总传动比i并分配传动比 (4)

1.1总传动比 (4)

1.2分配传动比.....................................................................42.计算传动装置各轴的运动和动力参数 (4)

2.1各轴的转速 (4)

2.2各轴的输入功率 (4)

2.3各轴的输入转矩 (5)

3.齿轮传动设计 (5)

3.1选择齿轮材料、热处理方式和精度等级 (5)

3.2初步计算传动主要尺寸 (5)

3.3计算传动尺寸 (7)

3.4校核齿面接触疲劳强度 (8)

3.5计算齿轮传动其他尺寸 (8)

3.6齿轮的结构设计 (9)

3.7大齿轮精度设计 (10)

4.参考文献 (13)

一、计算传动装置的总传动比i∑并分配传动比

1.总传动比为

i∑=nm960==10.67nw90

2.分配传动比

由于i1为1.8，所以

i2=i∑10.67==5.926i11.8

二、计算传动装置各轴的运动和动力参数

1.各轴的转速

1轴n1=nm=960r/min

2轴n2=n1960r/min==533.33r/mini11.8

n2533.33r/min=≈90r/mini25.9263轴n3=

卷筒轴nw=n3=90r/min

2.各轴的输入功率

1轴P1=Pd=3kW

2轴P2=Pη1=3⨯0.96=2.88kW1

3轴P3=P2η2η3=2.88⨯0.98⨯0.97=2.74kW

卷筒轴PkW3η2η4=2.74⨯0.98⨯0.99=2.656卷=P

上式中：η1————普通带传动传动效率；

η2————一对滚子轴承的传动效率；

η3————8级精度的一般传动齿轮的传动效率；

η4————齿轮联轴器的传动效率。

均由参考文献[1]表9.1查得这些值。

3.各轴的输入转矩

电动机轴的输出转矩Td为

Td=9.55⨯106Pd3kW=9.55⨯106⨯=2.98⨯104N⋅mmnm960r/min

所以：1轴T1=Td=2.98⨯104N⋅mm

2轴T2=T1η1i1=2.98⨯104⨯0.96⨯1.8=5.16⨯104N⋅mm

3轴

T3=T2η2η3i2=5.16⨯104⨯0.98⨯0.97⨯5.926=2.91⨯105N⋅mm

卷筒轴T卷=T3η2η4=2.91⨯105⨯0.98⨯0.99=2.82⨯105N⋅mm

将上述计算结果汇总与下表：

三、齿轮传动设计

1.选择齿轮材料、热处理方式和精度等级

考虑到带式传输机为一般机械，故大、小齿轮均用45钢，采用

软齿面，由参考文献[2]表6.2得：小齿轮调质处理，齿面硬度为

217~255HBW，平均硬度为236HBW；大齿轮为正火处理，齿面硬度为162~217HBW，平均硬度为190HBW。题目已给出精度等级为8级。

2.初步计算传动主要尺寸

由于是软齿面开式传动，主要失效形式为齿面磨损，故按照齿根弯曲强度进行设计。

由参考文献[2]式6.13得

m≥2KT2YFYSYε2[σ]φdz1F

式中各参数为：

1）z1为小齿轮齿数，初取z1=17，则z2=z1i2=17⨯5.926=101。

2）小齿轮传递的扭矩为

T2=T1η1i1=2.98⨯104⨯0.96⨯1.8=5.16⨯104N⋅mm。

3）K为载荷系数，初取Kt=1.3。

4）由参考文献[2]式6.1得重合度

εa=1.88-3.2(1111+)=1.88-3.2⨯(+)=1.66z1z217101

由参考文献[2]图6.22查得重合度系数Yε=0.7。

5）由于是是悬臂布置，由参考文献[2]表6.6查得φd=0.3。

6）齿形系数YF和应力修正系数Ys

由参考文献[2]图6.20查得YF1=2.95，YF2=2.2；由图6.21查

得Ys1=1.52，YS2=1.85。

7）许用弯曲应力可由参考文献[2]式6.29计算得到，即

[σ]F=YNσFlim算得。SF

由图6.29查得接触疲劳极限应力

σFlim1=240MPa,σFlim2=170MPa，由表6.7查得安全系数SF=1.25。

小齿轮和大齿轮的应力循环次数分别为

N1=60n1aLh=60⨯533.33⨯1.0⨯1⨯8⨯250⨯8=5.12⨯108

N15.12⨯108

N2===8.64⨯107i25.926

由图6.32查得寿命系数YN1=YN2=1.0。

故许用弯曲应力

[σ]F1=YN1σFlim11⨯240==192MPaSF1.25

[σ]F2=YN2σFlim21⨯170==136MPaSF1.25

YF1YS12.95⨯1.52==0.0234[σ]F1192YF2YS22.2⨯1.85==0.0299 [σ]F2136

所以

初算模数mt

2KT2YFYSYε2⨯1.3⨯5.16⨯104mt≥=⨯0.0299⨯0.7mm=3.19mm0 .3⨯172φdz12[σ]FYFYSYF2YS2==0.0299[σ]F[σ]F2

3.计算传动尺寸