哈工大机械设计大作业--齿轮传动设计5.3.4(绝对完美版).docx
HarbinInstituteofTechnology齿轮棒动段计计说明书课程名称：机程设计设计题目：齿轮传动设计院系：能一科学与工程学院费级：设计者：学号：指导教师：曲建俊设计时间：哈尔滨工业大学目录一、设计题目2二、选择齿轮材料、热处理方式、精度等级2三、初步计算传动主要尺寸3四、确定传动尺寸4五、校核齿根弯曲疲劳强度5六、计算齿轮传动其他尺寸6七、大齿轮结构设计7八、参考文献8一、设计题目1.1设计题目：设计绞车带棘轮制动器)中的齿轮传动1.2传动方案如下列图所示：1.3数据：万案电动机工作功率EjkW电动机满载转速"n,(rmin)工作机的转速*“,/(rmin)第一级传动比("轴承座中心高W/mm最短工作年限FC5.3.44.09156032208年3班25%注：FC-电动机额定负载时间持续率。二、选择齿轮材料、热处理方式、精度等级考虑到绞车(带棘轮制动器)为一般机械，故大、小齿轮均选用45钢，采用软齿面。由参考文献表8.2查得：小齿轮调质处理，齿面硬度为217255HBW,平均硬度236HBW:大齿轮正火处理，齿面硬度162217HBW,平均硬度190HBW。大、小齿轮齿面平均硬度差为46HBW。大、小齿轮均选用8级精度设计。三、初步计算传动主要尺寸因为齿轮采用软齿面闭式传动，齿面疲劳点蚀是其最主要的失效形式，故按齿面接触疲劳强度进行设计。齿面接触疲劳强度的设计公式：式中各参数为：(1)小齿轮传递的转矩式。式中%-V带传动的传动效率；2滚动轴承的传动功率；由参考文献表9.1可知7=0.96,%=098,带入上式可得：故(2)设计时，因V值未知，Kr不能确定，故可初选载荷系数K,=1.11.8,此题初取K1=1.3o(3)由参考文献1表8.6取齿宽系数由=1.0。(4)由参考文献1表8.5查得弹性系数ZE=IS9.8碗。(5)由参考文献1图8.14查得节点区域系数Z"=2.5o(6)齿数比“=胆=5.083。60(7)初选z=24,那么N?=z=24x5.083=121.99,取Zz=122°由参考文献1式(8.1)得由表参考文献1图8.15得重合度系数Z,=0.861O(8)许用接触应力可由参考文献1式(8.26)wZNb"im算得由参考文献1图8.28(e)、(a)得接触疲劳极限应力。川而1=57GMPa,ttlm2390MPa。由参考文献1表8.7,取平安系数S"=1.0。小齿轮1与大齿轮2的应力循环次数分别为由参考文献1图8.29查得寿命系数ZNl=Lo2,Zjv2=1.12允许局部点蚀),那么故取Mh=-w,=436.8MPa初算小齿轮1的分度圆直径乙，得j2K,T.u±l(ZeZhZ£X2×1.3l17831.35.083+1f189.8×2.5×0.861J-Eo5.083436.8四、确定传动尺寸(1)计算载荷系数K。由参考文献1表8.3查得使用系数KA=L25。齿轮线速度如下式由参考文献1图8.7查得动载系数KIZ=1.1；=68.45mm由参考文献1图8.11查得齿向载荷分布系数0,=1.06；由参考文献1表8.4查得齿间载荷分配系数Ka=I.1。故载荷系数(2)对4,进行修正。因K与K,有较大差异，故需要对按£值计算出的4,进行修正，即(3)确定模数切o按参考文献1表8.1,取机=3"""。(4)计算传动尺寸。中心距改变"J、Z的搭配，圆整中心距，取Z=24,z2=120m=3mm»那么允许F=型=5,I当=66%<5%,24川I5由仇=勿4=1°x73.357=73.357mm,取&=74胃。又=仇+(510»廿，取么=8O"t7?o五、校核齿根弯曲疲劳强度式中各参数：(1)K、7；、机、4值同前。(2)齿宽b=&=74m。(3)齿形系数YF和应力修正系数工。由参考文献1图8.19查得=2.65,Yf2=25。由参考文献1图&20查得=158,2=1.82。(4)由参考文献1图8.21查得重合度系数%=0.71。(5)许用弯曲应力可由参考文献1式(8.29)bh=4也算得。由参考文献1图8.28(f)、(b)查得弯曲疲劳极限应力Stad=220M&,>hn2=170M&由参考文献1图8.30查得寿命系数v=%2=l0。由参考文献1表8.7查得平安系数SF=I.25,故满足齿根弯曲疲劳强度要求。六、计算齿轮传动其他尺寸1)对于小齿轮：分度圆直径4=wz=3×24=72nn；齿顶高=h：m=1×3=3nvn；齿根高/=(“+c=(1+0.25)×3=3.75mm；齿顶圆直径dm=4+2%=72+2x3=78"s：齿根圆直径d/=d-2hfl=72-2×3.75=64.5；小齿轮齿宽4=80"U"O(2)对于大齿轮:分度圆直径心="忆2=3X120=360""；齿顶高2=力;加=1×3=3z?wz；齿根高=(力；+c>2=(1+0.25)×3=3.75mm；齿顶圆直径da2=4+2九门=360+2x3=368加"；齿根圆直径=d.-2C=360-2×3.75=352.5mm；大齿轮齿宽打=74""77O七、大齿轮结构设计(1)齿轮结构形式确实定由于齿顶圆直径42=d2+2%=%0+2x3=368"""<500叫为了减少质量和节约材料，采用锻造腹板式结构。为降低本钱、提高效率、适于批量生产，采用模锻的加工方法，起模斜度为1：10。轮毂孔径确实定大齿轮轮毂孔径是根据与孔相配合的轴径确定，此处按照扭矩初算轴径由参考文献1表102查得C=126103,由于齿轮不装在轴端部，故取C=I25。由参考文献2由表9.1查得8级精度的一般齿轮传动效率小=0.97,那么所以考虑到键槽削弱轴的强度，而轴和大齿轮连接时用键连接，轴和联轴器连接时用键连接，即轴颈上有2个键槽，故应将轴径增大10%,那么根据参考文献2表9.4,按标准G8/72822-2005的凡,20系列圆整，取d=56"""。根据参考文献2表11.28,键的公称尺寸6x/z=16xl0,采用普通平键连接，那么轮毂上键槽的尺寸h=16±0.037un,G=4.3产mm。(3)齿轮结构尺寸确实定dk=56/WM；D116djk=1.6×56=89.6mm；D2»da-IOm=368-10×3=338mm；1.=(1.21.5Ma=(1.21.5)x56=67.2"Mmm,取L=80"；c=(0.20.3»=(0.20.3)×74=14.8""7?22.2，咖，取C=IGfnm；r=0.5C=0.5×16=8，w；£>o0.5(D1+D2)=0.5×(89.6+338)=213.8mm；40.25(D2-Ol)=0.25×(338-89.6)=621“；d=(2.54.=(2.54)x3=75mmYlminIOmm,取品=1Omm齿轮零件工作图见A2图纸。八、参考文献1王黎钦，陈铁鸣.机械设计.6版.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2023.7张锋，古乐.机械设计课程设计.5版.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2023.8张锋，宋宝玉.机械设计大作业指导书.北京：高等教育出版社，2023.10
