齿轮及轴系零件结构大作业
齿轮机构作业及答案
第5章 思考题5-1 齿轮传动要匀速、连续、平稳地进行必须满足哪些条件?答 齿轮传动要均匀、平稳地进行，必须满足齿廓啮合基本定律．即i 12=ω1/ω2=O 2P ／O 1P ，其中P 为连心线O 1P 2与公法线的交点。
齿轮传动要连续、平稳地进行，必须满足重合度ε≥l ，同时满足一对齿轮的正确啮合条件。
5-2渐开线具有哪些重要的性质?渐开线齿轮传动具有哪些优点? 答：参考教材。
5-3具有标准中心距的标准齿轮传动具有哪些特点?答 若两齿轮传动的中心距刚好等于两齿轮节圆半径之和，则称此中心距为标准中心距．按此中心距安装齿轮传动称为标准安装。
（1)两齿轮的分度圆将分别与各自的节圆重合。
(2)轮齿的齿侧间隙为零。
(3)顶隙刚好为标准顶隙，即c=c*m=O.25m 。
5-4何谓重合度?重合度的大小与齿数z 、模数m 、压力角α、齿顶高系数h a *、顶隙系数c*及中心距a 之间有何关系?答 通常把一对齿轮的实际啮合线长度与齿轮的法向齿距p b 的比值εα。
称为齿轮传动的重合度。
重合度的表达式为：εα=[z 1(tan αal —tan α’)±z 2(tan αa2-tan α’)/2π由重合度的计算公式可见，重合度εα与模数m 无关．随着齿数z 的增多而加大，对于按标准中心距安装的标准齿轮传动，当两轮的齿数趋于无穷大时的极限重合度εα=1.981 此外重合度还随啮合角α’的减小和齿顶高系数h a *的增大而增大。
重合度与中心距a 有关(涉及啮合角α’)，与压力角α、顶隙系数c*无关。
5-5 齿轮齿条啮合传动有何特点?为什么说无论齿条是否为标准安装，啮合线的位置都不会改变?答 由于不论齿条在任何位置，其齿廓总与原始位置的齿廓平行．而啮合线垂直于齿廓，因此，不论齿轮与齿条是否按标准安装，其啮合线的位置总是不变的，节点位置确定，齿轮的节圆确定；当齿轮与齿条按标准安装时，齿轮的分度圆应与齿条的分度线相切。
哈尔滨工业大学机械设计大作业5轴系部件5.1.1
Harbin Institute of Technology机械设计大作业说明书轴系部件设计课程名称：机械设计设计题目：轴系部件设计院系：能源科学与工程学院班级： 1202101班设计者：滕令凯指导教师：曲建俊学号： 1120200605设计时间： 2014-12-02哈尔滨工业大学目录机械设计作业任务书................................ - 1 -1选择材料，确定许用应力........................... - 2 -2按扭转强度估算轴径............................... - 2 -3设计轴的结构 .................................... - 2 -4轴的受力分析 .................................... - 4 -4.1画轴的受力简图.............................. - 4 -4.2计算支承反力................................ - 4 -4.3画弯矩图 ................................... - 5 -4.4画转矩图 ................................... - 5 -5校核轴的强度 .................................... - 6 -6轴的安全系数校核计算............................. - 7 -7校核键连接的强度................................. - 8 -8校核轴承的寿命................................... - 9 -8.1计算当量动载荷.............................. - 9 -8.2校核寿命 ................................... - 9 -9轴上其他零件设计................................ - 10 -10轴承座结构设计................................. - 10 -11轴承端盖（透盖）............................... - 10 -12参考文献 ...................................... - 10 -哈尔滨工业大学机械设计大作业任务书题目 ___轴系部件设计___ 设计原始数据：传动方案如图5.1图5.11选择材料，确定许用应力通过已知条件和查阅相关的设计手册得知，该传动机所传递的功率属于中小型功率。
机械原理大作业2_齿轮机构分析
Harbin Institute of Technology机械原理大作业三题目：齿轮传动设计院系：机电工程学院班级：姓名：学号：哈尔滨工业大学1、设计题目如图所示机械传动系统，运动由电动机1输入，经过机械传动系统变速后由圆锥齿轮16输出三种不同的转速，据下表中的原始数据，设计该传动系统。
序号电机转速（r/min）输出轴转速（r/min）带传动最大传滑移齿轮传动定轴齿轮传动2、传动比的分配计算电动机转速n=745r/min，输出转速n1=23 r/min，n2=29 r/min，n3=35 r/min，带传动的最大传动比i pmax=2.8,滑移齿轮传动的最大传动比i vmax=4.5，定轴齿轮传动的最大传动比i dmax=4.5。
根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为i1=n/n1=745/35=21.286,i2=n/n2=745/29=25.690,i3=n/n3=745/23=32.391,传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实现。
设带传动的传动比为i pmax=2.8，滑移齿轮的传动比为i v1, i v2 和i v3, 定轴齿轮传动的传动比为i f，则总传动比i1= i pmax*i v1*i f,i2= i pmax*i v2*i f,i3= i pmax*i v3*i f,令i v3=i vmax=4.5，则可得定轴齿轮传动部分的传动比i f=i3/(i pmax*i vmax)= 32.391/(2.8*4.5)= 2.571,滑移齿轮传动的传动比i v1 =i1/(i pmax*i vmax) =21.286/(2.8*2.571)= 2.957i v2 =i2/(i pmax*i vmax) =25.690/(2.8*2.571)= 3.569定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为id=3√i f= 3√2.571 =1.370 小于等于 i pmax = 43、设定齿轮齿数及基本参数根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、7、8、9和10为角度变位齿轮，其齿数：z5 = 13，z6 = 38，z7 = 11，z8 =39，z9 = 9，z10 =40。
毕业设计 机械设计轴系部件大作业(完整版)
●与齿轮配合的轴段4
取d4=48mm,
l4=b-2=62-2=60mm
●轴环-轴段5
齿轮右端轴肩高 h=(0.07~0.1)d=3.36~4.8mm,取
d5=55mm，轴环长度为
l=1.4h=1.4(d5-d4)/2=1.4x(5548)/2=4.9mm,可取轴段5的长度 l5=10mm
●机体与轴段2，3，6的长度
轴承部件设计习题课
轴承部件设计过程主要包括： 1. 初估轴径： 2. 轴的结构设计： 3. 校核计算： （1）轴的强度；（2）键的强度；（3）轴承的寿命
4. 完成部件图设计：
5. 完成零件图设计(不做)。
轴承部件设计例题：
试设计斜齿圆柱齿轮减速器的输出轴轴承部件。
已知输出轴功率P=2.34 kW,转速n=76.5r/min，输出轴上的齿轮 模数 mn 2.5 mm，齿数Z=81，螺旋角β=12.63o ,齿宽b=62mm, 载荷平稳，单向转动，工作环境清洁，两班工作制，使用5年， 大批量生产。
齿轮所受径向力
齿轮所受轴向力
Fa Ft tan 2815.3tan12.63 630.8N
（2） 计算支承反力 在水平面
d Fr L3 Fa 1050.1 60.5 630.8 207.52 / 2 2 R1H 1066N L2 L3 60.5 60.5 R2H Fr R1H 1050.6 1066 15.4N
齿轮端面与机体间留有足够的间 距（ ≥箱体壁厚），取H=15mm. 轴承采用脂润滑，取轴承上靠近 机体内壁的端面与机体内壁间的
距离Δ=10mm，
轴承座应有足够的宽度L=δ（壁 厚）+C1（扳手空间）+C2（连 接边距）+（5~10） =8+18+16+8=50 mm。 调整垫片的厚度取为2mm。
哈工大机械设计大作业轴系部件设计完美版
（4）轴段1和轴段7：
轴段1和7分别安装大带轮和小齿轮，故根据大作业3、4可知轴段1长度 ，轴段7长度 。
（5）计算
， ，
， ，
4、轴的受力分析
4.1画轴的受力简图
轴的受力简图见图3。
4.2计算支承反力
传递到轴系部压轴力
带初次装在带轮上时，所需初拉力比正常工作时大得多，故计算轴和轴承时，将其扩大50%，按 计算。
图2
3.2选择滚动轴承类型
因轴承所受轴向力很小，选用深沟球轴承，因为齿轮的线速度小于2m/s，齿轮转动时飞溅的润滑油不足于润滑轴承，采用油脂对轴承润滑，由于该减速器的工作环境有尘，脂润滑，密封处轴颈的线速度较低，故滚动轴承采用唇形圈密封，由于是悬臂布置所以不用轴上安置挡油板。
3.3键连接设计
齿轮及带轮与轴的周向连接均采用A型普通平键连接，齿轮、带轮所在轴径相等，两处键的型号均为12 8GB/T 1096—1990。
4.4画转矩图……………………………………………………………6
五、校核轴的弯扭合成强度……………………………………………………8
六、轴的安全系数校核计算……………………………………………………9七、键的强度校核………………………………………………………………10
八、校核轴承寿命………………………………………………………………11
在水平面上：
在垂直平面上
轴承1的总支承反力
轴承2的总支承反力
4.3画弯矩图
竖直面上，II-II截面处弯矩最大， ；
水平面上，I-I截面处弯矩最大， ；
合成弯矩，I-I截面：
II-II截面： ；
竖直面上和水平面上的弯矩图，及合成弯矩图如图5.4所示
4.4画转矩图
机械原理大作业齿轮传动
机械原理大作业（三）作业名称：机械原理大作业设计题目：凸轮机构设计院系：机电工程学院班级： 1108102设计者：张修文学号： 11108103213指导教师：陈明设计时间： 2013年6月25日哈尔滨工业大学机械设计1、设计题目1.1机构运动简图1.2机械传动系统原始参数2、传动比的分配计算电动机转速n=745r/min，输出转速n1=27r/min，n2=31r/min，n3=37r/min，带传动的最大传动比i pmax=2.5,滑移齿轮传动的最大传动比i vmax=4，定轴齿轮传动的最大传动比i dmax=4。
根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为i1=n=745/27=27.593n1i2=n=745/31=24.032n2i3=n=745/37=20.135n3传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实现。
设带传动的传动比为i pmax =2.5，滑移齿轮的传动比为i v1、i v2和i v3，定轴齿轮传动的传动比为i f ，则总传动比i 1=i pmax i v1i f i 2=i pmax i v2i f i 3=i pmax i v3i f 令i v3=i vmax =4则可得定轴齿轮传动部分的传动比为i f=i 3i pmax ×i vmax=27.5932.5×4=2.759滑移齿轮传动的传动比 i v1=i 1i pmax ×i f= 24.0322.5×2.759=3.484i v2=i 2i pmax×i f =20.1352.5×2.759=2.919定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为i d =√i f 3=√2.7593=1.403 ≤i dmax =43、齿轮齿数的确定根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、7、8、9和10为角度变位齿轮，其齿数：z 5= 17，z 6= 68，z 7= 19，z 8= 66，z 9=22，z 10=63；它们的齿顶高系数h a ∗=1，径向间隙系数c ∗=0.25，分度圆压力角α=20°，实际中心距a ＇=86mm根据定轴齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮11、12、13和14为角度变位齿轮，其齿数：z 11=z 13=15，z 12=z 14=21。
机械原理大作业齿轮机构设计
机械原理大作业大作业：齿轮机构设计学生姓名：学号：指导教师：完成时间：齿轮机构运动简图1、传动比的分配计算电动机转速n=1450 r/min ，输出转速n 1= 15r/min ，n 2=21 r/min ，n 3=26 r/min ，带传动的最大传动比为max i p =2.5,滑移齿轮传动的最大传动比为vmax i =4，定轴齿轮传动的最大传动比为dmax i =4。
根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为1i =n/n 1=1450/15=96.6672i =n/n 2=1450/21=69.048 3i =n/n 3=1450/26=55.769传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实现。
设带传动的传动比为max i p ，滑移齿轮的传动比为1v i ，2v i ，3i v ，定轴齿轮传动的传动比为f i ，则总传动比1i =max i p 1v i f i =96.667 2i =max i p 2v i f i =69.048 3i =max i p 3i v f i =55.769 令3i v =4.0，max i p =2.5则由 1i =max i p 1v i f i =96.667可得定轴齿轮传动部分的传动比为f i =1i /（max i p 1v i ）=96.667/（2.5*4）=9.667则滑移齿轮传动的传动比为：1v i =1i /(max i p f i )=96.667/(2.5*9.667)=4.000 2v i =2i /(max i p f i )=69.048/(2.5*9.667)=2.857 3i v =3i /( max i p f i )=55.769/(2.5*9.667)=2.308 定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为d i =3f i =1.1204≤dmax i2、滑移齿轮传动齿数的确定根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求可选择5、6、7、8、9和10为角度变位齿轮,其齿数分别为： Z10=68，Z9=17，iv1=4.000 Z8=63，Z7=22，iv2=2.857 Z6=60，Z5=26，iv3=2.308齿顶高系数=1，径向间隙系数=0.25，分度圆压力角=20°实际中心距86mm,85mm,85mm 。
哈工大机械设计大作业轴系部件设计完美版
Harbin Institute of Technology课程设计说明书课程名称：机械设计设计题目：轴系部件设计院系：班级：设计者：学号：指导教师：郑德志设计时间：2014年11月哈尔滨工业大学目录一、选择轴的材料 (1)二、初算轴径 (1)三、轴承部件结构设计 (2)3.1轴向固定方式 (2)3.2选择滚动轴承类型 (2)3.3键连接设计 (2)3.4阶梯轴各部分直径确定 (3)3.5阶梯轴各部段长度及跨距的确定 (4)四、轴的受力分析 (5)4.1画轴的受力简图 (5)4.2计算支反力 (5)4.3画弯矩图 (6)4.4画转矩图 (6)五、校核轴的弯扭合成强度 (8)六、轴的安全系数校核计算 (9)七、键的强度校核 (10)八、校核轴承寿命 (11)九、轴上其他零件设计 (12)十、轴承座结构设计 (12)十一、轴承端盖（透盖） (13)参考文献 (13)一、 选择轴的材料通过已知条件和查阅相关的设计手册得知，该传动机所传递的功率属于中小型功率。
因此轴所承受的扭矩不大。
故选45号钢，并进行调质处理。
二、 初算轴径对于转轴，按扭转强度初算直径：d ≥√9.55×106P n10.2[τ]=C √P n13式中 d ——轴的直径；P ——轴传递的功率，kW ；n1——轴的转速，r/min;[τ]——许用扭转剪应力，MPa; C ——由许用扭转剪应力确定的系数；由大作业四知P =3.802kw所以：d ≥36.99mm本方案中，轴颈上有一个键槽，应将轴径增大5%，即d ≥36.99×(1+5%)=38.84mm按照GB2822-2005的a R 20系列圆整，取d =40 mm 。
根据GB/T1096—1990，键的公称尺寸b ×h =12×8，轮毂上键槽的尺寸 b=12mm ，1t =3.3mm 3、设计轴的结构3.1轴承机构及轴向固定方式因传递功率小，齿轮减速器效率高、发热小，估计轴不会长，故轴承部件的固定方式采用两端固定方式。
哈工大机械设计大作业-轴系部件-5.1.3
一、设计题目设计带式运输机中的齿轮传动：带式运输机的传动方案如下图所示，机器运行平稳、单向回转、成批生产，其他数据参见下方表格。
二、选择齿轮材料、热处理方式、精度等级考虑到带式运输机为一般机械，且仅有一级齿轮减速传动，故大、小齿轮均选用40Cr 合金钢，调质处理，采用软齿面。
大小齿面硬度为241~286HBW，平均硬度264HBW。
由要求，该齿轮传动按8级精度设计。
三、初步计算传动主要尺寸本装置的齿轮传动为采用软齿面开式传动，齿面磨损是其主要失效形式。
其设计准则按齿根疲劳强度进行设计，并考虑磨损的影响将模数增大10%~15%。
齿根弯曲疲劳强度设计公式;m≥2KT1ϕd z12∙Y F Y s Yε[σ]F 3式中Y F——齿形系数，反映了轮齿几何形状对齿根弯曲应力σF的影响。
Y s——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的其它应力对齿根应力的影响。
Yε——重合度系数，是将全部载荷作用于齿顶时的齿根应力折算为载荷作用于单对齿啮合区上界点时的齿根应力系数。
[σ]F——许用齿根弯曲应力。
1.小齿轮传递的转矩T1=9.55×106×P1 n1p1=η1η2P d根据参考文献[2]表9.1，取η1=0.96，η2=0.97。
由此P1=η1η2P d=0.96×0.97×3=2.7936KWT1=9.55×106×P1n1=9.55×106×2.79369602=55581N∙mm2.齿数Z的初步确定为了避免根切，选小齿轮z1=17，设计要求中齿轮传动比i=n1n w =960/2110=4.3636，故z2=i×z1=4.3636×17=74.1818，取z2=75。
此时的传动比误差为ε=i−i0×100%=4.3636−75/17×100%=1.1%<5%满足误差要求，故可用。
哈工大机械设计大作业--齿轮传动设计5.3.4(绝对完美版)
Harbin Institute of Technology齿轮传动设计设计说明书课程名称：机械设计设计题目：齿轮传动设计院系：能源科学与工程学院班级：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、设计题目设计题目:设计绞车（带棘轮制动器）中的齿轮传动传动方案如下图所示:已知数据：方案电动机工作功率dP/kW电动机满载转速mn/(r/min)工作机的转速wn/(r/min)第一级传动比1i轴承座中心高H/mm最短工作年限FC3 220 8年3班 25%注：FC--电动机额定负载时间持续率。
减速器装配图、大齿轮零件图和输出轴零件图
第1章初始参数及其设计要求保证机构件强度前提下，注意外形美观，各部分比例协调。
初始参数：功率P=2.8kW，总传动比i=5第2章 电动机2.1 电动机的选择根据粉碎机的工作条件及生产要求，在电动机能够满足使用要求的前提下，尽可能选用价格较低的电动机，以降低制造成本。
由于额定功率相同的电动机，如果转速越低，则尺寸越大，价格越贵。
粉碎机所需要的功率为kw P 8.2=，故选用Y 系列（Y100L2-4）型三相笼型异步电动机。
Y 系列三相笼型异步电动机是按照国际电工委员会（IEO ）标准设计的，具有国际互换性的特点。
其中Y 系列（Y100L2-4）电动机为全封闭的自扇冷式笼型三相异步电动机，具有防灰尘、铁屑或其它杂务物侵入电动机内部之特点,B 级绝缘,工作环境不超过＋40℃,相对温度不超过95%,海拔高度不超过1000m ,额定电压为380V ,频率50HZ ,适用于无特殊要求的机械上，如农业机械。
Y 系列三相笼型异步电动具有效率高、启动转矩大、且提高了防护等级为IP54、提高了绝缘等级、噪音低、结构合理产品先进、应用很广泛。
其主要技术参数如下：型号：42100-L Y 同步转速：min /1500r 额定功率：kw P 3= 满载转速：min /1420r堵转转矩/额定转矩：)/(2.2m N T n ⋅ 最大转矩/额定转矩：)/(2.2m N T n ⋅ 质量：kg 3.4 极数：4极机座中心高：mm 100该电动机采用立式安装，机座不带底脚，端盖与凸缘，轴伸向下。
2.2电机机座的选择第3章 传动比及其相关参数计算3.1 传动比及其相关参数的分配根据设计要求，电动机型号为Y100L2-4，功率P=3kw ，转速n=1420r/min 。
输出端转速为n=300r/min 。
总传动比： 73.430014401===n n i ； （3-1）分配传动比：取3=D i ； 齿轮减速器：58.1373.4===D L i i i ； （3-2） 高速传动比：5.158.14.14.112=⨯==L i i ； （3-3）低速传动比：05.15.158.11223===i i i L 。
机械设计大作业轴系PPT
一级圆柱齿轮输出轴轴系部件
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1
一、已知条件
一级圆柱齿轮减速器已知数据
表1. 直齿圆柱齿轮减速器的已知数据
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2
二. 设计要求ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（1）绘制轴系部件装配图一张，按照装配图要求标注尺寸、序号 及填写明细栏、标题栏，编写技术要求。 （2）撰写设计说明书一份，主要是输出轴的轴、键及轴承的设计 计算。
图b
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图c
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6. 轴的外伸长度与外接零件及轴承端盖结构要求，本作业输出轴 采用凸缘联轴器，仅要求联轴器端面（转动件）距轴承端盖（ 不转动件）有10~15mm的距离，当采用嵌入式轴承端盖时，则 外伸端长度可更小些。
7. 轴系部件转配图示例如下图。
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三. 本次作业的设计步骤
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（4）校核轴和键的强度；验算滚动轴承寿命。 （5）修改和完善轴系部件的结构设计。 （6）完成轴系部件装配图。
四. 设计要点
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轴承中油润滑，这时必须在端盖上开缺口并将端盖端部直径取小一 些，如图a所示。
图a
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4. 当齿轮圆周速度小于2m/s时 ，宜用脂润滑，应加挡油板以防止 箱体内润滑油流入轴承将润滑脂稀释，这时轴承端面与箱体内 壁距离应取大些，如图 b（上）所示。当用润滑油润滑，则轴 承端盖与箱体内壁距离可取小些，如图 b（下）所示。
哈工大机械原理大作业19齿轮.docx
机械原理大作业（三）作业名称：齿轮传动设计设计题目：院系：机电工程学院班级：1108108设计者：许彬彬学号：1110810816指导教师：林琳设计时间：2013年6月1日哈尔滨工业大学机械设计1、设计题目 1.1机构运动简图1.2机械传动系统原始参数电动机转速min /1450r n =，输出转速min/4001r n =，m in /3502r n =，m in /3003r n =，带传动的最大传动比5.2m ax =p i ,滑移齿轮传动的最大传动比4m ax =v i ，定轴齿轮传动的最大传动比4m ax =d i 。
根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为：25.36401450011===n n i43.41351450022===n n i33.48301450033===n n i传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实现。
设带传动的传动比为5.2m ax =p i ，滑移齿轮的传动比为321v v v i i i 、、，定轴齿轮传动的传动比为f i，则总传动比f v p i i i i 1m ax 1= f v p i i i i 2max 2= fv p i i i i 3max 3= 令4max 3==v v i i则可得定轴齿轮传动部分的传动比为833.44*5.233.48max max 3===v p f i i i i滑移齿轮传动的传动比为000.3833.4*5.225.36max 11===fp v i i i i429.3833.4*5.243.41max 22===fp v i i i i设定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为4691.1833.4max 33=≤===d f d i i i 3、齿轮齿数的确定根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、7、8、9和10为角度变位齿轮，其齿数：37,9,35,10,33,111098765======z z z z z z ；它们的齿顶高系数1=*a h ，径向间隙系数25.0=*c ，分度圆压力角020=α，实际中心距mm a 46'=。
齿轮传动大作业
题目: 设计行车驱动装置中的齿轮传动行车驱动装置的传动方案结构简图见下图:要求：室内工作、工作平稳、机器成批生产原始数据如下：方案电动机工作功率P d/kW 电动机满载转速n m/(r/min)工作机的转速n w/(r/min)第一级传动比1i轴承座中心高H/mm最短工作年限5.4.2 3 960 50 3.3 250 3年3班一、选择齿轮材料、热处理方式、精度等级行车驱动装置为一般机械，且要求成批生产，故毛坯需选用锻造工艺，大小齿轮均选用45号钢，采用软齿面。
由课本《机械设计》表6.2查得：小齿轮调质处理，齿面硬度为217~255HBW ，平均硬度236HBW ； 大齿轮正火处理，齿面硬度为162~217HBW ，平均硬度190HBW 。
大、小齿轮齿面平均硬度差为46HBS ，在30~50HBS 范围内，选用8级精度。
二、初步计算传动主要尺寸因为齿轮采用软齿面开式传动，齿面不会发生疲劳点蚀，其主要的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（考虑到磨损的影响，在设计过程中将会把模数加大10%~15%）。
齿根弯曲疲劳强度设计公式[]31122FS F d Y Y Y z KT m σφε≥式中各参数为:FY ——齿形系数，反映了轮齿几何形状对齿根弯曲应力Fσ的影响；sY ——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的其它应力对齿根应力的影响；Y ε——重合度系数，是将全部载荷作用于齿顶时的齿根应力折算为载荷作用于单对齿啮合区上界点时的齿根应力系数；[]Fσ——许用齿根弯曲应(MPa)1、小齿轮传递的转矩1T齿轮传动的功率是从前一级的带传动输出，前一级带传动的名义功率为3P kW =，由参考文献[3]查得普通V 带的传动效率为87%~92%，此处选择为89%η=，则130.89 2.67P PkW η==⨯= 所以：66111 2.679.55109.551091066280P T N mm n =⨯⨯=⨯⨯=⋅ mm N ∙=⨯876513.3/96067.22、载荷系数K 的确定由于v 值未知，v K 不能确定，故可初选载荷系数t K = 1.1 ~ 1.8 ，这里初选载荷系数t K = 1.33、齿宽系数d φ的确定由教材《机械设计》表6.6，选取齿宽系数0.1=d φ4、齿数的初步确定根据齿根弯曲疲劳强度设计时1z 取小些，一般为17~20，以免传动尺寸过大，即初选小齿轮1z =20设计要求中齿轮传动比82.5503.39601=⨯==w w n i n i ，故4.1162082.512=⨯==iz z圆整后，取2z =116，此时传动比误差%5%34.0%10082.520/116820.5%1000<=⨯-=⨯-=i i i ε 误差很小，可以忽略不计5、齿形系数F Y 和应力修正系数s Y由教材《机械设计》图6.20查得 齿形系数:75.21=F Y ，2 2.25F Y = 由教材《机械设计》图6.21查得应力修正系数:54.11=S Y ,85.12=S Y6、重合度系数Y ε的确定初选螺旋角0β=︒,即选用标准圆柱直齿齿轮，其重合度为：121111[1.88 3.2()]cos [1.88 3.2()]1 1.6531782z z αεβ=-+=-+⨯=692.11)]1161201(=⨯+ 根据经验公式，确定0.750.750.250.250.7041.6533Y εαε=+=+=693.0692.175.0=7、许用弯曲应力的确定lim[]N F F FY S σσ=式中：1）lim F σ——计入了齿根应力修正系数之后，试验齿轮的齿根弯曲疲 劳极限应力；由教材《机械设计》图6.29(f)、(b)查得lim1220F MPa σ=，lim2170F MPa σ=2）F S ——齿根弯曲疲劳强度计算的安全系数，弯曲强度计算的寿命系数与疲劳点蚀相比，断齿的后果更为严重，所以，一般取 1.25F S =。
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机械设计大作业题目齿轮及轴系零件设计
机械工程及自动化学院
机械设计制造及其自动化专业 10 年级 1 班设计者陈安德
指导教师陈亮
完成日期 2012年11月10日
一．目的
1、掌握齿轮及轴系零件结构设计的方法
2、培养独立设计能力
3、学会查阅有关手册及设计资料
二．题目及方案
1、题目：齿轮及轴系零件设计
2、设计方案：
项目
输出轴转
速（r/min）输出轴功
率（kW）
大齿轮齿
数Z2
大齿轮模
数m n
大齿轮螺
旋角β
（左旋）
大齿轮宽
度B
小齿轮齿
数Z1
设计方案135 2.5 97 3 9°22 80 19 三．结构简图：
3）求弯矩M
①求水平支反力和弯矩H M t 3H123F 1199.2847.7
F =
575.5151.747.7
L N L L ⋅⨯==++
所以H2F =575.51N
H1H2H12M M =F L =575.5147.7=27451.8N mm =⋅⨯⋅ ②求垂直面支反力和弯矩V M 32V123F 2442.4047.7197.82294.932
F =
81.1551.747.7
r a L F d N L L ⋅-⋅⨯-⨯==-++
V2r 1F =F 442.40(81.15)523.55N V F -=--=
V1V12M =F L =(-81.1551.7=-4195.46N mm ⨯⨯⋅） V2V23M =F L =523.5547.7=24970.95N mm ⋅⨯⋅
r F 442.40N =
F 197.82N α= N F =1293.49N
H1F =575.51N。