哈工大机械设计大作业4齿轮传动5.1.4

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y

机械设计大作业说明书

大作业名称：机械设计大作业

设计题目：齿轮传动设计

班级： 1

设计者：

学号： 112

指导教师：张锋

设计时间： 2014.11.1

哈尔滨工业大学

设计任务书

题目：

设计带式传输机中的齿轮传动

设计原始数据：

带式传输机的传动方案如图所示，机器工作平稳、单向回转、成批生产，其它数据见表。

带式传输机中齿轮传动的已知数据

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i1

轴承座中心

高H/mm

最短工

作年限

工作

环境

5.1.4 2.294080 2.11605年2

班室内清洁

目录

1. 选择齿轮材料、热处理方式、精度等级 (1)

2.初步计算传动主要尺寸 (1)

（1）小齿轮传递的扭矩 (2)

（2）确定载荷系数K (2)

（3）确定齿宽系数dφ (2)

（4）初步确定齿轮齿数 (2)

（5）确定齿形系数

Y、应力修正系数S Y (3)

F

（6）确定重合度系数

Y (3)

ε

（7）确定许用弯曲应力 (3)

（8）初算模数 (5)

3.确定传动尺寸 (5)

（1)计算载荷系数K (5)

（2)修正模数m (5)

（3）计算传动尺寸 (6)

4.确定大齿轮结构尺寸 (6)

（1）齿轮结构型式的确定 (6)

（2）轮毂孔径的确定 (7)

（3）齿轮结构尺寸的确定 (7)

参考文献 (8)

1. 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，大小齿轮均选用45号钢，采用软齿面。

由参考文献[2]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162~217HBW，平均硬度190HBW。

大、小齿轮齿面平均硬度差为46HBW，在30~50HBS范围内，选用8级精度。

2.初步计算传动主要尺寸

因为齿轮采用软齿面开式传动，齿面磨损是其主要失效形式。由于目前对于齿面磨损还无完善的计算方法，因此通常按齿根疲劳强度进行设计，然后考虑磨损的影响，一般将算的模数增大10%~15%之后再取标准值，之后无需再对齿轮进行接触疲劳强度校核。

下面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：

m≥

式中：

Y——齿形系数，反映了轮齿几何形状对齿根弯曲应力Fσ的影响；

F

Y——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

S

应力以外的其它应力对齿根应力的影响；

Y——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

ε

荷作用于单对齿啮合区上界点时的齿根应力系数；

[]F σ——许用齿根弯曲应力。 式中各参数为：

（1）小齿轮传递的扭矩

61119.5510P T n =⨯⨯

d p P 21

1ηη= 式中： 1

η——带轮的传动效率；

2η——对滚动轴承的传递的功率。

由参考文献[1]表9.1查得，取96.01=η，99.02=η，代入上式，得:

kW kW p P d 09.22.299.096.0211=⨯⨯==ηη

由V 带传动的设计数据可得，V 带传动的传动比为2，故小齿轮转速可由如下公式求得：

470r/min r/min 2

940

1==

=

带

V i n n 所以：mm N mm N T •=•⨯

⨯=0.42467470

09

.21055.961

（2）确定载荷系数K

设计时由于v 值未知， v K 不能确定，故可初选t K = 1.1 ~ 1.8 ，这里初选t K = 1.4。

（3）确定齿宽系数d φ

初步设计齿轮在轴承上为非对称布置，软齿面，由参考文献[2]表 6.6查得，选取齿宽系数0.1=d φ。 （4）初步确定齿轮齿数

初选小齿轮齿数191=Z 。齿轮传动的传动比875.52

80940

0=⨯==

带V w m i n n i ，故：

625.111875.519012=⨯==i Z Z

取1122=Z ，传动比895.519

11212===

Z Z i 。此时传动比误差 %5%34.0%100875

.5895

.5875.5%10000<=⨯-=⨯-=

i i i ε （5）确定齿形系数F Y 、应力修正系数S Y 由参考文献[2]图6.20得齿形修正系数

79.21=F Y ，15.22=F Y

由参考文献[2]图6.21得应力修正系数

54.11=S Y ，85.12=S Y

（6）确定重合度系数εY

对于标准外啮合齿轮传动，端面重合度

)1

1(

2.388.12

1Z Z +-=αε 将191=Z ，1122=Z 代入上式得

683.1)112

1191(2.388.1)11(

2.388.121=+-=+-=Z Z αε 由参考文献[2]式6.14得重合度系数

696.0683

.175

.025.075

.025.0=+

=+

=α

εεY （7）确定许用弯曲应力

F

F N F S Y lim

][σσ=

式中： lim F σ——记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。由参考文献[2]图6.29查得弯曲疲劳极限应力：

lim1230F MPa σ=，lim2170F MPa σ=