哈工大机械设计大作业--齿轮传动设计5.3.4(绝对完美版)Word文件下载.doc

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设计时间：

2016.10.30

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

-7-

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传动方案如下图所示:

1.3已知数据：

方案

电动机工作功率/kW

电动机满载转速/（r/min）

工作机的转速/（r/min）

第一级传动比

轴承座中

心高/mm

最短工作

年限

5.3.4

4.0

915

60

3

220

8年3班

25%

注：

--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[1]表8.2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。

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。

式中

——V带传动的传动效率；

——滚动轴承的传动功率；

由参考文献[2]表9.1可知，，带入上式可得：

故

（2）设计时，因值未知，不能确定，故可初选载荷系数，本题初取。

（3）由参考文献[1]表8.6取齿宽系数。

（4）由参考文献[1]表8.5查得弹性系数。

（5）由参考文献[1]图8.14查得节点区域系数。

（6）齿数比。

（7）初选，则，取。

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。

（8）许用接触应力可由参考文献[1]式（8.26）算得。

由参考文献[1]图8.28（e）、（a）得接触疲劳极限应力，。

由参考文献[1]表8.7，取安全系数。

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，（允许局部点蚀），则

故取

初算小齿轮1的分度圆直径，得

四、确定传动尺寸

（1）计算载荷系数。

由参考文献[1]表8.3查得使用系数。

齿轮线速度如下式

由参考文献[1]图8.7查得动载系数；

由参考文献[1]图8.11查得齿向载荷分布系数；

由参考文献[1]表8.4查得齿间载荷分配系数。

故载荷系数

（2）对进行修正。

因与有较大差异，故需要对按值计算出的进行修正，即

（3）确定模数。

按参考文献[1]表8.1，取。

（4）计算传动尺寸。

中心距

改变、的搭配，圆整中心距，取，，，则

，，允许

由，取。

又，取。

五、校核齿根弯曲疲劳强度

式中各参数：

（1）值同前。

（2）齿宽。

（3）齿形系数和应力修正系数。

由参考文献[1]图8.19查得，。

由参考文献[1]图8.20查得，。

（4）由参考文献[1]图8.21查得重合度系数。

（5）许用弯曲应力可由参考文献[1]式（8.29）算得。

由参考文献[1]图8.28（f）、（b）查得弯曲疲劳极限应力

，

由参考文献[1]图8.30查得寿命系数。

由参考文献[1]表8.7查得安全系数，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；

齿顶高；

齿根高；

齿顶圆直径；

齿根圆直径；

小齿轮齿宽。

（2）对于大齿轮：

大齿轮齿宽。

七、大齿轮结构设计

（1）齿轮结构形式的确定

由于齿顶圆直径，为了减少质量和节约

材料，采用锻造腹板式结构。

为降低成本、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。

（2）轮毂孔径的确定

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10.2查得，由于齿轮不装在轴端部，故取。

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，则

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%，则

根据参考文献[2]表9.4，按标准的系列圆整，取。

根据参考文献[2]表11.28，键的公称尺寸，采用普通平键连接，则轮毂上键槽的尺寸，。

（3）齿轮结构尺寸的确定

根据参考文献[1]由图8.38可知：

；

，取；

，取。

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，2015.7

[2]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，2012.8

[3]张锋，宋宝玉.机械设计大作业指导书.北京：

高等教育出版社，2009.10