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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
计算传动装置的总传动比i 并分配传动比…………………………4
1总传动比………………………………………………………………4
2分配传动比……………………………………………………………4 计算传动装置各轴的运动和动力参数………………………………4
1各轴的转速……………………………………………………………4
2各轴的输入功率………………………………………………………4
3各轴的输入转矩………………………………………………………5
齿轮传动设计…………………………………………………………5
1选择齿轮材料、热处理方式和精度等级…………………………………5
2初步计算传动主要尺寸…………………………………………………5
3计算传动尺寸…………………………………………………………7
4校核齿面接触疲劳强度…………………………………………………8
5计算齿轮传动其他尺寸…………………………………………………8
6齿轮的结构设计…………………………………………………………9
7大齿轮精度设计…………………………………………………………10
参考文献………………………………………………………………13
一、计算传动装置的总传动比i∑并分配传动比
总传动比为
i∑=nm960==10.67 nw90
分配传动比
由于i1为8,所以
i2=i∑10.67==926 i18
二、计算传动装置各轴的运动和动力参数
各轴的转速
1轴 n1=nm=960r/min
2轴 n2=n1960r/min==5333r/mini18
n25333r/min=≈90r/mini29263轴 n3=
卷筒轴 nw=n3=90r/min
各轴的输入功率
1轴 P1=Pd=3kW
2轴 P2=Pη1=3?0.96=88kW 1
3轴 P3=P2η2η3=88?0.98?0.97=74kW
卷筒轴 PkW 3η2η4=74?0.98?0.99=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1查得这些值。
各轴的输入转矩
电动机轴的输出转矩Td为
Td=55?106Pd3kW=55?106?=98?104N?mm nm960r/min
所以1轴 T1=Td=98?104N?mm
2轴 T2=T1η1i1=98?104?0.96?8=16?104N?mm
3轴 T3=T2η2η3i2=16?104?0.98?0.97?926=91?105N?mm
卷筒轴 T卷=T3η2η4=91?105?0.98?0.99=82?105N?mm
将上述计算结果汇总与下表
三、齿轮传动设计
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。
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13得
m≥2KT2YFYSYε 2[σ]φdz1F
式中各参数为
1)z1为小齿轮齿数,初取z1=17,则z2=z1i2=17?926=101。
2)小齿轮传递的扭矩为T2=T1η1i1=98?104?0.96?8=16?104N?mm。
3)K为载荷系数,初取Kt=3。
4)由参考文献[2]式1得重合度
εa=88-2(1111+)=88-2?(+)=66 z1z217101
由参考文献[2]图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20查得YF1=95,YF2=2;由图21查得Ys1=52,YS2=85。
7)许用弯曲应力可由参考文献
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