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齿轮传动设计姓名:杨东凌学号:1130110042班级:机制1321.设计要求:试设计计算驱动带式运输机的闭式单级外啮合直齿圆柱齿轮传动。用电动机驱动,载荷平稳,单向传动,小齿轮传递功率P1=7.5kw;转速n1=970r/min;齿数比u=4.5。要求:1.撰写设计计算书。2.手工和计算机绘制齿轮零件图各一张(单学号绘小齿轮,双学号绘大齿轮。1.选定齿轮的类型,精度等级,材料及齿数(1)按图10-26所示的传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动,压力角取为020。(2)带式输送机为一般工作机器,参考表10-6,选用7级精度。(3)材料选择。由表10-1,选择小齿轮材料为40Gr(调质),齿面硬度280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),齿面硬度240HBS。(4)选小齿轮齿数1z=24,大齿轮齿数2z=4.5×24=108。2.按齿面接触疲劳强度设计(1)由式(10-11)试算小齿轮分度圆直径,即32][121).(.1HEHdHtZZZuuTKd1)确定公式中的各参数值①试选3.1HtK。②计算小齿轮传递的转矩。mmNnPT.7097.61055.91055.96161=7.384mmN.104③由表10-7选取齿宽系数1d。④由图10-20查得区域系数5.2HZ。⑤由表10-5查得材料的弹性影响系数218.189MPZE。⑥由式10-9计算接触疲劳强度用重合度系数Z。00*111841.29)]1224/(20cos24cos[)]2/(coscos[rchzzrc00*2212.6902)]12108/(20cos108cos[)]2/(coscos[rchzzrc137.12/)]tan(tan)tan(tan['22'11ZZ870.03731.1434Z⑦计算接触疲劳许用应力][H。由图10-25d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为MPa6001limH.MPa5502limH。由式(10-15)计算应力循环次数hjLnN1160=9104.191530082197060)(81210312.9uNN由图10-23查取接触疲劳寿命系数90.0K1HN.95.0K2HN。取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-14)得MPaMPaSKHHNH540160090.0][1lim11MPaMPaSKHHNH235155059.0][2lim22取1][H和2][H中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力,即MPaHH5232132][121).(.1HEHdHtZZZuuTKd=52.680mm(2)调整小齿轮分度圆直径1)计算实际载荷系数前的数据准备。①圆周速度v。smndt674.210006097068.52100060V11②齿宽b。mmmmdbtd680.5268.52112)计算实际载荷系数HK。①由表10-2查得使用系数1KA。②根据sm2.674v,7级精度,由图10-8查得动载系数10.1vK。③齿轮的圆周力。3411110028.267.52/10384.722ttdTFNmmNbFKtA/1002.5367.52/10802.21/31查表10-3得齿间载荷分配系数2.1HK。④由表10-4用插值法查得7级精度,小齿轮相对支承非对称布置时,得齿向载荷系数421.1HK.。由此,得到实际载荷系数88.1421.12.11.11KHHVAHKKKK3)由式(10-12),可得按实际载荷系数算得的分度圆直径561.593.188.167.523311HtHtKKddmm及相应的齿轮模数824.224/561.59/11zdmmm3.按齿根弯曲疲劳强度设计(1)由式(10-7)试算模数,即)][.(23211FsFdFttzTKm1)确定公式中的各参数值①试选3.1KFt。②由式(10-5)计算弯曲疲劳强度用重合系数。688.0711.175.00.250.750.25③计算][FsF。由图10-17查得齿形系数,2.65Fa12.23Fa2。由图10-18查得应力修正系数58.11sa,76.12sa。由图10-24c查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为MPa5001limF,MPa0382limF。由图10-22查得弯曲疲劳寿命系数,85.0K1FN88.0K2FN。取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式(10-14)得MPaMPaSKFFNF57.3034.150085.0][1lim11MPaMPaSKFFNF86.2384.138088.0][2lim22013.057.30358.165.2][111FsaFa0164.086.23876.123.2][222FsaFa因为大齿轮的][FsaFa大于小齿轮,所以取][FsaFa=0.0164][222FsaFa2)试算模数)][.(23211FsFdFttzTKm=155.10164.0241683.0107.4821.32324mm(2)调整齿轮模数1)计算实际载荷系数前的数据准备。①圆周速度Vmmzmdt232.3724558.111smnd/89.1100060970396.37100060v11②齿宽b。mmdbd232.37396.3711③宽高比b/h。488.3558.1)25.012()2(**tmchh746.10506.3/396.37/hb2)计算实际载荷系数FK。①根据v=1.89m/s,7级精度,由图10-8查得动载系数1Kv。②由NdTt34111103.97396.37/10482.72/2F,mmNmmNbFt/100/0.107396.37/100.41/K31A,查表10-3得齿间载荷分配系数1.0KF。③由表10-4用插值法查得,1.417KH结合b/h=10.67查图10-13,得1.34KF。则载荷系数为34.134.1111KFFFvAKKKK3)由式(10-13),可得按实际载荷系数算得的齿轮模数675.13.134.1558.133FtFtKKmmmm对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径有关,可取由弯曲疲劳强度算得的模数1.783mm并就近圆整为标准值m=2mm,按接触疲劳强度算得的分度圆直径mm822.59d1,算出小齿轮787.292/822.59/11mdz。取291z,则大齿轮齿数0.513295.412uzz,取1312z。1z与2z互为质数。这样设计出的齿轮传动,即满足了齿面接触疲劳强度,又满足了齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免浪费。4.几何尺寸的计算(1)计算分度圆的直径mmmmmzd5822911mmmmmzd262213122(2)计算中心距1602/)26258(2/)(21dda(3)计算齿轮宽度mmdbd585811考虑不可避免的安装误差,为保证设计齿宽b和节省材料,一般将小齿轮略为加宽(5~10)mm,即mmmmmmbb68~63)10~5(58)10~5(1取mmb651,而使大齿轮的齿宽等于设计齿宽,即582bbmm。5.圆整中心距后的强度校核6.结构设计及绘制齿轮设计图(从略)7.主要设计结论齿数108z,29z21,模数2mmm,压力角20,变位系数0x1,中心距160amm,齿宽37bmm。小齿轮选用40Cr(调质),大齿轮选用45钢(调质)。齿轮按7级精度设计。
本文标题:齿轮传动设计
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