齿轮传动设计

设计项目设计计算结论或解析一、分析及确定 设计准则因为是设计减速器内的齿轮传动选闭式载荷平稳单向，没有特殊的要求软齿面齿轮对于闭式软齿面齿轮传动的主要失 效形式是齿面点蚀。选用闭式软 齿面齿轮准则：先 按照齿面接触疲劳 强度进行设计计 算，确定齿轮的主 要参数和尺寸，然 后再按照弯曲强度 校核齿根的弯曲强 度。X门 m齿轮传动设计已知：=20.5670546kw, P =P = 20.5670546 0 .95=19.5387 kwPX门卅Xm齿m 带1、选材及确定硬度小齿轮:45钢调质HBS=255 HBS 取 HBS =240大齿轮：45钢正火=169 217 HBS 取 HBS = 200【I】查P160表8-7可定各参数材确定各个允许应力2、查接触疲劳强度及弯曲疲劳强度3、查接触疲劳安全系数及弯曲接触疲劳安全系数C = 350 + HBS = (350 + 240 )MPa = 590 MPaHlin 11b = 320 + 0.45 HBS = (320 + 0.45 x 240 )MPa = 428 MPa犬1 齿 轮b = 200 + HBS = (200 + 200 )MPa = 400 MPaH lim 22b = 184 + 0.74 HBS = (184 + 0.74 x 200 )MPa = 332 MPaF lim 22确定值：si St=iHF查 P162 表 8-9可定出各参数由P163表8-10查4、计算许用应力卜 = 血 1 = 59 MPa = 5 90 MPaH 1 S1H同理可得：In = 400 MP a，由于In In ,因此 应H 2H 1H 2取小值n 代入式8 - 34进行计算；H 2n428云 = MPa = 428 MPa%同理可得 n f = 332 MPa许用接触应力查P162 式 8-34许用弯曲应力查【I】P163式8-351、计算传递力矩、计 算 设 计2、选定载荷系数T = 9550 x P 门带=9550 x 26.4 X 103 X 0.95 = 1.629347 x 10 5 N mm1n1470i因为载荷有中小程度变化、且原动机是电动机，所以：K=1.01.2选定为：K=匕是电动机的额定功率 门带是V带传动效率I查 P165 表 8-12:则K=1.23、初定齿数Zi=26则：Z = Z X i = 26 X 2.88 = 74.88整为75小齿轮齿数z取值范围是：2040之间，故取Z1=26（符合要求）；Z = 7524、计算齿数比u并校核其误5、选择齿宽系数6、选弹性系数7、据公式定d1勾=75 = 2.8846 i = = 2.8846 二 288 x 100 % = 0.16%7.26i2.88因选用齿轮对称布置，故:选用9 = 1.1d因为两齿轮均为钢，所以:Z= 189.8=KT (u + 1)f3.11Z 1219 uIk H 2)|1.2 x 1.629347 x 10 5 x G.8846 + 1) ( 3.11 x 189 .8 )23.6 x 1.1400d1=80.4795158 (mm )所以u=-2.5% v i v 2.5%-符合要求2.8846由P195表10.20可选定9 ,= 0.8 - 1.4由P166表813可定ZE值，即：z=189.8据公式KT (u + 1 )9 u3.17 7因为两齿轮为外啮合，所以选公式:KT (u + 1)I 9 u计算初定3.17 7 1出商值为d 一80.4795158mm8、初定螺 旋角所以初选螺旋角因为：8。 P 20。P = 8。9、初定模数mnd 1 x cos &80.4795158 x cos 8。3 065242103nZ26.1则查表可定m = 3.5据IJP133 表 8-1 取得标准模数m = 3.5n10、初算 中心距a = n1h = 178 .4870234 mm2 cos &2 x cos 8。则取a = 180 mm (因为a需要圆整 而整为末尾数为0或5的数字取 a=180mm11、精确P值& = arccos 气戚 1 + Z2)= arccos 3.5 X6 + 752 a2x 180=arccos 0.981944444=10.9043225 6。因为& = 8。20。，所以& =10.9043225 6 符合要求12、齿轮 的主要尺 寸分度圆直径：d = n-r = 92.6732673 7 (mm )1 cos &cos 10.9043225 60d = -n = 257.7604165 (mm )2 cos &cos 10.9043225 6 中心距：=d 1 + d 2 = 92.6732673 7+ 257.7604165 =175 216841 9 饥 )22.齿宽：b2 =中d d 1 = 1.1 x 92.6732673 7 = 101.940594 1 = 102 (mm ) b1 = b2 + G 10 )= 110 (mm )1、计算ZV2、查齿形系数3、计算F并作比较4、校核齿轮的弯曲强度26Z - , x - z、匕(cos P)3(cos 10.9043225 6。)3=27.4607627 872Z /-、 一 /、匕(cos P)3(cos 10.9043225 6。)3=79.21373878据表，可算得：Y = 4.18 Y = 3.998FS 2据各个值查IP267 图 10-2可定出各数值因为：Y4.18 = 9.76635514 x 10 - 3 = 3998 = 0.012042168即大齿轮的强度比较弱T以大齿轮的强度比小齿轮的强度弱。校核大齿轮的强度:kT cos P 1YYbF2b Mnd11FS 21.2 x 1.629347 x 10 5 x cos 10 .90432256。110 X 3.5X 92.67326737x 1.6 x 3.998 MPa=34.42146231 MPa 。F 2查IP167 式 8-43,因为大齿轮的强度比小齿轮的强度弱，所以只需校核大齿轮的强度:计算齿轮的圆周速度并选择精度等级兀d n60 * 10003.14 x 92.67326737 x 14702.52 = 2.82910891260 x 1000选用8级精度查 P163 表 8-11一八齿轮的几何尺寸计分度圆直径： d = 92.6732673 7mmd = 257.7604165 mm齿顶高：h = m = 3.5 mmd = d + 2 x hd = d + 2 x h齿顶圆直径：=92.6732673 7 + 2 x 3.5= 257.7604165 + 2 x 3.5=99.6732673 7 (mm )= 264.760416 5 (mm )四根高： h = 1.25 m = 1.25 x 3.5 = 4.375 (mm )d = d - 2 x hd = d - 2 x h齿根圆直径：=92.6732673 7 - 2 x 4.375= 257.7604165 - 2 x 4.375=83.9232673 7(mm )= 249.010416 5(mm )全齿高：h = h + h十=2.25 m = 2.25 x 3.5 = 7.875 (mm )标准中心距： a = (d 1 + d2 )= x(92.6732673 7 + 257.7604165 )= 175.216841 9(mm )由后面的轴的设计可以得知：小齿轮采用齿轮轴式结构，大齿轮采用锻造毛坯得腹板式结构，则小齿轮的工作图和主动轴一起画在后 面，大齿轮的具体结构尺寸如下：匕齿轮的结构及其工作图轮缘内径：D =1.6d = 1.6 x 80 = 128 (mm )d = 80mm(轴的直径，由后面的轴设计得到)1 SS轮缘外径：D = d - (10 20 m = 257 .7604165 - (10 20 )x 3.5 = 200 (mm )2 an腹板厚度：C = 0.3b = 0.3 x 102 = 30.6 (mm )腹板孔中心圆直径：D = 0.5(D + D )= 0.5 x (200 + 128 )= 164(mm )o21腹板孔直径： d = 0.25 (D - D )= 0.25 x (200 - 128 )= 18 (mm ) 021齿轮倒角：n = 0.5m = 0.5 x 3.5 = 1.75 (mm ),n轮缘厚度：l =(1.2 - 1.3)d = 1.2 - 1.3)x 80 = 96 104 (mm )故取：l = b = 102 mmS大齿轮的工作图如下:技术要求:1、2、铸造圆角半径R；2正火;3、材料是：45钢倒角 1.75 X 450；画图的比例是: