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大作业计算说明书
题目:齿轮设计
学院:航天学院
班号:1218201
学号:1122110326
姓名:高小宁
日期:2014年10月25日
哈尔滨工业大学
机械设计基础
大作业任务书
题目:单级闭式圆柱齿轮设计
原始数据如下表:
方案序号
传递的功率P(kW)
传动比
高速轴转速(r/min)
轮齿方向
原动机
轮齿受载情况
载荷特征
生产批量
6
4
3
720
斜齿
电动机驱动
单向工作
载荷平稳
大批量
目录
设计过程 4
1材料选择 4
2确定许用应力 4
3参数选择 4
4按齿面接触疲劳强度设计 5
5确定模数及中心距 5
6修正螺旋角 6
7确定分度圆直径及齿宽 6
8校核齿根弯曲疲劳强度 6
9设计与计算大齿轮的其他几何尺寸 7
参考文献: 8
设计过程
1材料选择
根据设计要求可知,所设计的齿轮传递功率较低,为一般机械,采用软齿面齿轮传动。小齿轮选用45钢,调质处理,齿面平均硬度为236HBS;大齿轮选用45钢,正火处理,齿面平均硬度为190HBS。
2确定许用应力
根据齿轮的材料和齿面平均硬度,由参考文献[1]p135页图6。22查得
式中,,—试验齿轮的接触疲劳极限应力,;
,—试验齿轮的弯曲疲劳极限应力,;
取,,则
式中,,-齿轮材料的许用接触应力,;
,—齿轮材料的许用弯曲应力,;
,—相应的安全系数,取,;
3参数选择
齿数:取,。
初选螺旋角:.
齿宽系数:由参考文献[1]p133页表6。6取。
载荷系数:由参考文献[1]。
齿数比:.
4按齿面接触疲劳强度设计
式中,—小齿轮传递的转矩,;
—小齿轮传递的功率,;
—小齿轮的转速,。
由参考文献[1]p142页式()计算小齿轮的分度圆直径
式中,—小齿轮的分度圆直径,;
—齿宽系数,=1。2;
-载荷系数,=;
—齿数比,=3;
—齿轮材料的许用接触应力,。
5确定模数及中心距
模数:,按参考文献[1]p118表6。1取标准模数.
中心距:,圆整,取。
6修正螺旋角
故螺旋角在正常的范围内。
7确定分度圆直径及齿宽
分度圆直径
齿宽
取,
8校核齿根弯曲疲劳强度
当量齿数
根据当量齿数,由参考文献[1]
,
式中,,—齿轮的齿形系数
则齿形系数与许用弯曲应力的比值为
因为较大,故需校核齿轮2的弯曲疲劳强度。
由参考文献[1]p142页式(6。39)得
故齿根弯曲疲劳强度满足。
9设计与计算大齿轮的其他几何尺寸
齿顶圆直径,
式中-大齿轮齿顶圆直径,;
—法面齿顶高系数,取。
,为了减少质量与节省材料,故大齿轮结构采用应用最广泛的锻造腹板式齿轮,示意图如下:
图中具体各几何参数计算如下:
式中,—大齿轮轮毂孔径,取
,为了便于大齿轮的加工
,在此取
又因为,故可取
其他尺寸如下:
,为了便于加工,取
综合以上各个计算结果,可将设计的齿轮绘制A3图纸上。
参考文献:
[1]宋宝玉,王瑜,张峰主编。机械设计基础。哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2010.
[2]孙恒,陈作模主编。:高等教育出版社,2001。
[3]。北京:清华大学出版社,1999.