齿轮传动设计说明书

Harbin Institute of Technology

机械设计大作业

题    目：       齿轮设计      

院    系：  机械制造及其自动化 

班    级：       1008XXX       

姓    名：        XXX       

学    号：      XXX     

©哈尔滨工业大学

   哈 尔 滨 工 业 大 学

机 械 设 计 作 业 任 务 书

题目   设计带式运输机中的齿轮传动   

设计原始数据：

一、传动装置的运动和动力参数设计

选择电动机

按照工作要求，工作条件以及已知参数，查阅参考文献[2]表15.7，选用型

号为Y132S-6的封闭式异步电动机，其额定功率=2.2载转速n=940/min,电动机轴颈D=28m,轴颈长L=60。键的尺寸：8×7.

二、选择齿轮材料、热处理方式、精度等级

带式输送机为一般机械，故大、小齿轮均选用45#钢，采用软齿面。由书中表6.2查得：小齿轮调质处理，齿面硬度217~255HBW，平均硬度236HBW；大齿轮正火处理，齿面硬度162~217HBW，平均硬度1HBW。大、小齿轮齿面平均硬度差在3050HBW范围内。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开式传动，齿面不会发生疲劳点蚀，因此初步确定按齿根弯曲疲劳强度设计齿轮传动主要参数和尺寸。齿根弯曲疲劳强度设计公式

式中——齿形系数。

——应力修正系数。

——重合度系数。

——许用齿根弯曲应。

1.小齿轮传递的转矩

查计算说明书中各轴动力及运动参数部分，得

2.齿数的初步确定 

为了避免根切，选小齿轮=17，设计要求中齿轮传动比

式中——电动机满载转速。

——工作机的转速。

传送带设计中 =2，则 齿轮传动传动比 

z2 = z1 =5.875×17=99.875

圆整后，取=99，此时=5.88，传动比误差为=1.28%<5%可用。 

3.齿宽系数的确定

由参考文献表6.6，选取齿宽系数=0.4

4.重合度系数的确定

对于标准外啮合齿轮传动，端面重合度

查参考文献 [1]图6.22得重合度系数=0.73。

5.载荷系数的确定

由于值未知，不能确定，故可初选= 1.1 ~ 1.8 ，这里初选= 1.3

6.齿形系数和应力修正系数

由参考文献1图6.20查得齿形系数 =2.95， =2.21

由参考文献1图6.21查得应力修正系数 =1.51，  =1.85

7.许用弯曲应力的确定

式中  ——计入了齿根应力修正系数之后,试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限应力；

            ——安全系数；

与疲劳点蚀相比，断齿的后果更为严重。所以，一般取=1.25

由参考文献1图6.29弯曲疲劳极限应力

                = 250Mpa，=  180Mpa 

小齿轮与大齿轮的应力循环次数可按下式计算

式中    n——齿轮转速，r/min；

           a——齿轮转一周，同一侧齿面啮合的次数；

          ——齿轮的工作寿命，h（小时）[h=25=29200h]

代入数值，分别有

=/=/5.875=

由参考文献1图6.32 得，弯曲强度寿命系数 

故弯曲应力        

所以            = 0.0284

8.初算模数

    =mm

对于开式齿轮传动，为考虑齿面磨损，要将上式计算出来的模数m后，增

大10%15%，故m=3.025mm3.1625mm,故取m=3.15mm

四、计算传动尺寸

1.计算载荷系数K

设计要求机器工作平稳，由参考文献1表6.3查得

由参考文献1图6.7得动载荷系数    

由参考文献1图6.12得齿向载荷分布系数    =1.18

由参考文献1表6.4得齿间载荷分布系数，则

                    K=

2.对进行修正,并圆整为标准模数

K值与初取的= 1.3差距较大，须对进行修正

   按参考文献1表6.1模数标准化为=3.5mm 

3.计算传动尺寸

中心距    mm，不需要变位。

取=30mm， =+5~10=34~40mm，取=40mm。

五、轮结构尺寸的确定

1、齿轮尺寸的计算

根据参考文献[3]中表5-7，计算直齿圆柱齿轮相关几何尺寸，将计算结果整理为下表。

1.齿轮结构型式的确定

齿顶圆直径 

为了减少质量和节约材料，采用锻造腹板式（模锻）结构。

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，

 式中  轴的直径；

    ——轴剖面中最大扭转剪应力，MPa；

    轴传递的功率，kW；

    轴的转速，r/min;

    ——许用扭转剪应力，MPa;

    由许用扭转剪应力确定的系数；

 根据参考文献1表9.4查得C=118～106，取C=118，

所以，

    ＞30.6

本方案中，轴颈上有一个键槽，应将轴径增大5%，即

    33.6×（1+5%）=37.38mm＞32.1mm

按照GB2822-81的20系列圆整，取d=42mm 。

根据GB/T1096—1990，键的公称尺寸=，轮毂上键槽的尺寸b=12mm， =3.3mm

3.齿轮结构尺寸的确定

图中， ；；

；  

,取=198mm;

，取=51mm；

，取=10mm；

，取C=8m;

,取=52mm;

；

七．参考文献

[1]宋宝玉，王黎钦.机械设计.北京：高等教育出版社，2009.

[2]王连明，宋宝玉.机械设计课程设计.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2010.

[3]张锋，宋宝玉.机械设计大作业指导书.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2009.