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：
| 电动机工作功率Pd/kW | 电动机满载转速nm/(r/min) | 工作机的转速nw/(r/min) | 第一级传动比i1 | 轴承座中心高H/mm | 最短工作年限 | 工作环境 |
| 2.2 | 940 | 80 | 2.1 | 160 | 5年2班 | 室内、清洁 |
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。
| 序号 | 名称 | 代号 | 计算公式 | 计算结果 |
| 1 | 分度圆直径 | 59.5 | ||
| 350 | ||||
| 2 | 基圆直径 | 55.9 | ||
| 328.9 | ||||
| 3 | 标准中心距 | 203 | ||
| 4 | 实际中心距 | 203 | ||
| 5 | 啮合角 | |||
| 6 | 总变位系数 | 0 | ||
| 7 | 变位系数分配 | 0 | ||
| 0 | ||||
| 8 | 齿顶高 | 3.5 | ||
| 3.5 | ||||
| 9 | 齿根高 | 4.375 | ||
| 4.375 | ||||
| 10 | 齿顶圆直径 | 66.5 | ||
| 357 | ||||
| 11 | 齿根圆直径 | 50.75 | ||
| 341.25 | ||||
| 12 | 重合度 | 1.55 |
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.下载本文
