单级斜齿圆柱齿轮课程设计说明书.doc

目 录1. 电动机的选择计算. .22. 传动装置的运动和动力参数计算. . . .33. 传动零件的设计计算. .44. 齿轮的设计计算. . . .75. 轴的设计计算.106. 减速器高速轴的校核.137. 减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算.158. 高速键联接的选择和验算.169. 减速箱箱体的设计.1710. 润滑与密封.1911. 设计体会. .19一、电动机的选择计算如图2-1所示的带式运输机的传动系统中传送带卷筒转速130r/min，减速器输出轴功率5.5KW。该传动设备两班制连续工作，单向回转，有轻微振动，卷筒转速允许误差为5%，使用期限10年。试选择电动机。图2-11.选择电动机系列按工作要求及工作条件选用三相异步电动机,封闭自扇冷式结构,电压为380V,Y系列。 2.选择电动机功率传动装置的总效率： V带传动的效率 带=0.96闭式齿轮的传动效率 齿轮=0.97一对滚动轴承的效率 轴承=0.99传动总效率=0.960.970.992=0.9127；所需电动机功率 =6.6026KW可选用Y系列三相异步电动机Y160M-6型，额定功率P0 =7.5kw,满足P0 Pr。3.选取电动机的转速卷筒转速 =130r/min根据滚筒所需的功率和转速，可选择功率为7.5KW，同步转速为1000r/min型号的电动机。电动机数据及传动比电机型号额定功率/KW同步转速/（r/min）满载转速/(r/min)总传动比Y160M-67.510009707.6二、传动装置的运动及动力参数计算1、分配传动比电动机的满载转数n0=970r/min总传动比 i总 = n0/nw = 970/130=7.46取i带 =2，则减速器的传动比 i齿轮= i总/i带=7.46/2=3.732、各轴功率、转速和转矩的计算0轴：即电机轴Pr=7.5kwnw=970r/minTr =9550Pr/nw=95507.5/970=59.27Nm轴：即减速器高速轴采用带联接传动比i带 =2，带传动效率带=0.96， P1= P001= P0带 =7.50.96=5.78kwn1= n0/i 01=970/2=485r/minT1=9550P1/n1=95505.78/485=113.81轴：即减速器的低速轴，一对滚动轴承的传动比效率为轴承=0.99 闭式齿轮传动的效率为齿轮=0.97则12=0.990.97=0.96P=P12=5.780.96=5.55kwn=n/i=485/3.73=130.03r/minT=9550P/n=95505.55/130.03=407.62各轴运动及动力参数轴功率P/kw转速n/(r/min)转矩T/Nm传动型式传动比效率电动机7.597059.27V带传动20.96高速轴5.78485113.81闭式齿轮传动3.730.97低速轴5.55130.03407.62三、传动零件的设计计算1、V带传动的设计算(1)确定设计功率PC , 载荷有轻度冲击， 2班制， =1.2PC=P=7.22kw(2)选取V带的型号 根据PC和n0，因工作点处于B型区，故选B型带。(3)确定带轮基准直径、选择小带轮直径确定=125mm验算带速VV=6.35m/s在5m/s25m/s之间，故合乎要求。确定从动轮基准直径(书P211)=(1-)=2125(1-0.02)=245mm取从动轮基准直径为=250mm (4)确定中心距a和带的基准长度Ld初定中心a（书P220）取初定中心距0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)a0=400mm确定带的计算基准长度Ld按式 L=2a+( +)+=1388.83mm取标准Ld =1400确定实际中心距=+=400+=405.59(5)验算包角180-57.3=180-57.3=162.341200 符合要求(6)确定带根数z根据电机的转速n=970和小带轮直径125mm，查得 P=1.67kw ， P=0.30 (i=2)，K=0.95，K=0.90 Z=4.29根取Z=5根（7）、计算作用于轴上的载荷F单根V带的初拉力：F0=500(-1)+q=500=192.37N式中q查得q=0.17Kg/m。F=2FZ=1900.90N（8） 带轮结构设计300mm 用孔板式轮缘与小轮相同，轮毂与轴同时设计。四、齿轮的设计计算：1.选择齿轮材料精度等级齿轮减速器为一般机械，小齿轮材料选用45钢，调质处理， 小齿轮45钢调质,硬度210220HB，取220HBS； 大齿轮45钢正火,硬度170210HB，取200HBS。计算循环次数NN=60nj=604851(1036516)=1.2710N=3.4210取载荷系数S=1.1由图11-1（书166页）查得 =500Mpa ， =460MPa计算许用接触应力= =454.55Mpa= =418.18Mpa取=420MPa2.按齿面接触强度确定中心距小轮轮距 TT=9.5510=9.5510=1.1410Nm取得K=1.4，得=1，a =133.66mm取中心距a=140mm 取小轮齿数=20则大齿轮数=75所以=75/20=3.75计算得到=（3.75-3.72）/3.72=0.8%在正负5%之间，故合理。模数m=2.87mm,取m=3mma=142.5mm齿宽b=60mm分度圆直径：=m=60mm=m=225mm圆周速度v=3.1460485/601000=1.52m/s应选用9级精度。3验算齿面接触疲劳强度按电机驱动载荷轻度冲击由表11-3得k=1.25由图11-2（b）按9级精度和vZ/100=1.02425/100=0.256m/s得kv=1.024 校核齿根弯曲疲劳强度=360MPa=240MPa=48.27MPa 计算轴承A的寿命PA= 预期寿命满足要求八、高速轴键联接的选择和验算大带轮装在高速轴轴端，需用键进行周向定位和传递转矩。由前面设计计算得知：V带带轮材料为钢 ，轴的材料为45钢，V带与轴的配合直径为35mm，V带轮毂长为70mm，传递转矩T=114.11Nm1.选择键的材料、类型和尺寸。a.键的材料选用45钢，b.选择最常用的A型普通平键，因为它具有结构简单，对中性好，装拆方便等优点。c.键的截面尺寸由键所在轴段的直径 d=35mm由标准中选定，键的长度由轮毂长确定，查表得bh=8*7,L=65mm.2.键联接的强度计算普通平键的主要失效形式是键，轴和轮毂三个零件中较弱零件的压溃。由于带轮材料是钢，许用挤压应力由表9-7（指导书135页）查得=100MPa。键的计算长度l=L-b=65-8=57mm =100Mpa安全九、减速器箱体的结构设计参照参考文献机械设计课程设计（修订版） 鄂中凯，王金等主编 东北工学院出版社 1992年第19页表1.5-1可计算得，箱体的结构尺寸如表8.1箱体的结构尺寸减速器箱体采用HT200铸造，必须进行去应力处理。设计内容计 算 公 式计算结果箱座壁厚度=（56）mm取=8mm箱盖壁厚度18=（6.4608）取1=8mm机座凸缘厚度bb=1.5=1.58=12mmb=12mm机盖凸缘厚度b1b1=1.51=1.58=12mmb1=12mm箱底座凸缘厚度PP=2.5=2.58=20mmP=20mm地脚螺钉直径和数目Df=16mm n=4Df=16mm n=4 通气孔直径Df=20mmDf=20mm地脚沉头座直径D0D0=45mmD0=45mm底座凸缘尺寸C1min=25mm C1min=25mm C2min=23mmC2min=23mm轴承旁连接螺栓直径d1d1= 12mmd1=12mm定位销直径d =(0.70.8)9=6.37.2d =7mm箱座盖连接螺栓直径d 2 =(0.50.6)16=89.6mmd 2 =8mm大齿轮顶园与箱内壁距离=1.289.6mm=10mm上下箱连接螺栓通孔直径d28 （1015）mm=10mm轴承盖螺钉直径和数目n,d3n=4, d3=8mmn=4d3=8mm检查孔盖螺钉直径d4d4=（0.30.4）16=4.86.4mmd4=6mm轴承端盖外径D1D1=(55.5) 7+62=97100.5取D1=100mm（凸缘）箱体外壁至轴承座端面距离KK= C1+ C2+(58)=32mmK=32mm机盖、机座肋厚m1,mm1=0.851=6.8mm, m=0.85=6.8mmm1=7mm, m=7mm十、润滑与密封1减速器齿轮传动润滑方式和润滑油的选择a.减速器齿轮传动润滑方式:油润滑；b.润滑油的选择：工业闭式齿轮油（GB/T59031995）代号为100。2减速器轴承润滑方式和润滑剂的选择 a.油润滑； b.润滑剂：150号机械油3.减速器密封装置的选择、通气器类型的选择 密封装置的选择：高速轴：毡圈 45 FZ/T920101991 低速轴：毡圈 53 FZ/T920101991十一、设计体会通过两周的课程设计，我从对机械设计的懵懂变为透彻了解，几乎没有睡眠的一周时间里，我主要掌握了以下几点：1、 对机械设计特别是单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计有了整体的印象；2、 通过复杂的数据计算，对机械设计基础课程所学习的内容进行了系统的回顾，将会更加深刻的掌握；3、 草图、零件图的绘制让我对机械制图的各项知识掌握的更加