单级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书.doc

目 录1、设计任务书11.1设计题目：带式运输机的齿轮减速器11.2传动装置简图11.3 工作条件11.4 原始条件12、设计目的23、运动参数的计算，原动机选择23.1 电动机的选择23.2 传动比的分配23.3 计算轴的转速、功率、转矩24、链条传动的设计计算34.1 选择链轮齿数34.2 确定计算功率34.3 选择链条型号和节距34.4 计算链条节数和中心距34.5 计算链速v，确定润滑方式34.6 计算压轴力35、齿传动的设计计算35.1 选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数35.2 按照齿面接触强度设计45.3 按齿根弯曲强度设计65.4 几何尺寸计算76、轴的计算86.1高速轴86.2低速轴：86.3低速轴的校核97、滚动轴承的选择及计算107.1轴承30207的校核107.2 轴承30308的校核118、连轴器的选择119、减速器附件的选择1210、润滑与密封1211、设计小结1212、参考资料12 1、设计任务书1.1设计题目：带式运输机的齿轮减速器1.2传动装置简图1.电动机 2.联轴器 3.单级斜齿圆柱论减速器 4.链传动 5.驱动滚轮 6.运动带1.3 工作条件1）使用期限10年，二班制（每年按300天计算）;2）载荷有轻微冲击;3）运输物品，货物;4）传动不可逆.1.4 原始条件1)工作机输入功率3.5KW;2)工作机输入转速170r/min.2、设计目的（1）培养理论联系实际的设计思想，分析和解决机械设计、选型和校核计算等方面的知识。（2）培养学生对机械设计的技能以及独立分析问题、解决问题能力。树立正确的设计思想，重点掌握典型齿轮减速器的工作原理和动力计算特点，为今后的实际工作奠定基础。（3）进行设计基本技能的训练，例如查阅设计资料（手册、标准和规范等）、计算、运用以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。进一步培养学生的CAD制图能力和编写设计说明书等基本技能。完成作为工程技术人员在机械设计方面所必备的设计能力的训练。3、运动参数的计算，原动机选择3.1 电动机的选择运动参数的计算，电动机的选择。3.1.1查表可得各传动机构的传动效率如下表： 效率齿轮链联轴器轴承(三对)卷筒0.970.960.990.990.96所以由上表计算出机构的总的传动效率总=0.9930.99 0.970.960.970.96=0.83计算电动机功率P电=3.5/0.83=4.21kw3.1.2选择电动机a)根据电机转速、电机所需的工作功率Pd考虑到传动装置尺寸、重量传动比与价格等因素，根据机械设计手册167页表12-1查得电动机型号为Y132S1-2， 额定功率为5.5KW，满载转速为2900r/min.b)分析电动机选择：同一功率的电动机通常有几种同步转速可供选用，同步转速高的电动机,级数越少,成本越低,所以应尽量选用同步转速高的电动机.3.2 传动比的分配 根据机械设计手册表8-1总传动比：i总=n电动/n筒=2900/170=17.059 i 总=i齿 i链 i链（6）i齿（4-6） 取i链3.9 ; i齿=4.43.3 计算轴的转速、功率、转矩n轴=2900/4.4=659r/min n轴=659/3.9=169(误差在5%内)p轴=5.50.990.99=5.39kw p轴=5.390.970.99=5.18 kwp轴=5.180.960.99=4.72 kwT轴=18.110.990.99=17.75 N/MT轴=17.750.970.994.4=74.99 N/MT轴=74.990.990.963.9=277.99 N/M项目电动机轴轴轴转速n29002900659169功率p5.55.395.184.72转矩T18.1117.7574.99277.99传动比i14.43.9效率0.990.970.964、链条传动的设计计算4.1 选择链轮齿数取小链轮的齿数Z1=23，大齿轮Z2i齿Z1=3.923=89.7（取91）4.2 确定计算功率由表9-6查得KA=1.1 由图9-13差得KZ=1.1，单排链，则计算功率为PCA=KAKZP电=1.11.15.5=6.66kw4.3 选择链条型号和节距根据PCA=6.66kw及n轴659r/min查图9-11，选10A-1，查表9-1，节距p=15.875mm.4.4 计算链条节数和中心距初选中心距ao=（30-50）p=（30-50）15.875=476.25-793.75 取ao=635mm 相应的链长节数为Lp =2a0/P + (Z1+Z2)/2 + P/a0 (Z2-Z1)2/(2)2=139.93节 取Lp=140节4.5 计算链速v，确定润滑方式v = Z1n轴 p/60000=4m/s由v=4m/s和链号10A-1，查图9-14可知润滑方式为油池润滑或油盘飞溅润滑。4.6 计算压轴力有效圆周力：Fe=1000P电/60000=1375N压轴力：FP=KFP Fe=1.151375=1581.25N5、齿传动的设计计算5.1 选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数1）按照传动装置见图所示的传动方案，选用直齿圆柱斜齿轮传动。2）运输机为一般工作机，速度不高，去选择齿轮精度等级为7级。3）材料由教材表10-1选择大、小轮的材料均为40Cr，并经调质及表面淬火，齿面硬度为4855HRC。4）取小轮齿数Z1=19，则大轮齿数Z2=194.4=83.6，取Z2=845）选取螺旋角。初选螺旋角5.2 按照齿面接触强度设计 确定公式内的各计算数值小齿轮传递的转矩T1=1.8104Nmm因大、小齿面均为硬齿面，故宜选取稍小的齿宽系数，现取=0.8由教材图10-21e查得计算解除疲劳强度许用应力（失效概率1%，安全系数S=1） N1=60n1jLh=6029001(2830010)=8.4109 N2=1.9109查教材图10-19，KHN1=0.9，KHN2=0.951= KHN1 /S=0.91100=990Mpa2= KHN2/S=0.951100=1045Mpa=1017.5Mpa由教材图10-30选取区域系数ZH=2.433试选=1.6由教材图10-26查得 查教材表10-6查得材料的弹性影响系数计算试算小轮分度圆直径计算圆周速度计算齿宽b及模数计算纵向重合度计算载荷系数K根据，7级精度，由教材图10-8查得动载荷系数；由教材表10-3查得;从教材表10-4中的硬齿面齿轮栏查得小齿轮相对支承非对称布置、6级精度、。考虑齿轮为7级精度，取，故载荷系数另由教材图10-13查得按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径。计算模数5.3 按齿根弯曲强度设计1）计算载荷系数由教材图10-20d查得齿轮的弯曲疲劳强度极限；由教材图10-18取弯曲疲劳系数 根据纵向重合度，从教材图10-28查得螺旋角影响系数计算弯曲疲劳许用应力。去安全系数S=1.4查取齿形系数由教材表10-5查得 查应力校正系数由教材表10-5查得 计算大、小齿轮的小轮的数值较大。设计计算对比就算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数与由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数相差不大，取标准值，取分度圆直径取，则，取5.4 几何尺寸计算计算中心距将中心距圆整为139mm按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故参数等不必修正。计算大、小齿轮的分度圆直径计算齿轮宽度圆整后 6、轴的计算6.1高速轴初步确定轴的最小直径初步将高速轴定为齿轮轴，从左至右分为1、2、3、4、5、6、7共七段。第一段：由于联轴器一端连接电动机，另一端连接输入轴，所以该段直径尺寸受到电动机外伸轴直径尺寸的限制，选为30mm。第二段：考虑到联轴器的轴向定位可靠，所以该段直径选为35mm。第三段：该段轴要安装轴承轴承选用30208型，即该段直径定为40mm。第四段：该段用于轴承的轴向定位，为便于轴承的拆卸，查表该端直径为47mm。第五段：该端按照齿轮设计。第六段：该段用于轴承的轴向定位，为便于轴承的拆卸，查表该端直径为47mm。第七段：该段轴要安装轴承轴承选用30208型，即该段直径定为40mm。其他尺寸参照上图！6.2低速轴：初步确定轴的最小直径=拟订轴上的零件装配方案，根据受力分析选择角接触球轴承，根据最小直径和安装轴承盖和齿轮的要求，初步定轴长和轴肩。选择圆锥滚子轴承30207 d =35mm D =72mm B=17mm T=18.25mmI-II段轴用于安装轴承30307，故取直径35mm,长度为16mm。II-III查机械设计手册，故取42mm长度为12mm。III-IV处安装大齿轮，故直径取40mm，长度为40mm。IV-V处安装轴承30307和轴套，故直径取35mm，长度为27.4mm。V-VI轴承端盖和密封圈，故直径取32mm，长度为67mm。VI-VI段连接链轮，故直径取25mm，长度为50mm。6.3低速轴的校核Fr1=1418.5NFr2=603.5N查得轴承30307的Y值为1.6Fd1=443NFd2=189N因为两个齿轮旋向都是左旋。故：Fa1=638N Fa2=189N精确校核轴的疲劳强度判断危险截面 由于截面IV处受的载荷较大，直径较小，所以判断为危险截面截面IV右侧的 截面上的转切应力为由于轴选用40cr，调质处理，所以，。综合系数的计算由，经直线插入，知道因轴肩而形成的理论应力集中为，轴的材料敏感系数为，故有效应力集中系数为查得尺寸系数为，扭转尺寸系数为，轴采用磨削加工，表面质量系数为，轴表面未经强化处理，即，则综合系数值为碳钢系数的确定碳钢的特性系数取为，安全系数的计算轴的疲劳安全系数为故轴的选用安全。7、滚动轴承的选择及计算7.1轴承30207的校核径向力派生力，轴向力由于，所以轴向力为，当量载荷由于，所以，。由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为轴承寿命的校核7.2 轴承30308的校核径向力派生力，轴向力由于，所以轴向力为，当量载荷由于，所以，。由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为轴承寿命的校核8、连轴器的选择由于弹性联轴器的诸多优点，所以考虑选用它。由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为，计算转矩为由于联轴器一端与电动机相连，其孔径受电动机外伸轴径限制，所以选用LX3（GB/T5014-2003）其主要的参数如下：公称转矩轴孔直径，轴孔长，9、减速器附件的选择通气器由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M181.5油面指示器选用游标尺M16起吊装置采用箱盖吊耳、箱座吊耳放油螺塞选用外六角油塞及垫片M161.510、润滑与密封齿轮的润滑采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为20mm。滚动轴承的润滑由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。润滑油的选择齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN15润滑油。密封方法的选取选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。11、设计小结由于时间紧迫，所以这次的设计存在许多缺点，比如说箱体结构庞大，重量也很大。齿轮的计算不够精确等等缺陷，我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中避免很多