一级圆柱斜齿减速器课程设计244.2%36nr%420%167
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减速器课程设计
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一级圆柱斜齿减速器课程设计244.2%36nr%420%167,减速器课程设计
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0 山东科技大学泰山科技学院 实习（课设）报告书 课程： 机械设计基础 题目： 设计皮带式输送机传动装置的一级圆柱齿轮减速器 专业班级：机制 05-4 学生姓名：李海龙 刘建华 指导教师：黄玉果 闵国林 崔希海 完成日期： 2007-6-9 nts1 目录 一、 设计任务书 -2 二、 前言 -3 三、 运动学与动力学计算 -4 四、 传动零件设计 计算 -7 五、 轴 的设计计算 与校核 -13 六、 键 的选择及校核 -22 七、 箱体的设计 -26 八、 轴承盖的选择 -27 九 、 润滑与密封 -29 十 、 减速器附件及说明 -29 十一 、设计小结 -31 十二 、参考资料 -32 nts2 机械设计基础课程设计任务书 设计题目： 设计皮带式输送机传动装置的一级圆柱齿轮减速器 运动简图： 原始数据 已知条件 卷筒切向力 F/N 卷筒直径 D/mm 卷筒转速 n/r min 1 数据 4200 420 36 工作条件： 单向转动，轻微振动，连续工作， 两班制，使用期限 5 年，卷筒转速允许误差为 5 设计工作量： 设计说明书 1 份 减速器装配图 1 张 减速器零件图 2 张 nts3 前言 传动装置的总体设计，主要是分析和拟定传动方案，选择电动机型号。 设计总传动比和分配各级传动比，计算传动装置的运动和动力参数，为设计传动件和装配草图提供依据，传动装置的传动方案是否合理，将直接影响机器的工作性能、重量和成本。 带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其它形式大，但传动平稳，能缓冲吸振，宜布置在 传动系统的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。 链传动 传动平稳性差，宜布置在低速级。 斜齿轮传动较直齿轮平稳，相对应用于低速级。 一般情况下，总是将改变运动形式和机构布置在传动系统的末端。 nts4 运动学与动力学计算 一、 传动方案拟定 根据工作条件和 原始数据，拟定传动方案： 选择 A 方案，设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动 二、电动机选择 1、选择电动机： （ 1）选择电动机类型 按工作要求和条件选取 Y 系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机 。 （ 2）选择电动机容量 工作机所需的功 率 Pw=wTwNw9550=3.54kw 其中带式输送机的效率 w = 0.94 其中 为电动机至滚筒主动轴传动装置的总效率。包括 V 带传动，一对齿轮传动，两对滚动轴承及联轴器等的效率计算如下： = b g r c V 带传动效率 b = 0.96 ，一对齿轮传动效率 g = 0.98，一对滚动球轴承效率 r = 0.99，联轴器效率图 3-1 Pw = 3.54kw 由表 10-1 nts5 c = 0.995。因此， = 0.96 0.98 99.0 2 0.995 = 0.917 所以 PO = Pw= 917.0 54.3= 3.86kw 根据 PO选取电动机的额定功率 Pm = Pm = （ 11.3）PO = 3.865.02Kw , 电动机的额定功率为 Pm = 4Kw，电动机的额定功率为 Pm = 4Kw （ 3）选择电动机的转速 V 带传动比 ib = 24，单级圆柱齿轮传动比 ig = 35，则总传动比的范围为 i= （ 2 3） （ 4 5） = 620. 电动机的转速范围应为 n = i nw = （ 620） 36 = 216 720 综合考虑电动机和传动装置的情况选择同步转速为720v/min. 选择电动机的型号为 Y160M1-8，其满载转速 m = 720. 此外，电动机的中心高，外形尺寸，轴伸尺寸等均可查表得出 2. 各级传动比的分配 （ 1）计算总传动比 i=NwNm=36720=20 (2)分配各级传动比 = 0.917 Po = 3.84kw 由表 3-2 由表 10-110 nts6 为使带传动的尺寸不至过大，满足 ib120 (7)计算带的根数 由式（ 5-22）得 Z=KaKlPP Pd /)21( 由 dd1=125mm N1=720r/min, 查表 5-9 得P1=1.34Kw 由 i=4,N1=720r/min,查表 5-10，得 P1=0.22Kw 由 1=154.7，查表 5-14 得 P1=0.927Kw 查表 5-15，由 Ld=2800 得 KL=1.05 V=4.71m/s 合适 Ld=2800mm a=890mm =154.7 合适 nts9 Z=05.19 2 7.0)22.034.1( 2.5 =3.42 取 Z=4 根 (8)计算初拉力 由表（ 5-23）得 FO=500 KaZv PdKa )5.2( +qV2 查表 5-4， B 型带， q=0.17Kg/m FO =500 71.44927.0 2.5)927.05.2( +0.71 71.4 2 =237.9N (9)计算对轴的压力 由式（ 5-24）得 FQ =2ZFOsin( /2) =2 4 237.9 sin(154.7/2) =1857N (10)带轮结构设计工作图 2齿轮 （ 1）选定齿轮传动类型，精度等级，材料，热处理方式，确定许用应力，选用 斜齿轮传动。 考虑此减速器的功率较大，故大小齿轮都用软齿面，选大小齿轮的材料为 45 钢，调质淬火，硬度为 4050HRC（表 7-7），齿轮按 7 级精度制造（表7-9） 6Hlim=1150Mpa【图 7-33（ b）】 , 6Flim=380Mpa 【图 7-34（ b）】 SH=1,SF=1(表 7-12)， YX=1（图 7-35） Z=4 根 FO=237.9N FQ =1857N nts10 故【 H】 =SH6Hlim=1150Mpa 【 F】 =SF6Flim=330Mpa (2)按轮齿弯曲疲劳强度设计 按式（ 7-55）计算齿轮的模数 MnfdYYfsYKTz 22c o s2 mm 确定公式内的各计算数值 初步选定齿轮参数 Z1=36， Z2=UZ1=5 36=180 d=1.2(表 7-13) 初选 =14 小齿轮的名义转距 T1=9550P/n=9550 3.84/180=203.7N/m=2.037 105 N mm 计算载荷系数 K KA=1.25(表 7-10) 初估速度 V=1m/s,VZ/100=0.24m/s Kv=1.01 图 7-28（ b） =【 1.88-3.2(2111 ZZ )】 cos =【 1.88-3.2(1801361 )】 cos14 =1.72 =dZtan = 362.1 tan14 =3.43 H=1150Mpa F=330Mpa Z1=36 Z2=180 T1=2.037 105 N mm T nts11 = + =1.72+3.43=5.15 K =1.43 K =1.07 K=KAKV K K =1.25 1.01 1.43 1.07=1.93 查取复合齿形系数 YFS ZV1=cos 31Z =1436cos3=39.41 查图 7-32得 YFS1=4.38 ZV2=cos 32Z =14180cos3=197.04 YFS1=3.95 计算大小齿轮的FYfs2并加以比较 FYfs2=33038.4=0.013322FYfs=33095.3=0.012 计算重合度系数 Y Y =0.25+75.0=0.25+72.175.0=0.6860(式 (7-41) 设计螺旋角系数 Y Y =1- 120=1-3.43 12014=0.5998( 式(7-56) 设计计算 Mn3 22c o s2fdYYfsYKTZ =1.38 取 Mn=1.5mm(表 7-2) （ 3）几何尺寸计算 中心距 a a=cos2 )21( ZZMn = 14cos2 )18036(5.1=166.960mm =1.72 =3.43 =5.15 K=1.93 ZV1=39.41 ZV2=197.04 Y =0.6860 Y =0.5998 Mn=1.5mm nts12 取 a=167mm 修正螺旋角 =arccosa MnZZ 2 )21( = arccos1672 )18036( Mn 1.5 =14 03 用值与初选值相比改变不多，故参数 K等不必修正 大小齿轮分度圆直径 d1,d2及齿宽 b1,b2 d1=cos 1MnZ= 0314cos 365.1=55.67mm d1=cos 2MnZ= 0314cos 1805.1=278.34mm b= dd1=1.2 55.67=66.80mm 圆整后， b2=72mm b1=82mm (4)校核齿面接触疲劳强度 Z = 3)1)(4( = )72.1 43.33 )43.31)(72.14( =0.384 式（ 7-53） Z = cos = 0314cos =0.9849 式（ 7-53） ZE=189.8 Mpa (表 7-11) ZH=2.42(图 7-31) H = Z Z ZE ZHvbuKTd12)1(12 =189.8 2.42 0.384 a=167mm =14 03 d1=55.67mm d1278.34mm b=66.80mm Z =0.384 Z =0.9849 nts13 0.9849567.557260 3 7.293.12 10 2 =357.2Mpa p 所以挤压强度足够 （ 3）确定键槽尺寸 由普通平键标准查得轴槽深 t=5.5mm, 毂槽 深t1=3.8mm. p= 111.74MPa 【 p】 p 强度足够 nts24 （ 3） 轴齿轮上的键 （ 1）键的类型及其尺寸选择 齿轮传动要求齿轮与轴的对中性好，故选用 A 型平键联接 根据轴径 d=40mm,由表 4-1 查得键宽 b=12mm,键高h=8mm,故轮毂长度为 70mm,故标准键长 L=63mm。 （ 2）验算挤压强度 将 l=L-b=63-12=51mm,k=0.4h=0.4*h=3.2mm 代入公式（ 4-1）得挤压力为： p=kldT 1032 =40512.3 2037122 =62.41MPa 由表 4-2 查得：轻微冲击载荷的许用挤压应力 【 p】 =100 p 所以挤压强度足够 （ 3）确定键槽尺寸 由普通平键标准查得轴槽深 t=5.0mm, 毂槽 深t1=3.3mm. （ 4） 带 轮上的键 （ 1）键的类型及其尺寸选择 选用 A 型平键联接 根据轴径 d=31.5mm,由表 4-1查得键宽 b=10mm,键高h=8mm,取标准键长 L=45mm。 （ 2）验算挤压强度 t=7.5mm t1=4.9mm p= 136.42MPa 【 p】 p 强度足够 t=5.5mm t1=3.8mm nts25 将 l=L-b=45-10=35mm,k=0.4h=0.4*h=3.2mm 代入公式（ 4-1）得挤压力为： p=kldT 1032 =5.31352.3 2037122 =115.48MPa 由表 4-2 查得：轻微冲击载荷的许用挤压应力 【 p】 =120 p 所以挤压强度足够 （ 3）确定键槽尺寸 由普通平 键标准查得轴槽深 t=50mm, 毂槽 深t1=3.3mm. p= 62.41MPa 【 p】 p 强度足够 t=5.0mm t1=3.3mm nts26 减速器箱体的设计 【 p】 p 强度足够 t=50mm t1=3.3mm 名称 符号 尺寸关系 =12mm 1=10mm b=18mm b1=15mm b2=30mm df=16mm n=6mm d1=12mm d2=10mm 箱体壁厚 箱盖壁厚 箱座 箱盖 箱座底凸缘厚度 地脚螺栓直径 地脚螺栓数目 轴承旁连接螺栓直径 箱盖箱座连接螺栓直径 轴承端盖螺钉直径 1 b b1 b2 df n d1 d2 d3 0.025a+ 8 1=o.85 b=1.5 b1=1.5 1 b2=2.5 df=16 n=6 d1=0.75df d2=(0.5-0.6)df d3=10,n=4(7312CJ),d3=12,n=6(7207CJ) nts27 检查孔盖螺钉直径 df至箱外壁距离 d1至箱外壁距离 d2至箱外壁距离 df至凸缘边缘距离 d2至凸缘边缘距离 轴承座外径 轴承旁连接螺栓距离 轴承旁凸台高度 轴承旁凸台半径 箱外壁轴承座端面距离 箱盖筋厚 箱座筋厚 大齿轮顶圆与箱内壁距离 齿轮端面与箱内壁距离 d4 c1 c2 DO RO r D2 S h R1 L1 m1 m 1 2 d4=6 c1=16 c2=14 DO=24 RO=24 r=3 D2=D+(5 5.5)d3 S D2 h=80 R1=C2 L1=C1+C2+(5 8) m10.85 m0.85 1 1 1。 28 2 8 d4=6mm c1=16mm c2=14mm DO=24mm RO=5mm r=3mm D2=172mm S=170mm h=80 R1=14mm L1=36mm m1=12mm m=10mm 1=15mm 2=13mm 轴承盖的选择 两个 轴承盖均选用凸缘式 7207 轴承的轴承盖 d3=10mm nts28 d0=d3+1=11mm D=72mm(表 10-38) D0=D+2.5d3=97mm D2=D0+2.5d3=122mm D4=D-(10 15)mm,D4=60mm D =D-(3 4)mm,D =68mm e=1.2d3=12mm e1=(0.1 0.15)D e， e1=12mm b=6mm h=5mm 7312CJ 轴承的轴承盖 d3=12mm d0=d3+1=13mm D=130mm(表 10-38) D0=D+2.5d3=160mm D2=D0+2.5d3=190mm D4=D-(10 15)mm,D4=118mm D =D-(3 4)mm,D =126mm e=1.2d3=14.4mm e1=(0.1 0.15)D e， e1=18mm b=8mm h=7mm nts29 润滑与密封的选择 1 润滑 因齿轮圆周速度较小，采用浸油润滑，浸油深度 h=10mm,润滑油的深度 H=40mm。 轴承选用脂润滑，选用钙基 2 号钠基 3 号润 滑脂。 2. 密封 轴伸出处毡圈式密封 轴承室内侧选用挡油环密封 箱盖与箱座接合面开回油沟密封 减速器附件及说明 1， 窥视孔盖 A=150250mm A=100mm B=75mm A1=150mm B1=100mm C=125mm C1=60mm J=80mm R=12mm 螺钉尺寸 M6 20 螺钉数 4 2 六角头油 塞 d=M20 1.5 D0=30mm nts30 L=28mm l=15mm a=4mm D=25.4 s=22mm D1=21mm d1=22mm 材料 Q235 3 通气管 d 为 M16 1.5 D=22mm D1=19.6mm s =17mm L=23mm l=12mm a=2mm d1=5mm 4.游标尺 d 为 M12 d1=4mm d2=12mm d3=6mm h=28mm a=10mm b=6mm c=4mm D=20mm D1=16mm 5.吊耳和吊钩 （ 1）吊耳环（铸在箱盖上） d=b (1.8 2.5) 1=20mm R (1-1.2)d=24mm e (0.8 1)d=18
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