两级圆柱斜齿轮减速器(第七组数据)课程设计.doc

第一部分 传动方案分析为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动方案，可先由已知条件计算其驱动传送带主动轴鼓轮的转速nw ,及 一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为11或16。根据总传动比数值，可初步拟定出以二级传动的传动方案。即采用两级圆柱齿轮减速箱的展开式。该方案一般采用斜齿轮，其总传动比较大，结构简单，制造成本也较低，应用最广。由于齿轮相对于轴承为不对称布置，因而沿齿宽载荷分布不均匀，要求轴有较大刚度。第二部分 选择电动机1，电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。2，动机功率的选择(1)工作机所需的功率由本书p.7式(2-2)(2)电动机输出功率Pd 由本书P.7表2-4查取V带传动，滚动轴承，齿轮传动，弹性联轴器的效率分别为， ， ，由因为传送带的效率为，则传动装置总效率为：=0.84设计计算及说明则，(3)电动机额定功率Ped由本书p.196按表20-1确定电动机额定功率为。3，电动机的转速 为了便于选择电动机的转速，先推算电动机转速的可选范围。由本书p.4查得V带传动常用传动比范围iv=24,单级圆柱齿轮传动比范围i2=36,传送带传动比i3=1,则电动机转速可选范围为 可见同步转速为1000r/min ,1500r/min 和3000r/min的电动机均符合。这里初步选分别为1000r/min和1500r/min的两种电动机进行比较，如下表： 方案电动机型 号额定功率( kW)电动机的转速(r/min)电动机的质量(kg)同步满载1Y112M1-4415001440432Y132M1-641000960734，计算传动装置总传动比和分配各级传动比(1)传动装置总传动比 ，(2)分配各级传动比取V带传动的传动比iv=2.5 ，则两级减速箱的传动比为： , , 由上述各式子可解得， ， 因为所得的iF和iS的值符合一般圆柱齿轮传动比的常用范围，故可选方案1；又因为方案2得出的iF和iS的值不符合一般圆柱齿轮传动比的常用范围，所以不选。第三部分 计算传动装置的运动和动力参数1,各轴的转速设电动机的轴为0轴，减速箱的高速轴为1轴，中速轴为2轴，低速轴为3轴，则各轴的转速为：2,各轴的输入功率按电动机额定功率Ped计算各轴输入功率，即3,各轴的转矩将以上计算结果整理后列于下表，供以后计算使用：项目电动机轴0高速轴1中速轴2低速轴3转速（r/min）144057614145功率（kw）43.83.653.51转矩（Nm）26.5363247.22744.9第四部分 V带传动的设计计算1, 确定计算功率Pca Pca=KAP由表8-7（P156,机械设计第七版 高等教育出版社,该书以下简称课本）可知：KA=1.2由电动机选型可知: P=4 kw 2, 选择V带的带型根据传动的形式，选用普通V带；再根据Pca、n1，由课本p.157图8-11知：确定选用A型V带。3, 确定带轮的基准直径dd并验算带速v。(1)初选小带轮的基准直径dd1。由课本p.155157表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径dd1=90mm。(2)验算带速v。 按课本p.150式8-13验算带的速度 4.确定中心距和带长（1）、初选中心距 取由公式得从动带轮直径 （2）、求带的计算基准长度L0，由式13-2得由教材表5.3选取带的基准长度Ld=1400mm(3)、计算中心距:a (4)、确定中心距调整范围 5.验算小带轮包角1 6.确定V带根数Z (1)、由d1=90 n1=1440r/min，查教材表5.7a,并用内插值法得 P0=1.07Kw , (2)、由教材表5.7b查得P0=0.17Kw (3)、由教材表5.8查得包角系数 (4)、由教材表5.9查得长度系数KL=0.96 (5)、计算V带根数Z 取Z=5根 7计算单根V带初拉力F0。 q由可教材表5.1得q=0.10kg/m 8计算对轴的压力FQ，由可教材表5.1得q=0.10kg/m 9确定带轮的结构尺寸 小带轮基准直径d1=90mm采用实心式结构。大带轮基准直径d2=225mm，采用孔板式结构。第五部分.齿轮的设计（一）高速级齿轮传动的设计计算 齿轮材料，热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故小齿轮选用硬齿面渐开线斜齿轮, 大齿轮选用软齿面渐开线斜齿轮。（1） 齿轮材料及热处理 材料：高速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=22高速级大齿轮选用钢淬火，齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=iZ=4.0822=89.76 取Z=90 齿轮精度按GB/T100952008，选择8级。 初选螺旋角=15初步设计齿轮传动的主要尺寸按齿面接触强度设计确定各参数的值:试选=1.5选取区域系数 Z=2.45 端面重合度 查课本表7.7得： =189.8MP 由表7.8得: =1T=95.510=95.5103.8/576=6.310N.mm由课本公式计算应力值环数N=60nj =605761（2830010）=1.6610hN= N/i =4.110h (i为齿数比,即i=)查表7.2得齿轮材料的接触疲劳极限应力分别为 =1060Mpa =1060Mpa查教材图7.3得：K=0.9 K=0.93齿轮的疲劳强度极限取失效概率为1%,安全系数S=1,应用公式得:=0.91060=954 =0.931060=955.8 许用接触应力 =(+)/2=969.91.31.3=1240.2Mpa故=969.9Mpa3.设计计算小齿轮的分度圆直径d=计算圆周速度计算齿宽b和模数计算齿宽b b=32.1mm计算齿宽与高之比 =/(2.25)=10.123计算载荷系数Kv=1.05查教材表7.4得，使用系数=1根据,8级精度, 查教材由图7.5得动载系数K=1.05,K查教材由表7,6得K的计算公式:K= +0.1910b =1.52查教材图7.6得: K=1.36查教材表7.5 得: K=1.1故载荷系数:KK K K K =11.051.11.36=1.57按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径d=d=32.1=33.83计算模数=4. 齿根弯曲疲劳强度设计由弯曲强度的设计公式 确定公式内各计算数值 小齿轮传递的转矩63000Nmm 确定齿数z取z22，zi z4.082289.76 z90计算当量齿数zz/cos22/ cos1524.41 zz/cos90/ cos15100 初选齿宽系数 按非对称布置，由表查得1 初选螺旋角 初定螺旋角 15 载荷系数KKK K K K =11.051.11.36=1.57 查取齿形系数Y和应力校正系数Y查教材表7.9，并用内插值法得:齿形系数Y2.638 Y2.202 应力校正系数Y1.584 Y1.779 螺旋角系数Y轴面重合度=0.318=1.875,以=1代入下式Y10.875 计算大小齿轮的 取安全系数S1.4工作寿命两班制，10年，每年工作300天小齿轮应力循环次数N=60nj =60553.81（2830010）=1.59510h大齿轮应力循环次数N= N/i =4.110h查教材表7.2得到弯曲疲劳强度极限小齿轮 大齿轮查教材图7.4得弯曲疲劳寿命系数:K=0.88 K=0.9 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4=Mpa=Mpa 小齿轮的数值大.选用. 设计计算 计算模数对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，查教材表7.10,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=33.83来计算应有的齿数.于是由:z=21.6 取z=22那么z=4.0822=90 几何尺寸计算计算中心距 a=116将中心距圆整为100按圆整后的中心距修正螺旋角=arccos计算大.小齿轮的分度圆直径d=45.55d=186.34计算齿轮宽度B=圆整的 （二） 低速级齿轮传动的设计计算 材料：低速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为小齿轮 230HBW 取小齿齿数=22速级大齿轮选用钢淬火，齿面硬度为大齿轮 50HRC z=3.1422=69.08圆整取z=70 齿轮精度按GB/T100952008，选择7级。 按齿面接触强度设计1. 确定公式内的各计算数值试选K=1.5取区域系数Z=2.425试选取端面重合度=1.621应力循环次数N=60njL=601411(2830010)=4.0610 N=1.2910由教材图7.3查得接触疲劳寿命系数K=0.93 K= 0.92查教材表7.2和表7.3按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限,大齿轮的接触疲劳强度极限取失效概率为1%,安全系数S=1,则接触疲劳许用应力=996.41.215齿轮端面与内机壁距离10机盖，机座肋厚9 8.5轴承端盖外径+（55.5）120（1轴）125（2轴）150（3轴）轴承旁联结螺栓距离120（1轴）125（2轴）150（3轴）第十二部分. 设计小结这次关于带式运输机上的两级展开式圆柱斜齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过二个星期的设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础.1. 机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、公差与配合、CAD实用软件、机械工程材料、机械设计手册等于一体。2. 这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想;训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反系和解决工程实际问题的能力;巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。3. 在这次的课程设计过程中,综合运用先修课程中所学的有关知识与技能,结合各个教学实践环节进行机械课程的设计,一方面,逐步提高了我们的理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力,特别是提高了分析问题和解决问题的能力,为我们以后对专业产品和设备的设计打下了宽广而坚实的基础。4. 本次设计得到了指导老师的细心帮助和支持。衷心的感谢老师的指导和帮助.5. 设计中还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识，继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力。