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哈尔滨工业大学1机械设计课程设计学院：机械工程学院班级：机械 0602姓名：张兴学号：2006601103教师：王德钟哈尔滨工业大学2目录1 前言 .32 设计任务书 .33 传动方案的分析和拟定（附传动方案简图） .44 电动机的选择 .44.1 电动机功率选择 44.2 电动机转速选择 44.3 总传动比计算和分配各级传动比 55 传动装置运动和动力参数计算 .55.1 各轴转速的计算 55.2 各轴功率的计算 55.3 各轴扭矩的计算 56 传动零件的设计计算 .56.1 高速级齿轮传动的设计计算 5根据表 11.8，高速轴齿轮选用 40Cr 调质，硬度为 240260HBS 56.2 低速级齿轮传动的设计计算 77 轴的设计计算 .87.1 高速轴最小轴径计算 87.2 低速轴的设计计算 87.2.1 低速轴的结构设计 .97.2.2 低速轴的弯扭组合强度校核 .107.3 中间轴的设计计算 118 滚动轴承的选择和计算 .118.1 高速轴和中间轴上滚动轴承的选择 118.2 低速轴上滚动轴承的选择和计算 119 联轴器的选择 .129.1 输入轴联轴器的选择 129.2 输出轴联轴器的选择 1210 键联接的选择和计算 .1210.1 高速轴和中间轴上键联接的选择 1210.2 低速轴上键联接的选择和计算 1211 润滑方式、润滑剂牌号及密封装置的选择 .1311.1 润滑方式 1311.2 润滑油牌号 1311.3 密封装置 1312 其他技术说明 .1313 结束语 .13设计小结： 13参考资料 14哈尔滨工业大学31 前言本学期学了机械设计，在理论上有了一些基础，但究竟自己掌握了多少，却不清楚。并且“纸上学来终觉浅，要知此事需躬行” 。正好学校又安排了课程设计，所以决定这次一定要在自己能力范围内把它做到最好。2 设计任务书 机械设计基础课程设计任务书专业 班级 设计者 学号 设计题目：带式输送机传动装置二级斜齿圆柱齿轮减速器设计设计带式输送机传动系统。采用两级圆柱齿轮减速器的传动系统参考方案（见图） 。带式输送机由电动机驱动。电动机 1 通过联轴器 2 将动力传入良机圆柱齿轮减速器 3，在通过联轴器 4，将动力传至输送机滚筒 5，带动输送带 6 工作。原始数据：输送带有效拉力 F=2800N输送机滚筒转速 n=60r/min （允许误差5% ）输送机滚筒直径 D=350mm减速器设计寿命为 10 年（250 天/年） 。工作条件：两班制（15h/天） ，常温下连续工作；空载起动，工作载荷平稳，单向运转；三相交流电源，电压为 380/220 伏。设计任务：1、减速器装配图 1 张（0 号或 1 号图纸） ；2、零件图 2 张（低速轴及上面大齿轮，3 号或号图纸）3、设计计算说明书一份设计期限：2008 年 6 月 23 日至 2008 年 7 月 4 日颁发日期：2008 年 6 月 23 日哈尔滨工业大学43 传动方案的分析和拟定（附传动方案简图）题目要求设计带式输送机传动装置，二级斜齿圆柱齿轮减速器，为了提高高速轴的刚度，应是齿轮远离输入端，为了便于浸油润滑，轴需水平排放，任务书中给出的参考方案可以采用。4 电动机的选择4.1 电动机功率选择因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式 Y（IP44）系列的电动机。选择电动机功率 Ped设：工作机（卷筒）所需功率 PW卷筒效率 W电机至卷筒轴的传动总效率 a（减速器效率）电机需要的功率 Pd KDF17.310654.328106nw W.96.092.7.9.3ad 取 k4edP哈尔滨工业大学54.2 电动机转速选择查手册取min/r15048niad min/140rd选定电机为 Y112m-44.3 总传动比计算和分配各级传动比24601ia3.41ia58.ii2a5 传动装置运动和动力参数计算5.1 各轴转速的计算 min/r140ned1258/2ii/63r5.2 各轴功率的计算 kwpd8.392.01572k9.3 wp3209卷5.3 各轴扭矩的计算 mnnpTdd 39.24.0952.01 68.17.8.12 53909343 mnT4.2.卷哈尔滨工业大学66 传动零件的设计计算6.1 高速级齿轮传动的设计计算根据表 11.8，高速轴齿轮选用 40Cr 调质，硬度为 240260HBS因为是普通减速器，由表 11.20 选精度等级为 8，要求齿面粗糙度 Ra3.26.3m。圆周速度小于等于 10m/s。由于该减速器是闭式齿轮传动，且齿面为硬度 HBS 小于 350 的软面齿，齿面点蚀是主要的失效形式。应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度。因两齿轮均为钢质齿轮，可应用式（11.36）求出 值。1d确定公式内的各计算值查表 11.10 取 K=1.1取小齿轮的齿数 ，中间轴大齿轮齿数 取20z1 6.158.20zi1212z初选螺旋角 512查表 11.19 取 .d查表 11.11 取 89ZE查图 11.23 得 a1lim70MPHa2lim560PH查表 11.23 的 S9h1 14.346nlj LN8210.5./查图 11.26 的 1NZ.2由式（11.15）的 a1lim1 70MPSHNHa2li2 586.Z1.3)17.3()d3 21HEdKT哈尔滨工业大学7取49.1cos1212zdmn21nm圆整后取6.3cos)(1212an 3512a圆整中心距后确定螺旋角 5612049.)(rcos1212 zn主要尺寸计算mzn90.4cosd121.122n取 9.40.db45b2016.2 低速级齿轮传动的设计计算选用 45 钢调质，硬度为 217255HBS因为是普通减速器，由表 11.20 选精度等级为 8，要求齿面粗糙度 Ra3.26.3m。圆周速度小于等于 10m/s。由于该减速器是闭式齿轮传动，且齿面为硬度 HBS 小于 350 的软面齿，齿面点蚀是主要的失效形式。应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度。因两齿轮均为钢质齿轮，可应用式（11.36）求出 值。3d确定公式内的各计算值查表 11.10 取 K=1.1取中间轴小齿轮的齿数 ，低速轴齿轮齿数 取30z2 1293.40zi324129z初选螺旋角 1534查表 11.19 取 .d查表 11.11 取 89ZE查图 11.23 得 a3lim560MPHa4lim50PH查表 11.23 的 1S哈尔滨工业大学882310.5N43/查图 11.26 的 .NZ1.4N由式（11.15）的 a3lim3 5860MPSHHa4li41.ZN25.)17.3()d3HEdKT取8.cos3434zmn34nm圆整后取609.1cos2)(3434an 16534a圆整中心距后确定螺旋角 5291873.2)(arcos3434 zn主要尺寸计算mzn21.6cosd3435.7344n取 490.6821.db68b4753齿轮 4 的齿顶圆直径大于 200 小于 500，应做成腹板式，轮毂宽度取 80mm。7 轴的设计计算7.1 高速轴最小轴径计算此减速器的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，故选用 45 钢并调质处理按扭转强度估算轴径（最小直径）根据表 16.2 的 C=107118 又由式（16.2）得 mnPC13.6.4106.3)807(d3 哈尔滨工业大学9联轴器有键槽加大 3%5%的 15.0716.94mm。 取最小轴径 20mm。7.2 低速轴的设计计算根据表 16.2 的 C=107118 又由式（16.2）得 mnPC28.4506.139.)1807(d3 联轴器有键槽加大 3%5%的 42.2947.54mm。 取最小轴径 45mm。7.2.1 低速轴的结构设计作装配简图，取齿轮与齿轮之间间距 15mm，齿轮与箱体内壁间距 15mm，轴承端面到箱体内壁距离 5mm，上端轴颈长 45mm，轴头长 80mm，齿轮上端用轴环定位，下端用套筒定位，齿轮的周向固定采用平键联接，又各齿轮的宽度确定，作装配简图如下，并标出相应的尺寸关系。齿轮轮毂宽度为 80mm，为保证齿轮固定可靠，该轴颈长度应小于齿轮轮毂宽度，取为77mm。确定轴的结构如下哈尔滨工业大学107.2.2 低速轴的弯扭组合强度校核画轴的受力图计算轴上受力 NdTFt 43.0243哈尔滨工业大学11NFntr 49.152cosa343ta 0.83计算轴承处支反力 NFdFraHA 57.136.57120343raB 92.86.0343NFtVA176.51203tVB35.2.3计算危险截面弯矩 m7.192NMVH右 5360)(2eTa3.16.0Pee查表 16.3 得 ，满足 的条件，故设计的轴有足够的强度，aM0b1be1并有一定的裕度。7.3 中间轴的设计计算根据表 16.2 的 C=107118 又由式（16.2）得 mnPC2.859.283.)107(d3 联轴器有键槽加大 3%5%的 26.3629.63mm。 取最小轴径 30mm。8 滚动轴承的选择和计算8.1 高速轴和中间轴上滚动轴承的选择因为是斜齿轮所以选角接触球轴承，高速轴轴颈直径 25mm，中间轴轴颈直径30mm，可分别选用 7205C、 7206C 轴承。哈尔滨工业大学128.2 低速轴上滚动轴承的选择和计算因为是斜齿轮所以选角接触球轴承，低速轴轴颈直径 55mm，可选用 7211C 轴承。NFVAH74.1862raBrb 53查表 17.7 得， rs.0SB0. NFSB70.192AaSBF921.871923所以 A 端压紧，B 端放松。NS0.a FSBaA0.3对 A 端， 对 B 端，5.eoraAC27.eoraCF18.raF4rB查表 17.10 得， .0Ax30.1Ay4.Bx1By查表 17.11 得， PfNFyxaArA.57)(fBrBP4321查手则得 7211C 轴承 Cr=52800N.取 =3， 1fThpCfnLrTh 4.2950357860160133轴承要求寿命为 2501015=37500h. 所以轴承满足要求。9 联轴器的选择9.1 输入轴联轴器的选择电动机 Y112M-4 的轴径为 28mm，轴头长 60mm；减速器输入轴轴头直径 20mm，长42mm。所以可选用 。8432420851GBJATL联 轴 器9.2 输出轴联轴器的选择减速器输出轴轴头直径 45mm，长 80mm，卷筒轴直径 45mm，长 90mm。所以可选用哈尔滨工业大学13。8654384101GBAJYL联 轴 器10 键联接的选择和计算10.1 高速轴和中间轴上键联接的选择高速轴上键联接用于固定联轴器的周向运动，轴头直径 20mm，长 42mm,且联轴器轴孔为 J 型，键可选用 C 型键。根据设计手册查得，轴的直径为 1722mm 时，键的公称尺寸为 66，键的长度可选 40mm。所以选定键为 键 C640 GB1096-79（90） 。中间轴上键联接用于固定齿轮的周向运动，轴颈直径 36mm，长为 43mm、73mm。根据设计手册查得，轴的直径为 3038mm 时，键的公称尺寸为 108，键的长度可选36mm、63mm。所以选定键为 键 1036 GB1096-79（90） 、键 1063 GB1096-79（90） 。10.2 低速轴上键联接的选择和计算低速轴上键联接用于固定联轴器的周向运动和齿轮的周向运动，轴头直径 45mm，长80mm,且联轴器轴孔为 J 型，键可选用 C 型键; 轴颈直径 66mm，长为 74mm。根据设计手册查得，轴的直径为 4450mm 时，键的公称尺寸为 149，键的长度可选 70mm。轴的直径为 6575mm 时，键的公称尺寸为 2012，键的长度可选 63mm。所以选定键为 键 C1470 GB1096-79（90） 、键 2063 GB1096-79（90） 。键联接强度的校核：aMPdhlT67.485126.39403jy al 2.3jy查表 8.2 得， （铸铁） （钢）ajy807Pajy150P所以键联接满足强度要求。11 润滑方式、润滑剂牌号及密封装置的选择11.1 润滑方式齿轮的润滑采用浸油润滑，浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为 25mm。再加齿轮到箱底的距离 15mm，所以油深 40mm。滚动轴承的润滑采用飞溅润滑，需开设油沟。哈尔滨工业大学1411.2 润滑油牌号 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-CKC90110 润滑油11.3 密封装置选用凸缘式端盖易于调整，采用毡圈油封密封圈实现密封。 密封圈型号按所装配轴的直径确定为 毡圈 25JB/ZQ4606-86 毡圈 55JB/ZQ4606-86。12 其他技术说明1.装配轴承时，应在轴承内涂上适量的ZN-4钠基润滑脂（GB492-77）；2.安装任一调整环时，滚动轴承的总轴向间隙应调整到0.40.2范围内；3.机座与机盖合箱面上允许涂以密封油漆，但禁止使用任何衬垫；4.装配好的减速器
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