二级圆柱齿轮减速器.doc

一、 课程设计任务书课程设计题目：设计带式运输机传动装置（简图如下）1运输机2卷筒3联轴器4二级圆柱齿轮减速器5电动机 原始数据： 滚筒直径D（mm）输送带工作拉力F(N)输送带工作速度V（m/s）每日工作小时数T（h）工作年限 （年）52020002.0245二、 设计要求1、 部件装配图一张（A0或A1）2、 零件工作图1-2张3、 设计说明书一份三、 设计步骤1、 传动装置总体设计方案本组设计数据：输送工作拉力：2000N。输送带工作速度：2.0m/s。卷筒直径：520mm。1) 外传动机构为联轴器传动。2) 减速器为二级同轴式圆柱齿轮减速器。3) 方案简图如下：4）该方案的优缺点：瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠，径向尺寸小，结构紧凑，重量轻，节约材料。轴向尺寸大，要求两级传动中心距相同。减速器横向尺寸较小，两大吃论浸油深度可以大致相同。但减速器轴向尺寸及重量较大；高级齿轮的承载能力不能充分利用；中间轴承润滑困难；中间轴较长，刚度差；仅能有一个输入和输出端，限制了传动布置的灵活性。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。2、电动机的选择1）选择电动机类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，电压380V。2）选择电动机的容量工作机的有效功率为 Pw=Fv=4kw从电动机到工作机传送带间的总效率为 =1*2*2*2*2*3*3*4*5=0.80由机械设计课程设计指导书查的： 1：联轴器传动效率 0.99（弹性联轴器） 2：滚动轴承效率0.98（球轴承） 3：齿轮传动效率0.98（7级精度一般齿轮传动） 4：v带传动效率0.96 5：卷筒传动效率0.95 所以电动机所需工作功率为 Pd=Pw/=5.03）确定电动机的转速两级同轴式圆柱齿轮减速器传动比 i1=8-40而工作机卷同轴的转速为 =73.5r/min所以电动机转速可选范围为 Nd=i*nw=(8-40)* 73.5r/min=(588-2940)r/min符合这一范围的同步转速有1000、1500三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1500的电动机。根据电动机类型、容量和转速，查机械设计课程设计选定电动机型号为Y132S-4。其主要性能如下表：电动机型号额定功率/kw满载转速/（r/min）启动转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y132S-45.514402.22.23.计算传动装置的总传动比i并分配传动比 （1）总传动比i为 i=nm/nw=19.6 （2）分配传动比 取带轮传动传动比 i=3 减速器的总传动比 i总=19.6/3=6.53 高速级齿轮传动比 低速级齿轮传动比i2=6.53/3=2.18 考虑到安装尺寸以及润滑条件等因素，初定i1=3 i2=2.184、设计带传动的主要参数 1）确定计算功率 查机械设计表8-7得工作情况系数KA=1.2,故 Pca=KA*Pd=6.0kw2)选择V带的带型根据Pca、n小由图8-11选用A型3）确定带轮的基准直径dd并验证带速v （1）初选小带轮的基准直径dd1 由表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径dd1=90mm （2）验算带速 =3.14*90*140/(60*100)=6.78m/s 带速合适。（3）计算大带轮的基准直径dd2=idd1=3*90=270mm 查机械设计表8-8，去dd2=280mm4）确定V带的中心距a和基准长度 （1）根据就机械设计8-20，初定a0=500mm纸上4.计算减速器的运动和动力参数1）各轴的转速 小带轮 n小=1440r/min大带轮 n大= n小/i=480r/min 轴 n1=n大=480 r/min轴 n2=n1/ i=160r/min轴 n3=n2/ i=73.5r/min 卷同轴 nw=n3=73.5r/min2）计算功率 带轮 Pca=6.0kw 电动机输入功率 Pd=5.0kw 轴 P1=Pd*5=4.75kw轴 P2= P1*3*2=4.56kw轴 P3= P2*3*2=4.38kw 3）各州的输入转矩电动机的输出转矩Td为 Td=95501000Pd/nm= 3.32轴 T1=Td*1*2=3.22轴 T2= T1*3*2*i=9.2810000N*mm轴 T3= T2*3*2* i=19.4310000N*mm 5. 齿轮的设计 1）选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 （1）按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮，软齿轮面闭式传动 （2）输送机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度 （3）材料选择。查机械设计，选择小齿轮材料为45调质钢，硬度为270HBS，大齿轮为45调质钢，硬度为230HBS，二者材料硬度差为40HBS。 （4）选小齿轮齿数均为z1=25, z3=25；则大齿轮齿数z2= i*z1=75；z4=54.5 取z4=55 2）初步设计齿轮的主要尺寸 （1）设计准则：先有齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。 （2）按齿面接触疲劳强度设计，则 1 确定公式内的各计算数值.试选载荷系数。.计算小齿轮传递的转矩 小齿轮1 T1=95501000P1/ n1=9.4510000N.mm 小齿轮2 T3=95501000P2/ n2=27.210000N.mm .按软齿面齿轮非对称安装，由机械设计表10-7选取齿宽系数。.由机械设计表10-6查得材料的弹性影响系数。.由机械设计图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限均为；大齿轮的接触疲劳强度极限均为。.计算应力循环次数N1=60n1*j*Lh=604801(243655)=1.261000000000N2=1.261000000000/ i=4.2100000000N3=4.2100000000/i2=1.93100000000.由机械设计图10-19取接触疲劳寿命系数； .计算接触疲劳许用应力取安全系数S=1 小齿轮1 大齿轮1 小齿轮1 大齿轮1 2.设计计算. 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值63.2mm92.7mm .计算圆周速度 .计算载荷系数 查表10-2得使用系数=1.0;根据、v=0.78m/s 7级精度，查机械设计图10-8得动载系数；直齿轮 Ka=1;查机械设计得。 则 .校正分度圆直径 3.计算齿轮传动的几何尺寸.计算模数 按标准取模数 .计算分圆周直径、 .计算中心距 .计算齿轮宽度 取，。 取， .齿高 (3).按齿根弯曲疲劳强度校核 1.确定公式内的各计算值.由机械设计图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲强度极限；.由机械设计图10-18取弯曲疲劳寿命系数，；.计算弯曲疲劳许用应力； 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4，应力修正系数,得 . 查取齿形系数、和应力修正系数、由机械设计表10-5查得；.计算大、小齿轮的并加以比较； .校核计算 12. 滚动轴承和传动轴的设计(一).轴的设计1、输出轴（轴）的设计.输出轴上（轴）的功率P3、转速n3和转矩T3由上可知P3=4.25kw，n3=74.38r/min，T3=54.4710000N*mm.求作用在齿轮上的力 因已知低速大齿轮的分度圆直径 而 .初步确定轴的最小直径（1）按齿轮的设计，轴的材料与齿轮相同，采用45调质钢，查机械设计表15-3取A0=115 轴的最小直径是和联轴器连接的地方，因轴上有键槽，所以轴的直径适当增加6%，则最小直径d=47.00mm，查机械设计手册选最小直径d=48mm。、强度校核2、 输入轴的设计、输入轴（轴）输入的功率P1、转速n1和转矩T1 n1=1440r/min P1=4.51kw