单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计.

机械零件课程设计说明书设计题目 单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计学院 能源与动力学院 专业 热能与动力工程-动力机械班级 动力机械x班 学号 091102xxxx设计人：xxx指导教师：xxx完成日期：2011年7月13日目录一、 设计任务书-3二、 电动机的选择-4三、 计算传动装置的运动和动力参数-4四、 三角带传动设计-6五、 齿轮的设计计算-7六、 轴的设计计算-9七、 滚动轴承的选择及计算-12八、 键联接的选择及校核计算-13九、 联轴器的选择-14十、 润滑与密封-14十一、 设计小结-15十二、 参考资料目录-16一、设计任务书用于带式运输机的单级斜齿圆柱齿轮减速器。传动装置简图如下图所示:工作条件及要求：单班制工作，空载启动，单向、连续运转，工作中有轻微振动。 运输带速度允 许速度误差为5%。工作期限为十年，检修期间隔为三年。小批量生产。F=2850NV=1.5m/sD=400mm二、电动机的选择1、电动机类型的选择：系列全封闭自扇冷鼠笼型三箱异步电机2、电动机功率的选择：(1)电动机工作所需的有效功率为：Pw=FwVw/1000=2850*1.5/1000=4.275Kw(2) 传动机装置的总功率:=0.96x0.98x0.98x0.98x0.99x0.96=0.876(3 ) 电机所需的工作功率:P=Pw/总=4.88Kw查表得：Ped=5.5Kw选电动机型号：Y132M2-6则n满=960r/min三、运动参数及动力参数计算1、计算总传动比及分配各级的传动比工作机的转速 n=60x1000v/（D） =60x1000x1.5/(3.14x400)=71.62r/mini 总=n 满/n=960/71.62=14.40查表取i带=3 则 i齿=14.40/3=4.80P=4.88Kw设计计算及说明2、计算各轴转速n0=n满=960r/minn=n/i带=960/3=320 r/minn=n/i齿=320/4.80=66.67 r/minnw=n=66.67r/min3、计算各轴的功率 ( KW)Po =P =4.88kwP=Px0.96=4.68kwP=Px0.995 x 0.97 = 4.52 kwPw=4.52 x 0.995 x 0.98 = 4.41 KW4、计算各轴扭矩 ( N m)I轴 T1 = 9550PI/nI = 9550 x 4.68 / 320 = 139.67 NmII轴 TII = 9550PII/nII = 9550 x 4.52 /66.67 = 647.46 Nm工作轴 Tw = 9550Pw/nw = 9550 x 4.41 / 66.67 = 631.70 Nm电动机轴输出转矩 T0 = 9550P0/nm = 9550 x 4.88 / 960 = 48.55 Nm轴名参数电动机轴轴轴工作轴转速（r/min）96032066.6766.67功率（kw）4.884.684.524.41转矩T（N m）48.55139.67647.46637.70传动比i3.004.801.00效率0.960.9660.976设计计算及说明结果四、三角带传动设计( 1) 选择普通 V 带Pc=KaP=1.1x5.5=6.05kw由图可选用A型普通V带取主动轮基准直径dd1=100mm，从动轮基准直径dd2=3x100=300mm(2) 确定带轮基准直径，并验算带速V：V=dd1n1/60x1000=x100x960/60x1000=5.03m/s在 525 m/s 范围内，带速合适。(3) 确定带长和中心矩0.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2）可得280a0800初步确定 a0=500mm由L0=2a0+x（dd1+dd2）/2+(dd2-dd1)/4a0得L0=1648.3mm确定基准长度Ld=1600mm计算实际中心距aa0+(Ld-L0)/2=476mm可调范围 452a0524选用A型普通V带dd1=100mmdd2=300mmV=5.03m/sLd=1600mma=476mm( 4 ) 验算小带轮包角= 1 80- ( dd2-dd1) /a x57 .3=156120（适用）(5) 确定带的根数由n0=960r/min dd1=100mm i=3查表P0=0.96kw P0=0.11kw查表k=0.935 Kl=0.99由Z=Pca/p=1.1x5.5/(0.96+0.11)x0.935x0.99=6.11取Z=7(6) 计算张紧力F0查表得q=0.10kg/m,则：F0=500x1.1x5.5/(7x5.03)x(2.5/0.935-1)+0.10x5.03 =146.33N则作用在轴承的压轴力Fq：Fq=2x7x146.33xsin(156/2)=2003.85 N五、 齿轮传动的设计计算(l)选择齿轮材料及精度等级=156Z=7F0=146.33NFq=2003.85 N小齿轮：选用 20CrMnTi，渗碳淬火；齿面硬度为 5662HRC。大齿轮：选用 20Cr，渗碳淬火；齿面硬度 5662HRC。（2）按齿轮弯曲强度设计取载荷系数k=1.1，齿轮系数d=1小齿轮上的转矩：T1=9.55x1000000xp/n=1.4 x 105 N m初选螺旋角=15，取Z1=20，则Z2=4.80x2096实际传动比i=Z2/Z1=96/20=4.80齿形系数Zv1=Z1/cos3=22.19 Zv2=Z2/cos3=106.52查表得 Yf1=2.72 Ys1=1.57 Yf2=2.18 Ys2=1.80 因 Yf1 Ys1/F1Yf2Ys2/F2,故对小齿轮进行弯曲强度计算Mn1.866mm由表取Mn=2mmZ1=20Z2=96i=4.80Mn=2mm中心距a=Mn(Z1+Z2)/2cos=120.09mm取a=120mm确定螺旋角=arcosMn(Z1+Z2)/2a=14.835齿轮分度圆直径d1=MnZ1/cos=41.38mm d2= MnZ2/cos=198.62mm模数m=d1/Z1=2.069齿宽b=dxd1=1x41.38=41.38mm b2=45mm b1=50mm验算齿面接触强度H =1025.3 Mpa H齿轮圆周速度：v=d1n1/(60x1000)=0.693m/s用 8级精度六、 轴的设计计算l 、选择轴的材料选用 45 钢，调质处理；硬度 217-255 HBW2、估算轴径(1)轴直径由算得参数可知：P1=4.68kw ; n1=320r/min则由dmin=C（P/n的三次方根）可算轴最小直径：dmin=22.90mm dminx（1+5%）=24.045mma=120mmd1=41.38mmd2=198.62mmb1=50mmb2=45mmv=0.693m/s则取轴dmin=25mm。轴为阶梯轴，经实验计算设计各阶梯轴直径如下：dmin=25mm；d1=30mm;d2=35mm。经过验证，此阶梯轴设计可行。（2）轴直径由算得参数可知：P2=4.52kw ; n2=66.67r/min则由dmin=C（P/n的三次方根）可算轴最小直径：dmin=42.85mm dmin x（1+5%）=44.99则取轴dmin=45mm。轴为阶梯轴，经实验计算设计各阶梯轴直径如下：dmin=45mm；d1=50mm;d2=55mm; d3=60mm。经过验证，此阶梯轴设计可行。轴dmin=25mmd1=30mm;d2=35mm轴：dmin=45mmd1=50mm;d2=55mm;d3=60mm。3、轴各段长度确定（1）轴长度确定轴最小直径段连接皮带，根据普通V带轮的结构及尺寸公式，长度B=(z-1)e+2f.皮带的选择为A型普通带，查表35可知，其中e=15mm,f=10mm,而z=4，可算的B=65mm.接下来两段可根据轴承等确定为：L1=L2=33mm。（2）轴各段长度：轴各段长度在二号图纸中已经标明，其各段长度如下： L1=65mm; L2=36mm; L3=36mm; L4=36mm; L5=8mm; L6=31mm;轴三段长度分别为（从最小直径段开始）：B=65mm.L1=L2=33mm。轴各段长度：L1=65mm;L5=8mm;L6=31mm;L3=36mm;L4=36mm;L2=36mm;4、轴的结构设计轴上零件的定位，固定和装配。单级减速器可将齿轮安拥在箱体中央，相对两轴承对称分布，主动轴采用齿轮轴七、滚动轴承的设计与计算1、选择轴承由于轴承要承受径向和轴向的载荷，故选择角接触球轴承。2、轴承参数确定小齿轮轴的轴承内径 dl =35mm大齿轮轴的轴承内径 d2=55mm（1）查表8-158小齿轮轴上的轴承选择型号为7007 AC大齿轮轴上的轴承选择型号为7011AC（2）7007A C 型号的轴承的主要参数.d =35mmD = 62 mmB = 14 mm（3）7011AC 型号轴承的主要参数:d = 55mmD =90mmB =18mm通过验证，轴承选择合格。八、 键联接的选择及校核计算1、 轴外伸端d=25mm，考虑到键在轴中部位安装，故选键8x20GB/T1095-2003,b=8mm.L=20mm;h=7mm;t=4.0mm;h-t=3mm;选择 45 钢，许用挤压应力p=2T/dklp=100Mpa则强度足够，合格2、 轴外伸端d=45mm，考虑到键在轴中部位安装，故选键12x53GB/T1095-2003,b=14mm.L=50mm;h=9mm;t=5.5mm; h-t=3.5mm;选择 45 钢，许用挤压应力p=2T/dklp=100Mpa则强度足够，合格3、从动轴与齿轮联接处d=60mm考虑到键在轴中部位安装，故选键18x35GB/T1095-2003,b=18mm选择 45 钢，许用挤压应力p=2T/dklp=100Mpa则强度足够，合格九、 联轴器的选择由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑装卸方便及经济问题，选用弹性套柱销联轴器LT7型 GB1T4353- 1 984公称尺寸转矩Tn =500 N.m, TcTn,采用L推荐=65mm。十、 润滑与密封1、 滚动轴承的润滑，V=1.43m/s1.5m/s,采用润滑脂润滑。2、 齿轮的润滑采用浸油润滑，侵入油的零件顶部到箱体内底部的距离为H=45m