减速器课程设计任务书

1、.专业整理 .机械设计课程设计计算说明书设计题目任务序号专业班学号设计者指导教师年月日. 学习帮手 .专业整理 .目录一、拟定传动方案5二、选择电动机5三、传动装置动力参数拟定7四、齿轮设计10五、轴和轴承的设计23六、键的设计计算29七、箱体结构设计30八、润滑密封设计33九、联轴器设计33. 学习帮手 .专业整理 . 学习帮手 .专业整理 .课程设计任务书课程名称 ：机械设计设计题目 ：带式输送机的传动装置设计传动系统示意图电机 两级展开式圆柱齿轮(斜齿 )减速器 开式齿轮一级减速 工作机1 电动机 ；2、 4 联轴器 ； 3 圆柱齿轮减速器； 5 输送带 ； 6 滚筒2 原始数据设计带式

2、输送机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器，原始数据如表所示：皮带的有效拉力FN3200输 送 带 工 作 速 度v1.30m/s输 送 带 滚 筒 直 径d300mm3 设计条件1）工作条件 ：机械厂装配车间 ；两班制 ，每班工作四小时 ；空载起动 、连续 、单向运转，载荷平稳 ；2）使用期限及检修间隔：工作期限为8 年，每年工作250 日；检修期定为三年；3）生产批量及生产条件：生产数千台 ，有铸造设备 ；. 学习帮手 .专业整理 .4）设备要求 ：固定 ；5）安装形式 ：卧式 ；6）生产厂 ：减速机厂 。4 工作量1.减速器装配图零号图1 张；2.零件图 2 张（箱体或箱盖 ， 1 号图；中间

3、轴或大齿轮， 1 号或 2 号图 ）；3.设计说明书一份约6000 8000 字 。一、拟定传动方案设计方案如图1 电动机 ； 2、 4 联轴器 ； 3 圆柱齿轮减速器； 5 输送带 ； 6 滚筒工作原理 ：电机 两级展开式圆柱齿轮(斜齿 )减速器 开式齿轮一级减速工作机二、选择电动机1. 电动机类型按工作要求及工作条件选择Y 系列三相鼠笼型异步电动机，其结构为全封闭自扇冷式结构 。 工作电压380V. 学习帮手 .专业整理 .2. 选择电机功率工作机有效功率为Pw =FV=3200X1 .31000=4.16kw1000设 为联轴器 ，齿轮 ，轴承及传送带的传动效率，通过查表9.1 并计算

4、，可以1234得出从电动机到工作机的总效率为23520.9530.9850.97=0.693= = 0.961234所以电动机功率为Pd = Pw= 04.693.16 =6.00kw3. 确定电机转速查表 9.2 可得二级圆柱齿轮减速器传动比为840 ，开式齿轮传动比为24 ，可得整个装置的总传动比为i= （ 2 84 40 ）=16160。而工作机卷筒转速为vn 0= d= 82.76 r/min所以电动机转速范围为n d = i n0 = （16160 ）82.76= （1324.16 13241.6 ）r/min综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量 、价格和带传动、减速器的传动比，选定

5、型号为Y132M 4 的三相异步电动机，额定功率为7.5kw, 额定电流15.4A ，满载转速nm1440 r/min，同步转速1500r/min. 学习帮手 .专业整理 .方电动机型额定电动机转速电动机参考传动装置的传动比案号功率r重量价格minP ed同 步满 载Kg元总传动比齿轮传动比kw转速转速1Y132M-47.515001440792148017.402.59中心高外型尺寸底脚安装尺寸地 脚 螺 栓轴 伸 尺装键部位尺寸L（AC/2+AD）HDA B孔直径 K寸 DEFGD132515 345 315216 1781238 8010 8三、传动装置动力参数拟定传动比. 学习帮手 .

6、专业整理 .传动系统的总传动比为i= 1440 = 1440 =17.40n082 .76考虑零件互换性原则，将开式齿轮及减速器内部试论传动比设定为同一数值，即3 3i 0 = i= 17.40=2.591.各轴转速设工作机轴 ，减速器内部轴及开式齿轮轴自电动机至工作机分别为轴0、 1、 2、 3 、 4，则n 1= n d =1440r/minn 2= n 1 / i0 =555.98r/minn 3= n 2 / i0 =214.66r/minn 4= n 3 / i0 =82.88r/minn 0= n 4 =82.88r/min2.各轴输入功率p= p=6.00kw 0.96=5.76

7、kw1d1p2= p1=5.76kw 0.950.98=5.36kw23p3= p2=5.36kw 0.950.98=4.99kw23p4= p3 =4.99kw 0.95 0.98=4.65kw23p0= p4=4.65kw 0.960.98=4.37kw133.各轴输出功率p 1=p1 0.98=5.76kw 0.98=5.64kwp 2=p2 0.98=5.36kw 0.98=5.25kwp 3=p3 0.98=4.99kw 0.98=4.89kw. 学习帮手 .专业整理 .p 4=p4 0.98=4.65kw 0.98=4.56kwp 0=p0 0.98 0.97=4.37kw 0.9

8、8=4.28kw4.各轴转矩电动机输出转矩Td= 9550 p d =9550 6 .00kw =39.79N mn m1440其余各轴输入转矩为T1= Td=39.79 0.96=38.20N m1T= Ti =38.20 2.590.950.98=95.95N m21023T3= T2i0 =95.95 2.590.950.98=234.04N m23T4= T3i0 =234.04 2.590.950.98=564.34N m23T= T=564.34 0.96=541.77N m041各轴输出转矩T= T=38.20 0.98=37.44N m113T2= T2=95.95 0.98=

9、94.03N m3T= T=234.04 0.98=229.36N m333T= T=564.34 0.98=553.05N m443T0= T0 =541.77 0.98=530.93N m3各轴动力参数如表轴名功率PKW转矩 T Nm转速 r/min输入输出输入输出电动机轴6.0039.7914401 轴5.765.6438.2037.441440. 学习帮手 .专业整理 .2 轴5.365.2595.9594.03555.983 轴4.994.89234.04229.36214.664 轴4.654.56564.34553.0582.88工作轴4.374.28541.77530.9382

10、.88四、齿轮设计1.高速级齿轮设计1 ） 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，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮1材料 ：高速级小齿轮选用45Cr 钢调质 ，齿面硬度为 280HBS取小齿齿数 Z1 =24高速级大齿轮选用 45 钢调质 ，齿面硬度为 240HBSZ2 = i Z1=2.59 24=62.16取 632齿轮精度按 GB/T10095 1998 ，选择 IT7 级，齿根喷丸强化 。2 ） 按齿面接触强度设计齿轮主要尺寸3 2KTu 1ZH ZEd1t ?t1 ud（ ) 2H1试选 Kt =1.612查课本图10-30 ，取 Z=2.433 ；由表 10-6

11、得Z =189.8 MPa 2HE3查课本图10-26 ，取 =0.77 ， =0.8712 =12+=1.644 由课本表 10-7 得? d=15 计算应力循环次数. 学习帮手 .专业整理 .N19= 60n 1jLh =60 1440 1（825024）=1.3824 10N2=1.3824 10 982 .59=5.337 106 查课本图 10-19 得 KHN1 =0.93 ，KHN2 =0.967 齿轮的疲劳强度极限取失效概率为1%，安全系数S=1查课本图 10-21d得Hlim1 =600Mpa，Hlim2 =550MpaK0.93 600=558Mpa1= HN1lim1 =

12、 H S1 K0.96 550=528Mpa2= HN2lim2 =HS18 计算小齿轮分度圆d 1t 32K tT1u 1Z H ZE 2=42.91mmu（? )d H9 圆周速度v= d n / （ 60 1000 ） = 42.91 1440/ （ 60 1000 ）1t1=3.24m/s10 齿宽b = ? d d 1t =1 89.00=42.91mm11 模数与齿高初选螺旋角 =14 m =d1t cos 89 cos14Z1=1.73mm24h=2.25m=3.89mmb =11.03h12 计算重合度. 学习帮手 .专业整理 . = 0.318?z tan =0.318 12

13、4tan14 =1.903d113计算载荷系数查课本图10-8 得Kv=1.12查表 10-2 得 KA =1查表 10-4 得 K=1.318 ，查图 10-13 得 K=1.19HF查表 10-3 得 KH= KF=1.2K= Kv KA KHKH=1.77114 校正分度圆直径3K3d 1= d 1t1.771=44.38mm=42.91 Kt1.615模数dcos 44 .38 cos14m 1 = 1z1=1.79mm243 ） 按齿根弯曲强度计算尺寸m3 2KT1 Ycos2 Y Y）n 2（Fa Sa ? d z1F1 计算载荷系数K= Kv KA KF KF =1.602 查课

14、本图 10-28 得 Y=0.883 计算当量齿数zv1=z13= 243=26.27cos cos14zv2=z23=68.96cos4 齿形系数及应力校正系数查表 10-5 得 Y=2.592 ，Y=1.596 ；Y=2.268 ，Y=1.724Fa1sa1Fa2sa2. 学习帮手 .专业整理 .5 计算弯曲疲劳许用应力查表 10-20c 得 FE1=500MPa ，FE2=380MPa查课本图 10-18 得 KFH1 =0.85 ，KFN2 =0.92选取弯曲疲劳安全系数S=1.4 F1=K0.85 500=303.57MPaFN1FE1=1.4S =K0.92 380=249.71M

15、Pa2FN2FE2=FS1.46比较 YFaYSaFYFa1YSa1= 2.592 1.596 303 .57F 1YFa2YSa2= 2.268 1.724 249 .71F 2=0.01363=0.01566大齿轮数值较大，选用7 设计计算32KTY cos2 Y Ym n 1Sa ）=1.43mm2（ Fa?z d 1F由于按齿面接触强度计算的模数较大，取法面模数 m=2.0 。 但为了满足接触疲劳强度 ，需按接触疲劳强度取分度圆直径，即d 1=44.38mm，计算齿数z=dcos 44 .38 cos141=21.53 221m n2z2 = uz1 =2.59 22=574) 几何尺

16、寸计算1 计算中心距a =( z1 + z2) m n =81.42mm2cos 取 82mm2 修正螺旋角. 学习帮手 .专业整理 .= arccos ( z1+ z2) m n 14.00 2a改变不多 ，故，k ，z 不必修正h3 大小齿轮分度圆直径d 1=z1 m n=22 2=45.35mmcos cos14d 2=z2 m n=57 2=117.49mmcos cos144 计算齿轮宽度b = ? d d 1 =1 45.35=45.35mm圆整后取 B1=53mm ，B2 =47mm2. 低速级齿轮1 ） 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，故大小齿轮都选用硬

17、齿面渐开线斜齿轮1材料 ：高速级小齿轮选用45Cr 钢调质 ，齿面硬度为 280HBS取小齿齿数 Z1 =24高速级大齿轮选用 45 钢调质 ，齿面硬度为 240HBSZ2 = i Z1=2.59 24=62.16取 632齿轮精度按 GB/T10095 1998 ，选择 IT7 级，齿根喷丸强化 。2 ） 按齿面接触强度设计齿轮主要尺寸3 2KTu 1ZH ZE) 2d1t t 1（u ? d H1试选 Kt =1.612查课本图 10-30，取 Z =2.433 ；由表 10-6得Z =189.8 MPa 2HE3查课本图 10-26，取 =0.77 ， =0.8712= + =1.641

18、2. 学习帮手 .专业整理 .4 由课本表 10-7 得? d=15 计算应力循环次数N18= 60n 1jLh =60 555.98 1（825024）=5.34 10N2=5.34 10 882.59=2.06 106 查课本图 10-19 得 KHN1 =0.93 ，KHN2 =0.967 齿轮的疲劳强度极限取失效概率为1%，安全系数S=1查课本图 10-21d得=600Mpa，=550MpaHlim1Hlim2K0.93 600 1=HN1lim1=558MpaHS1 H 2K0.96 550=528Mpa= HN2lim2 =1S8 计算小齿轮分度圆32K tT1u 1（Z H ZE

19、)2=57.98mmd 1t ? ud H9 圆周速度v= d n / （60 1000 ）= 89.00 555.38/ （ 60 1000 ）1t1=1.69m/s10 齿宽b = ? d d 1t =1 57.98=57.98mm11 模数与齿高初选螺旋角 =14 m =d1t cos 57 .98 cos14Z1=2.34mm24h=2.25m=5.27mm. 学习帮手 .专业整理 .b =11.01h12 计算重合度 = 0.318?z tan =0.318 124tan14 =1.903d113 计算载荷系数查课本图 10-8 得Kv=1.12查表 10-2 得 KA =1查表 1

20、0-4 得 KH=1.318 ，查图 10-13 得 KF=1.19 查表 10-3 得 KH= KF=1.2K= Kv KA KHKH=1.77114 校正分度圆直径d 1= d 1t3 K31.771=59.98mm=57.98 1.6Kt15 模数m 1d 1 cos 59 .98 cos14=2.42mmz1243 ） 按齿根弯曲强度计算尺寸3 2KT1 Ycos2 Y Ymn （Fa Sa）2 ?zFd 11 计算载荷系数K= Kv KA KF KF =1.602 查课本图 10-28 得 Y=0.883 计算当量齿数zv1 = cosz13= cos24314 =26.27. 学习

21、帮手 .专业整理 .zv2 =z23 =68.96cos 4 齿形系数及应力校正系数查表 10-5 得 Y=2.592 ，Y=1.596 ；Y=2.268 ，Y=1.724Fa1sa1Fa2sa25计算弯曲疲劳许用应力查表 10-20c 得 =500MPa ，=380MPaFE1FE2查课本图10-18 得 KFH1 =0.85 ，KFN2 =0.92选取弯曲疲劳安全系数S=1.4 =K0.85 500=303.57MPaFN1FE1=F 1S1.4 =K0.92 380FN2FE2=249.71MPaF 2S=1.46 比较YFaYSa FYFa1YSa1= 2.592 1.596 F 13

22、03 .57YFa2YSa2= 2.268 1.724 249 .71F 2=0.01363=0.01566大齿轮数值较大，选用7 设计计算3 2KTY cos2 YYm n 1?2（ Fa Sa ）=1.61mmzFd 1由于按齿面接触强度计算的模数较大，取法面模数 m=2.0 。 但为了满足接触疲劳强度 ，需按接触疲劳强度取分度圆直径，即d 1=59.98mm，计算齿数zdcos 59 .98 cos14=1=29.10 301m n2z2 = uz1 =2.59 30=785) 几何尺寸计算5 计算中心距. 学习帮手 .专业整理 .a =( z1 + z2) m n =111.31mm2

23、cos 6 修正螺旋角=arccos ( z1+ z2) m n =14.01 2a改变不多 ，故，k，z 不必修正h7 大小齿轮分度圆直径d 1= z1 m n=30 2=61.84mmcos cos14 .01 d 2=z2 m n=78 2=160.78mmcos cos14 .01 8 计算齿轮宽度b = ? d d 1 =1 61.84=61.84mm圆整后取 B1=70mm ，B2 =65mm3. 开式齿轮1 ） 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，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮1材料 ：高速级小齿轮选用45Cr 钢调质 ，齿面硬度为 280HBS取小齿齿数

24、 Z1 =17高速级大齿轮选用 45 钢调质 ，齿面硬度为 240HBSZ2 = i Z1=2.59 17=44.03取 452齿轮精度按 GB/T10095 1998 ，选择 IT7 级，齿根喷丸强化 。2 ） 按齿面接触强度设计齿轮主要尺寸d1t32Kt T1u 1ZH ZE) 2 （u ? d H1 试选 Kt =1.62 初选螺旋角 =14 . 学习帮手 .专业整理 .13 查课本图 10-30 ，取 ZH =2.433 ；由表 10-6 得ZE=189.8 MPa 24 查课本图 10-26 ，取 1=0.725 ，2=0.825= + =1.550125 由课本表 10-7 得?

25、d=16 计算应力循环次数N18= 60n 1jLh =60 204.66 1（825024）=1.96 10N2=1.96 10 872.59=7.57 107 查课本图 10-19 得 KHN1 =0.94 ，KHN2 =0.958 齿轮的疲劳强度极限取失效概率为1%，安全系数S=1查课本图 10-21d得=600Mpa，=550MpaHlim1Hlim2K0.94 600=564Mpa1= HN1lim1 = H S1 K0.95 550=523Mpa2= HN2lim2 =HS19 计算小齿轮分度圆3u 1ZHZE 2d 1t 2K tT1=80.52mm? u（ )d H10 圆周速

26、度v= d n / （60 1000 ）= 80.52 204.66/ （ 60 1000 ）1t1=0.86m/s11 齿宽b = ? d d 1t =1 80.52=80.52mm12 模数与齿高初选螺旋角 =14 . 学习帮手 .专业整理 .d1t cos 80 .52 cos14m =4.60mmZ117h=2.25m=10.35mmbh =7.7813 计算重合度 = 0.318?z tan =0.318 117tan14 =1.35d114 计算载荷系数查课本图 10-8 得Kv=1.08查表 10-2 得 KA =1查表 10-4 得 KH=1.318 ，查图 10-13 得 K

27、F=1.17 查表 10-3 得 KH= KF=1.2K= Kv KA KHKH=1.70815 校正分度圆直径3K3d 1= d 1t1.708=82.29mm=80.52 Kt1.616 模数m 1=d 1 cos 82 .29 cos14z1=4.70mm173 ） 按齿根弯曲强度计算尺寸3 2KT1 Ycos2 Y Ymn （Fa Sa）2 ?zFd 11 计算载荷系数K= Kv KA KF KF =1.522 查课本图 10-28 得 Y=0.883 计算当量齿数. 学习帮手 .专业整理 .zv1 =z13 = 173 =18.61cos cos 14zv2 =z23 =49.26c

28、os 4 齿形系数及应力校正系数查表 10-5 得 Y=2.97 ，Y=1.52 ；Y=2.35 ，Y=1.68Fa1sa1Fa2sa25计算弯曲疲劳许用应力查图 10-20c 得 =500MPa ，=380MPaFE1FE2查课本图10-18 得 KFH1 =0.89 ，KFN2 =0.92选取弯曲疲劳安全系数S=1.4 =K0.89 5001FN1FE1=458.62MPaFS=1.4 F2=K0.92 380=249.71MPaFN2FE2=1.4SYFaYSa6 比较FYFa1YSa12.97 1.52 =458 .62F1YFa2YSa22.35 1.68 =249 .71F2=0.

29、00984=0.01581大齿轮数值较大，选用7设计计算32KTY cos2 Y Ym n 1（）=2.75mm?2Fa Saz d 1F由于按齿面接触强度计算的模数较大，取法面模数 m=3.0 。 但为了满足接触疲劳强度 ，需按接触疲劳强度取分度圆直径，即d 1=82.29mm，计算齿数dcos 82 .29 cos14 z=1=26.62 271m n3z2 = uz1 =2.59 27=704) 几何尺寸计算1 计算中心距. 学习帮手 .专业整理 .a =( z1 + z2) m n =149.95mm2cos 2 修正螺旋角=arccos ( z1+ z2) m n =13.99 2a

30、改变不多 ，故之前的参数不必修正3 大小齿轮分度圆直径d 1= z1 m n=27 3=83.48mmcos cos13 .99 d 2=z2 m n=70 3=216.43mmcos cos13 .99 4 计算齿轮宽度b = ? d d 1 =1 83.48=83.48mm圆整后取 B1=90mm ，B2 =85mm5) 各齿轮数据如下表齿数齿宽齿高分度圆直径中心距轴编号zb （ mm ）h（ mm ）d（ mm ）a（ mm ）122533.8945.3581.422大齿轮57473.89117.49小齿轮30705.2761.84111.313大齿轮78655.27160.78小齿轮2

31、79010.3583.48149.954708510.35216.43. 学习帮手 .专业整理 .五、轴和轴承的设计1 ） 传动轴承的设计1已知在从动轴上P =4.99kw ，T =234.04N m， ,n =214.66r/min3332 求作用在齿轮上的力低速级大齿轮分度圆直径为160.78mm圆周力 Ft =2T3=2911.31Nd 2径向力F = Ftancosn =1092.07Nrt轴向力 Fa = Ft tan=725.87N各力方向如图3 初步确定轴的最小值经选取轴的材料为45钢，调质处理 ，查课本表15-3 取 A0 = 1123 34.99= A03=31.96mmd

32、min=112 214 .66n 3取 32mm该的最小直径显然是连接轴承处的直径d - 。为了满足轴向定 位要求, - 轴段 右端需要制出一轴肩 ,故取 - 的直径d - =35mm 。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据 d - =35mm, 由轴承产品目录中初步选取0 基本游隙组标准精度级的单列角接触球轴承 7207C 型，d=35mm， D=72mm， B=17mm根据轴承尺寸 ，调整 d- =35mm ，d=40mm- 4中间轴的设计. 学习帮手 .专业整理 .对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为d DB=35mm 72mm 17mm ，齿轮与

33、轴承之间采用套筒定位，套筒长取24mm ，故d- = d- =35mm ，l=B+24+4=45mm- 取大安装齿轮处的轴段 d - =40mm ，齿轮的右端与轴承之间采用套筒定位，齿轮毂宽度为47mm 。 为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度 ,根据之前取的套筒长度，取l - =47-4=43mm。齿轮的右端采用轴肩定位,轴肩高3.5mm, 取 d - =47mm 。 此处长度为两齿轮间距，故取 l- =20mm小齿轮安装时，左端用轴肩定位，右端用套筒定位。所以此部分长度应略小于小齿轮轮毂宽度，已知小齿轮宽度b=70mm，故取 l- =70-4=66mm。此部分直径 d- = 40mm取齿轮距箱体内壁之距离a=16mm 。 考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时 ,应距箱体内壁一段距离s=8mm 。又已知轴承宽度t=17