【机械设计课程设计】斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书

1、 设计人： 0 10年一月 寸录 设计任务 - -传动方案的分析与拟定 电动机的选择 四. 传动比的分配及动力学参数的计 覧 五. 、 O 传动零件的设计计算 轴的设计计算 七. 八 键的选择和计算 滚动轴承的选择及计算 九. 十. 连轴器的选择 润滑和密封方式的选择，润滑油 的牌 十一箱体及附件的结构设计和选择十 二设计小结 十三参考资料 一设计任务书 设计题目:设计带式运输机传动装置中的双级斜齿圆柱齿轮减速器。 序号F (N) V (m/s)D (mm)生产规模工作环境载荷特性工作年限 3 13000 0. 45 420单件室平稳5年(单班) 二. 传动方案得分析拟定： 方案1. : :

2、方案2. 外传动为带传动，高速级和低速级均均为圆柱轮 高速级，低速级，外传动 为圆柱齿轮传动. 方案的简要对比和选定: 两种方案的传动效率，第一方方案稍高第一方案，带轮会发生弹性滑动，传动比不够精确第 二方案用齿轮传动比精确程度稍高第二方案中外传动使用开式齿轮润滑条件不好，容易产生磨 损胶合等失效形式，齿轮的使用寿命较短另外方案一中使用带轮，可用方便远距离的传动可以 方便的布 电机的位置而方案二中各 个部件的位置相对比较固定并且方案一还可以进行自动 过载保护 综合评定最终选用方案一进行设计. 三. 电动机的选择： 计算公式： 工作机所需要的有效功率为：P=Fv/1000 从电动机到工作级之间传

3、动装置的总效率为 闭式圆柱齿轮n二0.97. 连轴器n仁0. 99.滚动轴承n二0. 98 V 带 n 二0. 95运输机 n 二0. 96 计算得要求: 运输带有效拉力为： 13000 N 工作机滚筒转速为： 0. 45r/min 工作机滚筒直径为： 420 mm 工作机所需有效功率为： 5. 85 kw 传动装置总效率为： 0. 7835701 电动机所需功率为： 7. 4 KW 由滚筒所需的有效拉力和转速进行综合考虑 电动机的型号为： Y160M-6 电动机的满载转速为： 960 r/min 四. 传动比的分配及动力学参数的计算 滚筒转速为： 20. 4 r/min 总传动比为 46.

4、91445 去外传动的传动比为3. 5. 则减速器的传动比为： 二 46. 9/3. 5=13. 4 又高低速级的传动比由计算公式 得减速器的高速级传动比为：41 低速级为：32 各轴转速为: =20. 4r/min =274. 2r/min =65.7 r/min 各轴输入功率为 二 7 KW KW 二6. 7 KW 二6. 4 各轴输入转矩为 二246945.9 N mm 二9799 20 N mm 二991136 N mm 五传动零件的设计 一带传动的设计： 设计功率为Pc二KaP二1 X 7. 5-7. 5 (2) . 根据 Pc二7. 5KW, n 仁 274. 2857r/min

5、(3) 小带轮基准直径取Ddl=125mm ,初步选用B型带 Dd2= Ddl(l- Z_E 二 188. 9 V MPa；取 Z 二0 87 ZB =“ 二、cosiB =0. 9828153 (4) 初步计算齿轮的主要尺寸 由于选用软齿面齿轮的方案，该齿轮应先按接触强度设计，然后校核其弯 曲强度根据接触强度的设计公式应先计算小齿轮的分度圆直径dl,计算dl前, 还需首先确定系数：K、Z H、Z E、ZB、Z Z_E 二 188. 9 V MPa；取 Z 二0 87 ZB 二Vcos B 二 V cosl5 二0. 98283 (4)初步计算齿轮的主要尺寸 强度根据接触强度 di,计算di

6、由于选用软齿面齿轮的方案，该齿轮应先按接触强度设计，然后校核其弯曲 的设计公式应先计算小齿轮的分度圆直径 前，还需首先确定 系数：K、Z_H、Z_E、ZB、Z 珀 得 K_A二 1,取 Kv二 1. 1,取 KB 二1.05 ,取 Ka =1. 1 贝归K二K_AKvKBKa二 1X1. 1 XI. 05 XI. 1=1. 2705 Z_H、Z_E、ZB、Z的值取初选值 初步计算岀齿轮的分度圆直径dl、mn等主要参数和几何尺寸 =142. 6 dlcos B 142.6 X cosl5 mn二 mm zl 28 二 5mm 取标准模数mn= 5mm则 mn5 a二(zl +z2)二mm 2co

7、s B2cosl5 =305. 4065mm 圆整后取：二305mm 修改螺旋角: mn(zl+z2) 5 x (28+90) B -arc cos - 一 arc cos 2a 2x305 二14 0 42 44 mnxzl 5x28 dl- mm cos B cosl4 42 44 = 144.7458 齿轮圆周速度为： nl n di 65.70708 XnX 144.7458 m/ s v 60000 60000 =0 .4979855m/s 与估计值相近。 b二书 d x d 仁 0. 8144. 7458 =115. 7mm 取 b2=120mm b 仁 b2+ (5 10) mm

8、二 125mm (5)验算齿轮的弯曲强度条件。 计算当量齿数： 乙 330.945 C0S Z_vl 二 99. 4663 cos 3 Z_v2 二 Y_FS1 二4.1 , Y_FS2二3.9。取 Y a 二 431949.654982253 (N X mm) M_cal_2 二 1125 a 1二 400031. 039305305 (N X mm) M ca2 1 二 Qm, 2= 148167 (N X mm) M_ca2_2 二 0(N X mm) M-cad = $M 加 a 丁2：二 304733. 914806016(N X mm) 画岀弯矩图： 直看扭拒圏 扭合成團- 由此可

9、以得出危险截面的位置 其径为60mm 高速轴的强度校核： 危险截面处弯矩M = 266288 危险截面处扭矩T二246945 扭矩修正系数a = 0.6 当量弯矩Mca二 2 M = a 二304733. 9 (N x mm) 许用应力(T _1二95MPa 考虑键槽的影响，查附表6-8计算抗弯截面模量WQ 抗弯截面摸量Wa二16699. 08 Mca 计算应力(T ca = 18. 24854 Wa 因(T ca (T _1 故安全 高速轴的安全系数校核： (1)截面上的应力 危险截而处弯矩M = 266288 危险截面处扭矩T = 246945. 9 弯曲极限(T 1 = 255 扭剪极限

10、T1二140 抗弯截面摸量Wa二33673. 95 抗扭截面摸量Wt二67347. 89 M 266288 弯曲应力幅 (T a二 - Wa 33673. 95 二7.907835MPa T 246945. 9 扭剪应力幅T a二-二 2WT 67347. 89 根据应力变化规律确定(T mzm 弯曲平均应力(T m二7. 907835M Pa 扭剪平均应力t m二OMPa (2) 材料的疲劳极限 轴材料为45 根据轴材料，取 匕二15,书T二.08 (3) 危险截而的应力集中系数 k (T 二1. 76 , k (4) 表面状态系数及尺寸系数 B 二.95 =1.83336MPa 二 1.

11、54 _ (T = 78 , _ T 二 74 (5)考虑弯矩或扭矩作用时的安全系数 =14.76268 S T 二 =34.85899 S s Sea =13. 5939) S = 1.65 故安全 中间轴和低速轴的校核方法同上经过计算的也合格 七.键联接的选择 轴径mm 型号 键长mm 键宽mm 接触高mm 高速轴 60 A 50 18 7 中间轴 85 A 63 22 9 低速轴 110 A 100 28 10 90 A 110 25 9 高速轴键的校核转矩T二246945 轴径d二60 平键型号为：A 平键接触长度1二32平键接触高度k二4.4联结类型为动联结许用压强P二150 2T

12、计算压强P二二58. 46236 dlk 因P P 动联结平键强度校核合格 丿滚动车由承选择禾口校核：经过分析可得各个轴均须承受一定的轴向力，故考虑选 择角接触球轴承由各个轴的结构尺寸可查表可以选择： 高速轴选7213C,中间轴选7218C,低速轴选7220C在此仅以高速轴的滚动轴承为典型进行校 核径向力和轴向力的计算公式为： 设计需求： 轴承工作时间为14400小时额定动负荷Cr= 53800N 额定动负荷COr二46000N 轴承负荷系数fp为1. 1 二 2519. N 温度系数ft为1 轴承1当量动负荷为 =4600.904151896N 轴承2当量动负荷为 由公式：计算得： 轴承1计

13、算寿命为591931. 27小时 轴承2计算寿命为97255. 79小时 九.联轴器的选择 选用弹性连轴器： 轴径为90mm公称转矩：2800Nm 选用 TL11 GB4323-84 主动端：J型轴孔，A型键槽，95mm,二132mm 从动端：J1型轴孔，A型键槽，95mm,二132mm 十润滑和密封方式的选择，润滑油的牌号的确定 所有轴承用脂润滑，滚珠轴承脂ZG69-2 ；齿轮用油润滑，并采用油池润 滑的方式，牌 号CKC150 ；这样对所有的轴承都要使用铸造挡油盘。轴承盖上均装垫片，透盖上装密封圈 十一 箱体及附件的结构设计和选择 1) 减速器结构： 减速器由箱体、轴系部件、附件组成，其具

14、体结构尺寸见装配图及零件图。 2) 注意事项： 1. 装配前，所有的零件用煤油清洗，箱体壁涂上两层不被机油浸蚀的涂料； 2. 齿轮啮合侧隙用铅丝检验，高速级侧隙应不小于0.211mm，低速级侧隙也不应小于 0. 211mm; 3齿轮的齿侧间隙最小二0. 09mm齿面接触斑点高度45%,长度60%; 4. 角接触球轴承7213C, 7218C, 7220C的轴向游隙均为0. 10-0. 15mm,用润 滑脂润滑 5. 箱盖与接触面之间禁止用任何垫片，允许涂密封胶和水玻璃各密封处不允许漏油; 6减速器装置装CKC150工业用油至规定的油面高度围 7 减速器外表而涂灰色油漆 8按减速器的实验规程进行

15、试验 十二设计小结 经过几周的课程设计，我终于完成了自己的设计，在整个设计过程中，感 觉学到了很多 的关于机械设计的知识，这些都是在平时的理论课中不能学到的。还将过去所学的一些机械方 面的知识系统化，使自己在机械设计方面的应用能力 得到了很大的加强 除了知识外，也体会到作为设计人员在设计过程中必须严肃，认真，并且 要有极好 的耐心来对待每一个设计的细节。在设计过程中，我们会碰到好多问题，这些都是平时上理论 课中不会碰到，或是碰到了也因为不用而不去深究的问题，但是在设计中，这些就成了必须解 决的问题，如果不问老师或是和同学讨论，把它搞清楚，在设计中就会岀错，甚至整个方案 都必须全部重新开始。比如

16、轴上各 段直径的确定，以及各个尺寸的确定，以前虽然做过作业， 但是毕竟没有放到非常实际的应用环境中去，毕竟考虑的还不是很多而且对所学的那些原理 性的东西掌握的还不是很透彻但是经过老师的讲解，和自己的更加深入的思考之后，对 很 多的知识，知其然还知其所以然 刚刚开始时真的使感觉是一片空白不知从何处下手在画图的过程中，感觉似乎是 每一条线都要有一定的依据，尺寸的确定并不是随心所欲不断的会冒出一些细节问题，都必须 通过计算查表确定设计实际上还是比较累的，每天在 电脑前画图，或是计算。的确需要很大 的毅力从这里我才真的体会到了做工程 的还是非常的不容易的通过这次课程设计我或许提前体会到了自己以后的职业 生活吧. 经过这次课程设计感觉到自己还学到了很多的其他的计算机方面的知识 经过训练能够 非常熟练的使用Word和天喻CA