带式运输机传动装置中的双级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书1axy

1、设计人 :伍志刚0 0 四 年 一 月设计任务 传动方案的分析与拟定电动机的选择四. 五.传动比的分配及动力学参数的计算传动零件的设计计算六.七. 八.九. 十.轴的设计计算键的选择和计算 滚动轴承的选择及计算 连轴器的选择 润滑和密封方式的选择，润滑油的牌 号的确定十一 . 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)3 13000 0.45 420生产规模 工作环境 载荷特性 工作年限单件 室内 平稳 5 年（单班）二 .传动方案得分析拟定 :方案

2、2.高速级 ,低速级 ,外传动 为圆柱齿轮传动 .方案 1.外传动为带传动 ,高速级和低速级均 均为圆柱轮 .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 .可以方便的布置电机的位置 .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

3、功率为： P=Fv/1000 从电动机到工作级之间传动装置的总效率为连轴器 1=0.99.V 带 =0.95 计算得要求 :滚动轴承 =0.98闭式圆柱齿轮 =0.97.运输机 =0.96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/

4、min总传动比为46.91445去外传动的传动比为 3.5.46.9/3.5=13.4则减速器的传动比为 : 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 :4.1. 低速级为 :3.2 各轴转速为：=274.2r/min=65.7 r/min=20.4r/min各轴输入功率为=7 KW=6.7KW=6.4KW各轴输入转矩为= 246945.9 Nmm=979920 N.mm=991136 Nmm五 .传动零件的设计一 .带传动的设计 :(1) 设计功率为Pc=KaP=17.5=7.5(2) 根据 Pc=7.5KW, n1=274.2857r/min ,初步选用 B 型带(3) 小

5、带轮基准直径取 Dd1=125mmDd2=Dd1(1- )= 125-(01.02) mm = 437.5mm(4)验算带速 vv =(5)确定中心距及基准长度初选中心距 a0=780mm符合: 0.7(Dd1+Dd2)a012取 Z=4P=.17KWK=.95(8)确定初拉力 F0及压轴力 FQ=250=1958.131N高速级圆柱齿轮传动设计结果1) 要求分析(1) 使用条件分析传递功率： P1=7.092537kW主动轮转速： n1=274.2857r/min齿数比： u=4.17437 p7.092537转矩 T1= 9.55 106 p1 9.55 106

6、7.092537 =246945.9 n1274.2857圆周速度：估计 v4m/s 属中速、中载、重要性和可靠性一般的齿轮传动(2) 设计任务 确定一种能满足功能要求和设计约束的较好的设计方案，包括： 一组基本参数： m、z1、z2、 x1、x2、 、 d 主要几何尺寸： d1、 d2、a、等2) 选择齿轮材料、热处理方式及计算许用应力(1) 选择齿轮材料、热处理方式 按使用条件，可选用软齿面齿轮，也可使用硬齿面齿轮，具体选择方案如下： 小齿轮： 45 ，调质 ，硬度范围 229-286 大齿轮： 45 ， 正火 ，硬度范围 169-217(2) 确定许用应力a. 确定极限应力 Hlim和

7、Flim 小齿轮齿面硬度为 250 大齿轮齿面硬度为 200Hlim1=720，Hlim2=610Flim1=260，Flim2=180b. 计算应力循环次数 N，确定寿命系数 Z_N 、Y_N N1 =60an_1t = 60 1274.2857 8=2.369828E+08N2N12.369828E+08 5.6774.17437 5.677Z_N1=1Z_N2=1；Y_N1=1，Y_N2=1。c. 计算许用应力S_Hlim1.3,S_Flim 1.6.HP1H l i mZ1S_HminN7121.03M1Pa 533. 8M5PaHP2HP2FP2Flim2Z N2S_FminFlim

8、2Z N2Fmin260?2?11.6610 11.3Flim2Y STY N2S_FminMP 325MPaMPa 469.23MPa180C2 11.6MPa 225MPa3) 初步确定齿轮的基本参数和类型(1) 选择齿轮类型 根据齿轮的工作条件，可选用直齿圆柱齿轮传动，也可选用斜齿圆柱齿轮传 动，若为直齿圆柱齿轮，可将螺旋角设为 0(2) 选择齿轮精度等级按估计的圆周速度，由表 3-5 初步选用 8精度(3) 初选参数初选： = 15，z1= 22，z2= z1u = 22 4.17437=92。x1=0，x2=0，d=0.8Z_H = 2.45；Z_E = 188.9 MP；a 取 Z

9、 =0 .87Z= cos = cos15 =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d1，计算 d1 前，还需首先确定系数： K、Z_H、Z_E、Z、Z。K_A=1 ，取 Kv=1.1 ，取 K=1.05，取 K=1.1则 K=K_AKvK K=11.1 1.051.1=1.2705Z_H、Z_E、Z、Z的值取初选值初步计算出齿轮的分度圆直径 d1、mn 等主要参数和几何尺寸=88.4mm=88.4 cos15 /22 mm = 4mm取标准模数 mn= 4mm

10、则a=4/2cos15 mm = 236.043mm圆整后取： a= 240mm修改螺旋角：=18114188.4? cos1522mn (z1+z2) 4 22=arc cos arc cos2a cos18 11 41= 92.63158齿轮圆周速度为：n1 d1 274.2857 92.6315860000 6000060000m/s= 1.330335m/s与估计值相近。b= d d1=.8 92.63158 =74.1mm 取 b2=75mmb1=b2+(510)mm=80mm(5) 验算齿轮的弯曲强度条件。计算当量齿数：ZZ_v_2v1= ccooZZss2133=2105.76.

11、539074 3 cos 3得 Y_FS1=4.25，Y_FS2=3.9。取 Y =.72，Y=0.9计算弯曲应力2KT1F1=- =Y_FS1Y Y =62.18564MPa325bd1m1Y_FS2F2=F-1- -=57.06447MPa225YFS1该方案合格。小齿分度圆直径mm92.63158大齿分度圆直径mm387.3684小齿齿顶圆直径mm100.6316大齿齿顶圆直径mm395.3684小齿齿根圆直径mm82.63158大齿齿根圆直径mm377.3684小齿齿宽mm80大齿齿宽mm75中心距mm240螺旋角18.19487低速级圆柱齿轮就传动设计结果1) 要求分析(1) 使用条

12、件分析传递功率： P1=6.742166kW主动轮转速： n1=65.70708r/min齿数比： u=3.211054转矩： T1= 9.55 106 P1 9.55 106 6.742166ni65.70708=979920圆周速度：估计 v4m/s 属中速、中载、重要性和可靠性一般的齿轮传动(2) 设计任务 确定一种能满足功能要求和设计约束的较好的设计方案，包括： 一组基本参数： m、z1、z2、 x1、x2、 、 d 主要几何尺寸： d1、 d2、a、等2) 选择齿轮材料、热处理方式及计算许用应力(1) 选择齿轮材料、热处理方式 按使用条件，可选用软齿面齿轮， 也可使用硬齿面齿轮， 具

13、体选择方案如下所示： 小齿轮： 45，调质，229-286大齿轮： 45，正火，169-217(2) 确定许用应力a. 确定极限应力 Hlim和 Flim 小齿轮齿面硬度为 250 大齿轮齿面硬度为 200 Hlim1=720，Hlim2=610 Flim1=260，Flim2=180b. 计算应力循环次数 N，确定寿命系数 Z_N 、Y_NN1 = 60an_1t = 60 165.70708 8=5.677092E+07N1 5.677092E+07N2= = = 1.767984E+07u 3.211054Z_N1=1Z_N2=1；Y_N1=1，Y_N2=1。c. 计算许用应力取 S_H

14、lim=1.3 ，S_Flim=1.6。 Hlim1Z_N1 7201 HP1= = MpaS_Hmin 1.3=553.8462MPa Flim2Z_N2 6101 HP2= = MpaS_Fmin 1.3=469.2308MPa Flim1Y_STY_N126021 FP1= = MPaS_Fmin1.6=325MPa Flim2Y_STY_N2180C21 FP2-= MPaS_Fmin 1.6 =225MPa3) 初步确定齿轮的基本参数和类型(1) 选择齿轮类型 根据齿轮的工作条件，可选用直齿圆柱齿轮传动，也可选用斜齿圆柱齿轮传 动，若为直齿圆柱齿轮，可将螺旋角设为 0(2) 选择齿轮

15、精度等级按估计的圆周速度，初步选用 8 精度(3)初选参数初选：= 15，Z1= 28，Z2=Z1u =283.211054=90。X1=0， d=0.8Z_H = 2.45；Z_E = 188.9MPa ；取 Z =0 .87Z=cos = cos15 =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， 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 还需首先确定系数：K、Z_H、Z_E、Z、Z。得 K_A=1，取 Kv=1.1，取 K=1.05，取 K=1.1则：K=K_AKvK K=11.11.051.1=1.2705Z_H、Z_E

16、、Z、Z的值取初选值初步计算出齿轮的分度圆直径 d1、mn 等主要参数和几何尺寸=142.6X2=0，然后校核其弯曲d1，计算 d1前，d1cos mn= z1142.6 cos15 mm28= 5mm取标准模数 mn= 5mm 则 mna= (z1+z2) = mm2cos2cos15 = 305.4065mm圆整后取： = 305mm修改螺旋角：mn(z1+z2)5 (28+90)=arc cos -= arc cos 2a2305=144244mnz1528d1= = mmcoscos14 42 44= 144.7458齿轮圆周速度为：n1 d165.70708 144.7458v =

17、= m/s60000 60000=0 .4979855m/s 与估计值相近。b= d d1=0.8144.7458 =115.7mm 取 b2=120mmb1=b2+(510)mm=125mm (5)验算齿轮的弯曲强度条件。计算当量齿数：Z_v1=Z_v2=cos1 3 30.945Z2cos 399.4663Y_FS1=4.1，Y_FS2=3.9。取 Y =0.72，Y =0.9 计算弯曲应力F1= 2KT1 = Y_FS1YY =76.17229MPa325bd1m1F2=F1= _FS2=72.45657MPa S = 1.652S 2 S2故安全中间轴和低速轴的校核方法同上 .经过计算

18、的也合格 .七 . 键联接的选择位置轴径 mm型号键长 mm键宽 mm接触高 mm高速轴60A50187中间轴85A63229低速轴110A100281090A110259高速轴键的校核 : 转矩 T = 246945 轴径 d = 60 平键型号为： A 平键接触长度 l = 32 平键接触高度 k = 4.4 联结类型为动联结 许用压强 P = 1502T计算压强 P = = 58.46236dlk因P P动联结平键强度校核合格八 . 滚动轴承选择和校核 : 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

19、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 C0r= 46000N轴承负荷系数 fp 为 1.1温度系数 ft 为 1轴承 1 当量动负荷为= 2519.94605542088N轴承 2 当量动负荷为=4600.904151896N由公式 :计算得 :轴承 1 计算寿命为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 :2800N.m选用 TL11 G

20、B4323-84主动端： J 型轴孔， A 型键槽， 95mm, =132mm从动端： J1型轴孔， A 型键槽, 95mm, =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 ,箱体内壁涂上两层不被机油浸蚀的涂料 ;2. 齿轮啮合侧隙用

21、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 = 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 0.100.15mm,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. 减速器装置内装 CKC150 工业用油至规定的油面高度范围7. 减速器外表面涂灰色油漆8. 按减速器的实验规程进行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