本科优秀机械原理课程设计---减速器--传动箱

1、目 录设计任务书41题目分析及传动方案的拟定52 减速器传动系统结构及动力分析52.1传动系统的工作情况分析52.2传动系统运动及动力分析计算6 2.3计算各轴的转速、功率和转矩73齿轮设计与校核计算.8 3.1低速级齿轮设计与校核计算8 3.2高速级齿轮设计与校核计算134轴的设计与校核计算.194.1输入轴设计与校核计算194.2中间轴设计与校核计算224.3输出轴设计与校核计算265箱体设计及说明.316轴承的选择及寿命校核计算.316.1输入轴轴承的寿命校核计算316.2中间轴轴承的寿命校核计算326.3输出轴轴承的寿命校核计算337键联接的选择及校核计算.34 7.1输入轴连轴器键3

2、47.2中间轴斜齿轮键347.3中间轴直齿轮键347.4输出轴齿轮键.357.5输出轴连轴器键.358联轴器的选择.358.1输入轴连轴器的选择.358.2输出轴连轴器的选择.359减速器附件的选择.359.1视孔盖的选择.359.2通气帽的选择.359.3放油螺塞及油圈的选择.359.4游标的选择.3510润滑与密封.36设计小结.36参考资料.37设计内容计算及说明结果1题目分析及传动方案的拟定2减速器传动系统结构及动力分析2.1传动系统的工作情况分析2.1.1传动系统的作用2.1.2传动方案的特点2.1.3电机和工作机的安装位置由题目所知传动机构类型为：展开式二级圆柱齿轮减速器。故只要对

3、本传动机构进行分析论证。作用：介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，在此起减速作用，并协调二者的转速和转矩。特点：结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。由于电动机、减速器与滚筒并列，导致横向尺寸较大，机器不紧凑。但齿轮的位置不对称，高速级齿轮布置在远离转矩输入端，可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部分地抵消，以减缓沿齿宽载荷分布有均匀的现象。电机安装在远离高速轴齿轮的一端；工作机安装在远离低速轴齿轮的一端。设计内容计算及说明结果2.1.4画传动系统结构简图2.2传动系统运动及动力分析计算2.2.1计算总效率设计内容总效率：由机

4、械设计课程设计手册查得：1（挠性联轴器）=0.993，2（圆锥滚子轴承）=0.98，（角接触球轴承）=0.99，4（齿轮传动）=0.985，5（联轴器）=1；（滚筒效率）=0.96。=计算及说明结果2.2.2计算滚筒功率2.2.3确定电机型号2.2.4确定传动比i2.3计算各轴的转速、功率和转矩2.3.1低速轴（III轴）相关计算 设计内容滚筒功率：P=FV=3.92kw =3.92/0.888=4.41kw因为优选1000转电动机，所以查设计手册可选电动机型号：Y132M26 满载转速：= 970r/min电机额定功率： 5.5kw 电机输出功率： 4.41kw滚筒转速： 总传动比12.7取

5、，则=4.2，=3 符合要求。1电机轴：5.5kw, = 970r/min2高速轴：5.5×0.993=5.46kw3中间轴： 4.低速轴（即III轴）: P=FV=3.92kw12.7=4.2，=3nIII=58.99r/minPIII=8.94KW结果3 传动零件的设计计算传动零件设计计算主要包括高速级圆柱斜齿轮设计和低速级圆柱直齿轮设计。传动零件设计计算主要包括高速级圆柱斜齿轮设计和低速级圆柱直齿轮设计。3.1 第一级齿轮传动设计计算1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）作为带式运输机的高速级，为了传动平稳，我们选择斜齿轮传动。2）运输机为一般工作机器，速度不高，故选择8级精

6、度（GB 10095-88）。3）材料选择。由表101选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。4）选择小齿轮齿数为，大齿轮齿数，取。5）选取螺旋角。初选螺旋角。2按齿面接触强度设计由设计计算公式1021进行试算，即（1）确定公式内的各计算数值1）试选。2）由图1030选取区域系数。3）由图1026查得，则4）计算小齿轮所受转矩。5）由表107选取齿宽系数。6）由表106查得材料的弹性影响系数。7）由图1021d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳极限。8）由式1013计算应力循环次数9）

7、由图1019取接触疲劳寿命系数，。10）计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数为1，由式1012得 则许用接触应力（2）计算1）计算小齿轮分度圆直径，由计算公式得48.1mm2）计算圆周速度。3）计算齿宽b及模数mnt。mm4）计算纵向重合度。5）计算载荷系数。已知使用系数，根据，8级精度，由图108查得动载荷系数；表104查得；由图1013查得；由表103查得。故载荷系数6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由1010a得mm7）计算模数。mm3按照齿根弯曲疲劳强度设计（1）确定计算参数1）计算载荷系数2）根据纵向重合度，从图1028查得螺旋角影响系数。3）计算当量齿数。 4

8、）查取齿形系数。由表105查得，。5）查取应力校正系数由表105查得，。6）计算弯曲疲劳许用应力。由图1020c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限。由图1018取弯曲疲劳寿命系数，。取弯曲疲劳安全系数，由式1012得，7）计算大、小齿轮的并加以比较。故大齿轮的数值大。（2）设计计算=1.52对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取=2mm已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径mm来计算应有的齿数。于是由取，则，取4几何尺寸计算（1）计算中心距将中心距圆整为146mm。（2）按圆整后的中心距

9、初算螺旋角因值偏差比较大，所以需要通过调整中心距对其进行修正。（3）调整中心距调整，则，取。则中心距为：将中心距圆整为151mm。（4）按调整后的中心距修正螺旋角，满足要求。（5）计算大小齿轮的分度圆直径 （4）计算齿轮宽度圆整后取，。（5）结构设计由于输入轴轴端直径前面已经确定为35mm，小斜齿轮的分度圆直径较小，为了提高强度，所以做成齿轮轴的形式，材料为40Cr，热处理为调制处理。大斜齿轮分度圆直径，轴径为，大齿轮齿顶圆直径，所以采用腹板式结构，热处理方式为调质处理，材料为45钢，相关尺寸查163机械设计手册尺寸符号所选取的结果3.2 第二级齿轮传动设计计算1选定齿轮类型、精度等级、材料及

10、齿数1）作为带式运输机的低速级，为了传动平稳，我们选用直齿圆柱齿轮传动。2）运输机为一般工作机器，转速不高，故选用8级精度（GB1009588）。3）材料选择。由表101选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。4）选择小齿轮齿数，大齿轮齿数。2按齿面接触强度设计由设计计算公式109a进行试计算，即（1）确定公式内各计算数值1）试选载荷系数。2）小齿轮传递的转矩。219N.m3）由表107选取齿宽系数。4）由表106查得材料的弹性影响系数。5）由图1021d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮接触强

11、度极限6）由式1013计算应力循环次数。7）由图1019取接触疲劳寿命系数，。8）计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数，由式1012得（2）计算1）试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。=84.29mm2）计算圆周速度v。3）计算齿宽b。4）计算齿高与齿宽之比。模数 齿高 齿宽与齿高之比 5）计算载荷系数。根据，8级精度，由图108查得动载荷系数；直齿轮；由表102查得使用系数；小齿轮相对轴承非对称布置时，查表104得；由，查图1013得到；故载荷系数6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式1010a得7）计算模数。3按齿根弯曲强度设计由式105得弯曲强度的设计公式为（1）

12、确定公式内的各计算数值1）由图1020c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限。2）由图1018取弯曲疲劳寿命系数，。3）计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数，由式1012得4）计算载荷系数。5）查取齿形系数。由表105查得，。6）查取应力校正系数。由表105查得，。7）计算大、小齿轮的并加以比较。故大齿轮的数值更大。（2）设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取弯曲强度所得的模数3.19圆整为标准值。按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数，取大齿轮齿数，取。这样设计出来的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。4几何尺寸计算（1）计算分度圆直径（2）计算中心距（3）计算齿轮宽度取，。（4）结构设计小直齿轮分度圆直径，材料为40Cr，由于轴径为48mm，