二级斜齿说明书修改好部分

1、目录一 设计书二 设计要求12三设计步骤31. 传动装置总体设计方案32. 电动机的选择43. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 64. 计算传动装置的运动和动力参数85. 齿轮的设计126. 滚动轴承和传动轴的设计147. 键联接设计168. 箱体结构的设计189. 润滑密封设计2010.联轴器设计22四设计小结23五参考资料24一. 设计书设计课题：设计一用于带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器 运输机连续单向运转，载 荷变化不大，空载起动，卷筒效率为0.96（包括其支承轴承效率的损失）,工作年 限10年，班制一班，清洁，平稳，单件，一年 300,每天8小时。表一：数据编号H3传动比i12.

2、5传递功率KW3二. 设计要求1. 减速器装配图一张。2. CAD绘制轴、齿轮零件图各一张。3. 设计说明书一份。三. 设计步骤1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比4. 计算传动装置的运动和动力参数5. 齿轮的设计6. 滚动轴承和传动轴的设计7. 键联接设计8. 箱体结构设计9. 润滑密封设计10. 联轴器设计1. 传动装置总体设计方案1组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成2.特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀, 要求轴有较大的刚度。3.确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级其传动方案如下:设计数据

3、中心距（1） Aj = 100A2= 140（展开式）图一：（传动装置总体设计图）根据文献1（机械设计 机械设计基础课程设计指导赵又红周知进主 编 辽中南大学出版社）附表 23确定部分效率如下:弹性联轴器：i 0.99 （两个）滚子轴承（每对）：2 0.98 （共3对，三对减速器轴承，一对滚筒轴承）圆柱齿轮传动：3 0.96 （精度7级）得电动机至工作机间传动装置及工作机的总效率2322321230.990.980.960.852. 电动机的选择工作机上所需功率PwPW 3KW电动机所需工作功率为：P，= P J n= 3.5 kW,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

4、传动比, 选定型号为丫132M1-6的三相异步电动机，额定功率为 4KW满载转速nm 960r/min，同步转速1000r/min。方 案电动机型号额定功率P edkw电动机转速An电动 机重 量N参考 价格 元传动装置的传动比同步 转速满载转速总传 动比咼速级低速级1Y132M1-64100096012.54.233. 确定传动装置的总传动比和分配传动比(1) 总传动比已知传动装置总传动比为ia = 12.5由于减速箱是展开布置，所以(2) 合理分配各级传动比ii (1.31.5)i2，取高速级传动比 ii 1.4i2，i1 i2 1.4i22得低速级传动比为i24 J：5 3从而高速级传动

5、比为h1.4i21.4 3 4.2表2-4传动比分配总传动比电机满载转速高速轴-中间 轴中间轴-低 速轴i 12.5960r/mi ni12=4.2i23=34. 计算传动装置的运动和动力参数(1) 各轴转速n = nm = 960r/m in=山 /i 1 = 960/4.2= 228.6r/minn皿=nn / i2 = 228.6/3=76.2r/minn iv = n 皿=76.2 r/m in(2) 各轴输入功率Pi = pd X 1 = 3.5X 0.99= 3.47 kWPn = pi X nX 3 = 3.47X 0.98X 0.96= 3.26 kWPm = Pn X nX

6、3 = 3.26X 0.98X 0.96= 3.12kWPv = Pm X nX n=3.12X 0.99X 0.98= 3kW则各轴的输出功率：R = Pi X 0.98=3.4 kWPn = Pn X 0.98=3.19 kWPm = Pm X 0.98=3.06 kWPv = Pv X 0.98=3kW(3) 各轴输入转矩Ti =Td X io X i电动机轴的输出转矩 Td=9550=9550X 3.5/960=34.8N.m-nm所以：T =9550 空=34.5N mF2Tn = 9550=136.2N mF3T皿=9550=391.02N m&=9550-F4 =376N

7、 m输出转矩：T = T X 0.98=33.8 N mTn = Tn X 0.98=133.5 N mT皿=Tm X 0.98=383.2 N m= Tiv X 0.98=368.5 N m运动和动力参数结果如下表轴名功率P KW转矩T Nm转速r/min输入输出输入输出电动机轴3.534.89601轴3.473.434.533.89602轴3.263.19136.2133.5228.63轴3.123.06391.02383.276.24轴32.97368.5368.576.25. 齿轮的设计(一)高速级齿轮传动的设计计算1齿轮材料，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

8、都选用硬齿面渐开线 斜齿轮(1)齿轮材料及热处理 材料：高速级小齿轮选用40Cr钢调质，齿面硬度为小齿轮HB250取小齿齿数乙=19高速级大齿轮选用 45钢正火，齿面硬度为大齿轮HB216 Z 2=4.2 XZ1 =4.2 X 19=79.8 取 80 齿轮精度按GB/T10095 1998，选择7级，齿根喷丸强化2 初步设计齿轮传动的主要尺寸3,2KtTi u 1宀牡 J du确定各参数的值：试选Kt =1.6查课本P215图10-30 由课本P214图10-26按齿面接触强度设计(ZhZe)2h选取区域系数Z H =2.43310.7820.82贝 U 0.78 0.821.6由课本P20

9、2公式10-13计算应力值环数N1 =6 On J L =60 X 960 X 1 X( 10X 300 X 8)=0.786x X 109hN2 =0.262 X 109h #（4.22 为齿数比,即"厶）乙 查课本 P203 10-19 图得：K 1=0.93 K 2=0.96 齿轮的疲劳强度极限取失效概率为1%安全系数S=1,应用P202公式10-12得:H1 =K HN1 H lim 1S=0.93X 550=511.5 MPa円2 = =0陀 450=432 MPa许用接触应力h( hi h】2)/2(511.5 432)/2471.75MPa 1 1.6计算圆周速度d1t

10、 n1计算齿宽60 1000b和模数3.14 36.85 9601.85m/ s60 1000mnt计算齿宽b=d d1t =50mm 查课本由Pi98表10-6得：Ze =189.8MP 由 P201 表 10-7 得:d=1.36T=95.5 X 105 X r / n1 =3.45 X 104 N.m3.设计计算 小齿轮的分度圆直径d1t u1=生=4.22Z13d1t2KtT1 u 1(ZhZe)2 u h32 1.6 3.45 1045.222.433 189.8 2()36.85mm4.22471.7536.85 如51.8619计算齿宽与高之比bh计算摸数初选螺旋角=15d1t

11、cosmnt = 乙齿高 h=2.25 mnt =2.25 X 1.86=4.19 mmbh = 504.19=11.9 计算纵向重合度=0.318 d 1 tan 0.318 1.36 19 tan 15 =2.8 计算载荷系数K使用系数Ka=1根据v 1.85m/s,7级精度,查课本由P192表10-8得动载系数Kv=1.02,查课本由P194表10-4得Kh的计算公式：Kh =1.12 0.18(1 0.6 d2) d2 +0.23 X 10 3 X b=1.61查课本由P195表10-13得：K F =1.56查课本由 P193表 10-3 得：K H =Kf =1.27故载荷系数：K

12、 = a K Kh K h =1X 1.02X 1.27X 1.61=2.09 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径3d1 =d1tK / Kt=36.85X2.09 =39.58mm1.6 计算模数md1 cosmn =-Z139.5819COS15 1.9998mm 取值 2mm4. 齿根弯曲疲劳强度设计由弯曲强度的设计公式32KY cos2YfYsmn > J孑(L)dZ 1 a F 确定公式内各计算数值小齿轮传递的转矩：'-=34.5 N-m确定齿数z因为是硬齿面，故取 z- = 19, z； = i二z- = 80 计算当量齿数z = z】/cos ' = 19

13、/ cos315 = 21.47z、： = z二/cos，= 80/ cos315 = 90.29 初选齿宽系数-按对称布置，由表查得二1.12 初选螺旋角初定螺旋角15 载荷系数KK = a K Kh K h =1X 1.02X 1.27X 1.61=2.09 查取齿形系数丫巳和应力校正系数丫出查课本由P197表10-5得：齿形系数丫疋=2.592 丫疋=2.211应力校正系数 丫沁=1.596 丫汇=1.774 重合度系数丫：端面重合度近似为=1.88-3.2X (丄 )cos =1.88 3.2X (1/19 乙 Z2+ 1/80) X cos15 = 1.655 = arctg (tg

14、： /cos - ) = arctg (tg20 /cos16 ) = 20.64690A 二"抚或爼0匚 %) = g.07609因为 J =匚/cos' °，则重合度系数为 丫=0.25+0.75 cos '： /'二=0.71 螺旋角系数丫；轴向重合度50 sin15° = 2.232丫 = 1二二一=0.98计算大小齿轮的Yf FsT7安全系数由表查得ST = 1.25工作寿命一班制，10年，每年工作300天N1 =60L, =60 X 150.4 X 1X( 10X 300X 8)=0.786x X 109hN2 =0.262 X

15、 109h #(4.22 为齿数比,即 口仁生)查课本由P204表10-20c得到弯曲疲劳强度极限小齿轮 FF1 500MPa大齿轮 FF2 380MPa查课本由P197表10-18得弯曲疲劳寿命系数Kfn1 =0.86 K FN2=0.93取弯曲疲劳安全系数S=1.4fK fn1SFF10.86 5001.4307.14K FN2 FF20.93 380252.431.4Yf1Fs1fi2.592 1.596307.140.01347Yf 2 Fs 2F22.211 1.774252.430.01554 设计计算计算模数mn3 2KTiY COS2dZ21 aYf Ysf)=1.98对比计算

16、结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数g大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取叫=2mn但为了同时满 足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径 di =39.58 mm来计算应 有的齿数.于是由：39.58 cos15廿zi=18.99 取 zi=19g那么z2 =80 几何尺寸计算计算中心距a= 臼 z2)mn =(19 80)2=103.1 mm2cos 2 cos15将中心距圆整为100 mm按圆整后的中心距修正螺旋角(i2)mn(19 87) 2 =arccos- arccos16.52 2 100因 值改变较多，故参数，k ,

17、Zh需要修正.计算大.小齿轮的分度圆直径d i = Zim-19- =39.58 mmCOSCOS16.5?a=0 込=1002 cos推出 Z? ax2cos16.5 Z|mn80m-d2=込COS80 2cos16.5=166.7 mm计算齿轮宽度B= di圆整的1.12 47.92mm 50mmB250B,56（二）低速级齿轮传动的设计计算 材料：低速级小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为小齿轮280HBS 取小齿齿数乙=21 速级大齿轮选用45钢正火，齿面硬度为大齿轮 240HBS z 2 =62齿轮精度按GB/T10095- 1998,选择7级，齿根喷丸强化。按齿面接触强度设计1.确定

18、公式内的各计算数值 试选Kt =1.6 查课本由P215图10-30选取区域系数Zh =2.45 试选12°,查课本由P214图10-26查得1 =0.832=0.88=0.83+0.88=1.71应力循环次数N1 =60X n2 X j X Ln=60X 228.6 X 1 X (10 X 300X 8)=2.18 X 1080.68 X 108“ N12.18 108N2 = 1i3由课本P203图10-19查得接触疲劳寿命系数K HN2 = 0.97K HN 1=°.94查课本由P207图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hiim1 600MPa ,大

19、齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1 550MPa取失效概率为1%,安全系数S=1,则接触疲劳许用应力H1 =K HN1 H lim 1 = 0.94600564 MPa门：二2=0.98X 550/1=517MPaSh( Hlim1540.5MPa查课本由P198表10-6查材料的弹性影响系数 ZE=189.8MPa选取齿宽系数d 0.85T=95.5 X 105 X p2 /n2 =1.36 X 105N.mdit2K" u 1#ZhZe、242 1.6 13.6 103.95 (2.45 189.8)22.95540.51 1.71=66.98 mm2.计算圆周速度d1tn260

20、1000空口空 0.8m/s60 10003.计算齿宽b= d d 1t =1.02 X 66.98=68mm4.计算齿宽与齿高之比d1t cos乙66.98 如23.85mm17齿高h=2.25X m)t =2.25 X 3.85=8.7 mmbh =68/8.7=7.85. 计算纵向重合度0.318 dZ1tan0.318 1.02 17 tan 12 1.176. 计算载荷系数KKh =1.12+0.18(1+0.6 f) J+0.23X 10 3 X b=1.41使用系数K A=1同高速齿轮的设计，查表选取各数值Kv=1.01 Kf =1.37 Kh =Kf =1.26故载荷系数K=

21、KaKvKh Kh =1X 1.01 X 1.26X 1.41=1.797. 按实际载荷系数校正所算的分度圆直径d1=d1t=66.98XT79 1.669.53mm计算模数mndi cosZ169.53 cos12174.0002mm 取 4mm3.按齿根弯曲强度设计YfYsf3'2KT1Y cos2m> 2一dZ21确定公式内各计算数值(1)计算小齿轮传递的转矩 T2= 136.2N.m(2)确定齿数z因为是硬齿面，故取z = 17z = i x z = 51(3) 初选齿宽系数：一按对称布置，由表查得 '二1.02(4) 初选螺旋角初定螺旋角=12：(5) 载荷系数KK= KaKvKh Kh =1X 1.01 x 1.26X 1.41=1.79(6) 当量齿数zi = z：/cos，= 17/cos312 = 18.09z门=z；/cos ' = 51/cos312 = 54.3由课本P197表10-5查得齿形系数丫吐和应力修正系数丫丄Yf 1 2.491,Yf 2 2.232Ys 11.636,