二级展开式斜齿轮减速器设计计算说明书

1、机械设计课程设计设计计算说明书设计题目 : 带式运输机传动装置班级:2011级2班设 计 者:lovetaotao34指导教师:史延枫完成日期 :2013 年 11 月 22 日成都学院工业制造学院【机械设计】课程设计任务书设计带式输送机传动装置设计者车辆2011 级 2班题目姓名： lovetaotao34题目工作机输入功率 (kW)2.8工作机输入转速90数据(rpm)1 电动机2 联轴器3 减速器4 带式输送机 ( 工作机 )1、连续单向运转；设工2、载荷较平稳；计作3、两班制；内条4、结构紧凑；容件年。5、工作寿命 51、 减速器装配图1 张(0 号图 )；2、零件图2 3 张；3、设

2、计计算说明书1 份。自 2013年 11月 4日至 2013年 11设计期限答辩日期月22日指导教师史延枫设计成绩目录一、选择电动机的类型及功率 .- 1 -1、计算电动机的功率 .- 1 -2、确定电动机转速 .- 1 -3、计算传动装置的总传动比?并分配传动比. - 1 -4、计算传动装置各轴的运动和动力参数.- 1 -二、齿轮的选择 .- 2 -1、计算第级齿轮参数计算.- 2 -2、计算第级齿轮参数计算.- 5 -传动零件设计计算数据表 .- 8 -三、装配草图设计 .- 8 -1、初选轴及联轴器 .- 8 -2、初选轴承 .- 9 -3、润滑及密封 .- 9 -4、箱体尺寸初步设计与

3、计算.- 9 -四、中间轴的计算及校核 .-10-1、按扭转强度条件计算 .-10-2、按弯扭合成强度计算 .-10-中间轴轴承的校核 .-12-中间轴键的校核 .-12-五、减速器附件的选择 .-13-1、附件的选择 .-13-2、附件说明 .-13-结论 .-13-参考文献 .-14-机械设计课程设计计算说明书一、选择电动机的类型及功率1、计算电动机的功率查表 9.1 得：联轴器的传动效率：? = 0.99 ；轴承的传动效率：? = 0.98 ；齿轮传动的12效率： ?3 = 0.97 ；卷筒的传动效率：?4 = 0.96 。故有：? = 0.99 2 ×0.98 4 ×

4、;0.97 2 ×0.96 = 0.817 所以电动机所需的工作功率为? 2.8?= 3.43?0.8172、确定电动机转速按表 9.1 推荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器传动比筒轴的转速为 nw=90r/min 。所以电机转速可选范围为( 840 ) ×90 =(7203600? = ? =;? = 840 ，而工作机卷)r/min符合这一范围的同步转速有 750r/min 、1000r/min 、1500r/min 、3000r/min 四种。综合考虑电机和传动装置的尺寸、 质量及价格等因素， 为使传动转置结构紧凑， 决定选用同步转速为 1500r/min 的电动

5、机。根据电动机类型、容量和转速，由表14.1 选定电动机型号为Y112M-4 。主要性能如下表：电机型号额定功率 /kW满载转速启动转矩最大转矩额定转矩额定转矩（ r/min ）Y112M-4414402.22.23、计算传动装置的总传动比?并分配传动比?1、 总传动比为： ?=?1440? = 16?902、 分配传动比： ?= ?考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，取?= 1.4?，故?=1.4? =×16 = 4.731.4?16?= ?=4.73 = 3.384、计算传动装置各轴的运动和动力参数1、 各轴的转速轴： n=nm=1440r/min轴： ? =?=1440= 3

6、04.44 r/min?4.73轴： ?=304.44= 90.07 r/min=3.38?- 1 -机械设计课程设计计算说明书卷筒轴： nw=n =90r/min2、 各轴的输入功率轴： ?= ?1 = 3.43 ×0.99?= 3.40?轴: ?= ?23 = 3.40 ×0.98 ×0.97kW = 3.23kW轴： ?23= 3.23 ×0.98 ×0.97?= 3.07?=卷筒轴： ?= ? ? = 3.07 ×0.98 ×0.99?= 2.98?卷213、轴的输入转矩电动机轴的输出转矩T d 为?= 9.55 &

7、#215;10 6 × ? = 9.55 ×10 6 ×3.43= 4.01 ×10 4?0.817轴： ?= ? = 4.01 ×10 4 ×0.99 = 3.97 ×104 ? 1轴： ?3.97 ×104×0.98 ×0.97 ×4.73 = 1.80 ×105?= ?=23轴： ?23 ?= 1.80 ×105× 0.98 ×0.97 × 3.38 = 5.78 ×105?mm=卷筒轴： ?= ? = 5.78 

8、15;105×0.98 ×0.99 = 5.62 ×10 5?卷21将上述计算结果汇入下表：轴名功率 P/kW转矩转速传动比 i效率 T/(N.mm)n/(r/min)电机轴3.434.01×10410.99轴3.403.97×10414404.730.95轴3.231.80×105304.443.380.95轴3.075.78×1059010.97卷筒轴2.985.62×10590二、齿轮的选择1、计算第级齿轮参数计算1、 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。1） 选用斜齿圆柱齿轮传动，7 级精度。2） 材料选择

9、。选小齿轮材料为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 40HBS。3） 选小齿轮齿数 Z 1=24 ，Z 2=4.73 ×24=113.52 ，取 Z 2=114。°4） 初选螺旋角 = 14。2、按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，?32? ? ?±1? ? 2 11?(? ?)1? ? ? ?（ 1）确定公式内的各值- 2 -机械设计课程设计计算说明书1） 初选 ?= 1.6 。2） 计算小齿轮传递的转矩。95.5 ×10 5?95.5 ×10 5 ×3.

10、40?1 =1= 2.2548 ×104?1=14403） 由图 10-30 选取区域系数 ZH=2.433。4） 由表 10-26 查得 a1=0.78 ， a2=0.87，则 a=a1+ a2=1.65。5）图 10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1 =600MPa ；大齿轮的接触疲劳强度极限Hlim2 =550MPa 。6）算应力循环次数。?1=60 × 1440× 1× (2×8× 300×5)=2.0736 ×109= 60?1?2.0736×910? =4.74508 &

11、#215; 10824.737） 由图 10-19取接触疲劳寿命系数 KHN1=0.88;K HN2=0.94 。8） 由表 10-6 查得材料的弹性影响系数?12。?= 189.8?9）疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数 S=1, 由公式得：H 1? =?1?1×600MPa = 528MPa?= 0.88H 2? =?2?2×550MPa = 517MPa?= 0.94? = ?1 + ? 2528 + 5172= 522.5Mpa2（ 2）计算参数1）计算小齿轮分度圆直径d1t 。32 ×1.6 ×2.2548 ×10 45.732

12、.433 ×189.82?1? 1 ×1.65××()= 34.59?4.73522.52）计算圆周速度?1?1?× 34.59 × 1440=60× 1000=60× 1000?/?= 2.61m/s3）计算齿宽 b。b = ? = 1 ×34.59? = 34.59?1?4）齿宽与齿高之比 ?。?34.59 × ?14 °模数： ?=1?= 1.398?24?1齿高： h=2.25mt =2.25 ×1.398=3.146?b 34.59= = 10.99h 3.1465

13、）计算纵向重合度?。? = 0.318? ?1?= 0.318 ×1 ×24 ×tan14 °= 1.9036）计算载荷系数。根据 =2.61m/s ， 7 级精度，由图 10-8 查得动载荷系数 K=1.06 ；查表 10-4 得 KH =1.42 ；由图 10-13 查得 KF =1.35 ；表 10-3 查得 KH =KF =1.2 。- 3 -机械设计课程设计计算说明书K = ? ?= 1 ×1.06 ×1.2 ×1.42 = 1.81? ? ? ?7）按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径，由10-10a 得3?31

14、.81? = ? = 34.59 × = 36.0211? ?1.68) 计算模数 mn。?1?36.02 ×?14 °?=24= 1.46mm?13、 按齿根弯曲强度设计（1）确定计算参数1）计算载荷系数。 K = ? ? ? ?=1 ×1.06 ×1.2 ×1.42 = 1.81? ? ?2）根据纵向重合度 ? =1.903 ，从图 10-28查得螺旋角影响系数? = 0.88 。3）计算当量齿数。?1=24= 26.27?1=33?14?1142= 124.79?2 =33?14 °4）查取齿形系数。由表10-5 查得

15、 Y=2.62 ； Y=2.16 ； Y =1.595 ； Y =1.81 。Fa1Fa2Sa1Sa2由图 10-20c 查得小齿轮弯曲疲劳强度极限?；大齿轮的弯曲疲劳强度?1= 500MPa极限 ?10-18 取弯曲疲劳寿命系数 ?1=0.85 ， ?2= 0.88 。?1= 380?；由图5）计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S=1.4 ，由公式 10-12 得?1?10.85 ×500= 303.57MPa? 11.4? 2?2?20.88 ×380= 238.86MPa=1.4?6）计算大、小齿轮的? ? 并加以比较。? ?2.62 ×1.595?1

16、?1= 0.01377=303.57? 1?2?2?2.16 ×1.81=238.86= 0.01637 ?2大齿轮的数值大。（2）设计计算32 ×1.81×2.2548 ×104()2×0.88 ×?14 °?= 1 ×24 2 ×1.65×0.01637 = 1.052mm对比计算结果， 由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn 大于由齿根弯曲强度计算的法面模数， 取 mn=1.5mm ，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 d1

17、=36.02来计算应有的齿数。于是由?1?1?=?36.02 × ?14 °= 23.3 则取 Z1=23， Z 2=iZ 1=4.73×23=109。1.54、几何计算中心距（ 1）计算中心距- 4 -机械设计课程设计计算说明书a =( ?1+?2 ) ?=(23+109 ) × 1.5取 a=102。= 102.03mm2?2?14 °（ 2）修正螺旋角( ?1 + ?2) ?(23 + 109) ×1.5= arccos= ?= 13° 55 50"2?2 ×102因 值改变不大，故参数?、 ? 、

18、 ? 等不必修正。?（ 3）计算大、小齿轮分度圆直径? =?23 ×1.5= 35.56?1?=1?13 ° 55 50"?2=?2 ?109 ×1.5= 168.51?13 ° 55 50"(4）计算齿轮宽度b = ? ?1 = 1 ×35.56? = 35.56?圆整后取B 2=40mm ； B1=45mm 。2、计算第级齿轮参数计算1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。1）选用斜齿圆柱齿轮传动，7 级精度。2）材料选择。选小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS ，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS

19、 ，二者材料硬度差40HBS 。3）选小齿轮齿数Z1=24 ， Z2=3.38 × 24=81.12 ，取Z2=8181 。4）初选螺旋角= 14°2、按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，?1?32?1 ?1?±1?2 ?(? )? ? ?（ 1）确定公式内的各值1）初选 ?= 1.6 。2）计算小齿轮传递的转矩。95.5 ×105 ?195.5 ×10 5 ×3.23?1 =?1= 1.01322 ×10 5 ?304.443）由图 10-30选取区域系数 Z H=2.433 。4）由表 10-26查得=0.78 ，

20、 =0.87，则 = + =1.65 。a1a2aa1a25）图 10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1 =600MPa ；大齿轮的接触疲劳强度极限Hlim2 =550MPa 。6）算应力循环次数。?1 = 60?1?=60 × 304.44 × 1×(2× 8× 300× 5)=4.383936 × 1084.3839368? =× 10=1.297022 ×10823.387）由图 10-19取接触疲劳寿命系数K =0.93;K=0.96 。HN1HN28）由表10-6 查得材料

21、的弹性影响系数 ?12 。?= 189.8?9）疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数 S=1, 由公式得： =?1?1= 0.93 ×600MPa = 558MPaH 1?- 5 -机械设计课程设计计算说明书? ? H 2=?2?2?= 0.96 ×550MPa = 528MPa? + ?558 + 528? =? 1? 2= 543MPa22（ 2）计算参数1）计算小齿轮分度圆直径d1t 。32 × 1.6 ×1.06027×10 54.382.433 ×189.8)2?1? 1 ×1.65××(=

22、 56.89?3.385432）计算圆周速度=?1?1=?×56.89 ×304.44?/?= 0.91?/?60 ×100060 ×10003）计算齿宽 b。b = ? ?1?= 56.89? = 56.89?4）齿宽与齿高之比 ?。?模数： ?=?1?56.89 × ?14 °?=24= 2.30?1齿高： h=2.25mt =2.25 ×2.30=5.175?b 56.89= = 10.99h 5.1755）计算纵向重合度?。? = 0.318? ?1?= 0.318 ×1 ×24 ×ta

23、n14 °= 1.9036）计算载荷系数。根据 =0.91m/s ， 7 级精度，由图 10-8 查得动载荷系数K=1.02 ；查表10-4 得KH =1.42 ；由图 10-13 查得 KF =1.35 ；表 10-3查得 KH =KF =1.2 。K = ?= 1 ×1.02 ×1.2 ×1.42 = 1.747）按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径，由10-10a 得3?3 1.7458.51?1 = ?1?= 56.89 × =?1.68) 计算模数 mn。?58.51 ×?14°1= 2.365mm? =24?13

24、、按齿根弯曲强度设计（1）确定计算参数1）计算载荷系数。 K = ?=1 ×1.02 ×1.2 ×1.42 = 1.742）根据纵向重合度 ? = 1.903 ，从图 10-28查得螺旋角影响系数? = 0.88 。?3）计算当量齿数。?1=?1=24= 26.2733?14?2=81= 88.67?2=33?14°4）查取齿形系数。由表Fa1Fa2Sa1Sa2。10-5 查得 Y=2.60；Y =2.21 ；Y=1.595 ； Y =1.78- 6 -机械设计课程设计计算说明书由图 10-20c 查得小齿轮弯曲疲劳强度极限?1= 500MPa ；大齿轮

25、的弯曲疲劳强度极限? = 380?；由图 10-18取弯曲疲劳寿命系数?=0.85 ， ?= 0.88 。?1?1?25）计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S=1.4 ，由公式 10-12 得? 1 =?1?10.85 ×500= 303.57MPa?=1.4?=?0.88 ×380= 238.86MPa?2 ?2=? 2?1.4?6）计算大、小齿轮的 ?并加以比较。?1?1?2.60 ×1.595=303.57=0.01366? 1?2?2?2.21 ×1.78= 0.01646=238.86 ?2大齿轮的数值大。（2）设计计算32 ×

26、1.74×1.01322×105()2×0.88 ×?14 °= 1.72mm?=×0.01646?1 ×24 2 ×1.65对比计算结果， 由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn 大于由齿根弯曲强度计算的法面模数， 取 mn=2.0mm ，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 d1=58.51 来 计 算 应 有 的 齿 数 。 于 是 由 ?1=?1?=?58.51 × ?14 °=3.38×28=94.64 。取 Z

27、=95。= 28.38 则取 Z =28 ， Z =iZ212124、几何计算中心距（ 1）计算中心距a =(?+? )?(28+95 )×2取 a=127。12?= 126.77mm2?2?14 °（ 2）修正螺旋角= arccos(? + ?)?(28 + 95) ×212?=?= 14° 25 5"2?2 ×127因 值改变不大，故参数?、 ? 、 ? 等不必修正。?（ 3）计算大、小齿轮分度圆直径?1?1?28 ×2= 57.71?=?14° 25 5"?2?2?95 ×2= 195.8

28、1?=°?1425 5"(4）计算齿轮宽度b = ? ? = 1 ×57.71? = 57.71? 1圆整后取B 2=60mm ； B1=65mm 。- 7 -机械设计课程设计计算说明书传动零件设计计算数据表类型模数中心距材料齿数齿宽分度圆直径第小齿40Cr234535.56级轮斜齿圆1.5102齿大柱齿轮轮齿4510940168.51轮第小齿40Cr286557.71级轮斜齿圆2127齿大柱齿轮轮齿459560195.82轮三、装配草图设计1、初选轴及联轴器根据电动机型号Y112M-4 查表 14.2 得电动机的最小直径d 电机 =28mm 。1）、按扭矩强度初定该轴的最小直径dmin3?34? C= 100 × = 14.057?1440该轴有一段键槽，将计算值加大 3%，dmin=(1+3%)14.057mm=14.479mm 。选取轴的材料为 40Cr，调质处理。2）、选择联轴器9550P4= 9550