机械设计优质课程设计专项说明书二级斜齿圆柱齿轮减速器设计

1、机械设计课程设计计算阐明书目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 一、传动方案分析5二、电动机的选择5 HYPERLINK l bookmark41 o Current Document 三、传动比的分派6 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 四、V带传动的设计计算8 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 五、斜齿圆柱齿轮的设计计算11六、轴的设计与校核计算以及联轴器的选择21七、轴承的选择与计算31八、键的计算校核32九、

2、减速器的润滑及密封选择 32十、减速器的附件选择及阐明32十一、参照文献34电动机工作功电动机工作功传动装置总体设计计算过程及计算阐明率 P 率 P = 7.5KW，m1440r/min选择 Y132M-4 三相异步电 动机七=4.62is = 3.56 dd1=90mm v = 6.78m / sd = 280mm d2设计一带输送机传动装置工作条件：持续单向运转，有效期（每年300个工作日），小批量生产，两班制工作， 输送机日勺传动效率为1。（第4组数据）原始数据：输送带从动轴所需扭矩T = 950N m ;输送带勺运营 速度v = 0.8m/ s ；输送带鼓轮直径D = 350mm。一、

3、传动方案分析为了估计传动装置勺总传动比范畴，以便选择合适勺传动机构和拟定传动 方案，可先由已知条件计算其驱动传送带积极轴鼓轮勺转速nww60 x 1000v60 x 1000 x 0.8n =牝 43.67 r： min1、电动机类型勺选择：根据用途选择Y系列一般用途勺全封闭自冷式三相异步电动机。2、功率勺拟定：工作机所需功率P:WP = Tn /（9550n ）1、电动机类型勺选择：根据用途选择Y系列一般用途勺全封闭自冷式三相异步电动机。2、功率勺拟定：工作机所需功率P:WP = Tn /（9550n ）由于T = 950N m ； n =43.67r/min ；门=1，把数据带入式子中，因

4、此P = 950 x 43.67 /（9550 x 1）俐 4.34kW传动装置勺总效率nV带传动效率气=0.92，滚动球轴承效率门2 = 0.98，斜齿圆柱齿轮效率（8级精 度）七=0.97，联轴器效率七=0.99，平带效率门5 = 0.96。叩=叩 x叩 x叩5 x叩2 x叩=0.96x 0.92x 0.985 x 0.972 x 0.99=0.74所需电动机勺功率P:da = 500mmLd=1600mm a = 501mma = 15801(F0) i = 122 .09 N勺=119847N* = 76400N mm、=IZ H = 2. 4331 ZE = 189. 8MPa2，d

5、 = 1= 1.68v=1.29m/sm = 2.16 mmnP = P / 门= 4.34 /0.74 = 5.8704kW电动机额定功率P: m按P Pd选用电动机型号。故选P =7.5kW日勺电动机3、电动机转速的拟定：计算工作机轴工作转速：Y = 0. 88斜齿轮重要参数：z1 = 26z 2 = Y = 0. 88斜齿轮重要参数：z1 = 26z 2 = 97m = 2mmna = 127 mmi14-2(P196)推荐勺传动比范畴，取V带传动比范畴为24、斜齿圆柱齿轮勺传动 比范畴为35，展开式二级圆柱齿轮减速器 .(1.31.5)七则总传动比范畴为 i=23150。故电动机转速勺

6、可选范畴为n = in = (23 150) x 45=1035- 6750/min/符合这一范畴勺同步转速有1500 r/min和3000r/min。4、电动机型号勺拟定 1 = 14。2512d = 54mm1d = 200mm2B = 59mm1B = 54mm 2v = 0.535m / s = 1.824m = 4mmn型号额定功率/kW满载转速n (r/min)堵转转矩最大转矩额定转矩额定转矩Y132M-47.514402.22.2由上可见，电动机同步转速可选1500 r/min和3000r/min，额定功率为7.5kW。 由于1500r/min勺电动机较常用，且较符合工况规定，因

7、此查机械设计课程设计 表853 (P207)选择电动机型号为Y132M-4。电动机勺重要参数见下表z 3 = 20a = 159mm2 =14。24242d = 80mm计算总传动比及分派各级勺传动比1d = 80mm计算总传动比及分派各级勺传动比1、总传动比： i = n /n = 1440/43.67 = 32.972、分派各级传动比：d = 228mm4B = 85mm3B = 80mm三、传动比的分派d =d = 39 mm n设V带勺传动比为i，高速级斜齿轮传动比为i，低速级斜齿轮传动比为is。3、4、取V带传动比七=2，则两级减速箱勺传动比为:i = i/ i = 32.97/2

8、w 16.48 ,由上述各式可解得：七=4.62各轴的转速n (r/min)电机轴勺转速n d高速轴勺转速n 1:中速轴勺转速n2:低速轴勺转速n :3工作轴勺转速n4各轴的输入功率Pd . = 55mm=i - i，i = jl.3i.is = 3.56nm=1440, /min=1440/2 = 720, /min=720/4.62 = 155.84r /min=155.84/3.56 = 43.67 r /minn = n = 43.67r / min(kW)电机轴勺输入功率七: dp = 7.5kW中间轴各段长度:L1-2L2-3L3-4L4-5=42.5mm=52mm=8mm=83m

9、mL = 42.5mm5-6内壁线距离:l = 172mm中间轴各段高速轴勺输入功率P :1P = P -n 1 = 7.5 x 0.92 = 6.9kW轴径:中速轴勺输入功率P:2P =匕七七=6.9 x 0.97 x 0.98 = 6.55kW低速轴勺输入功率P :3P = P2 n2 n3 = 6.55 x 0.97 x 0.98 = 6.23kW工作轴日勺输入功率:d = 40mm1-2d = 46mm2-3d = 54mm3-4d = 46mm4-5d = 40mm5-6高速轴日勺各5、高速轴日勺各5、各轴勺输入扭矩T (Nm)轴段长度:P = P n4 n2 = 6.23 x 0.

10、99 x 0.98 = 6.04kWl = l = 76mm1-2l = 50mm2-3电机轴勺输入功率T : T = 9550 P = 9550 xlL = 49.73N m d d n1440dP6 9高速轴勺输入转矩T1: “ = 9550 t = 9550 x二PT n 1=91.52N m 720l4-5=93mm中速轴勺输入转矩七:七=9550 P = 9550 x 6,55 = 401.38N mn2155.84l5-6l6-7=59mm=36mm低速轴勺输入转矩T3： TP6 23=9550 = 9550 x= 1362.41N mn43.67高速轴日勺各段轴径:工作轴勺输入转

11、矩T4: T4-P6.04,=9550 = 9550 x 一 = 1320.86N m n43.67d = 25mm1-2Td、T1、T2、d = 29mm2-3轴勺输入转矩。d3-4=35mm参w轴名电动机轴轴I轴II轴III工作机轴功率P/kW7.56.96.556.236.04转矩T/N.m49.7391.52401.381362.411320.86转速r/min1440720155.8443.6743.67T3、T4依次为电动机轴，高速轴，中速轴，低速轴和工作机d4-5d5-6d6-7=41mm=58mm=35mm、V带传动的设计计算1,拟定计算功率PcaP =K XP由表13-8 (

12、P218,机械设计第五版高等教育出版社，该书如下简称课本)可知：K=1.2A由电动机选型可知:P=7.5kwp =七-p = 1.2x7.5=9kW2,选择V带勺带型根据传动勺形式，选用一般V带；再根据Pc气，由课本p.157图8-11知：拟定选用A型V带。3,拟定带轮勺基准直径d并验算带速v。初选小带轮勺基准直径1 dd1。由课本p.155157表8-6和表8-8，取小带轮勺基准直径dd1=90mm。验算带速v。按课本p.150式8-13验算带勺速度低速轴勺各段轴径:d1-2d2-3d3-4d4-5d5-6d6-7d7-8=63mm=73mm=85mm=97mm=111mm=97 mm=85

13、mm低速轴勺各段长度:l = 140mm1-2nd n160 x1000nx 90 x 144060 x 1000=6.78 ms由于5m；s v 30m；s，因此所选日勺带速合适。拟定大带轮勺基准直径。根据课本p.150式8-15a，计算大带轮勺基准直径dd2。d = i - d = 3 x 90mm = 270mmd 2 V d1根据课本p.157表8-8,圆整为d = 280mmd 2拟定V带勺中心距a和基准长度Ld。1)根据课本p.152式8-20,得0.7(d + d ) a 2(d + d ) d1d 20d1d 20.7 x (90 + 280) a0 2 x (90 + 280

14、)故得，259 a0 900 501计算带日勺根数Z计算单根V带勺额定功率Pr由 dd1=90mm 和 nd1=1440r/min，查课本 p.152 表 8-4a 得p 0 = 1.07 kW根据n =1440邛min , i = 3和A型带，查课本p.153表8-4b得Ap = 0.17kW，查课本p.155表8-5可以得K = 0.94，查课本 p.146 表 8-2 得 K = 0.99，于是得，p = (p 0 +Ap 0) KK = (1.07 + 0.17) x 0.94 x 0.99=1.154kW计算V带勺根数ZZ = J =兰史=4.16，因此Z取5根。p 1.154 r计

15、算单根V带勺初拉力勺最小值(F0)min由课本p.149表8-3得A型带勺单位长度质量q=0.1kg/m 因此由课本p.158式8-27得，(F )= 500S- K/Pc。+ qv20 minK ZV=500 x (2.5 - 0.94)x 4.8 + 0.1 x 6.782 = 122.09N 0.94 x 5 x 6.78应使带勺实际初拉力F0 (F0)min计算压轴力Fp由课本p.159式8-28可得压轴力勺最小值为：a(F )= 2Z (F ) sin p min0 min 2=2 x 5 x 122.09 x sin = 1198.47N五、斜齿圆柱齿轮的设计计算1、高速级已知输入

16、功率P = 3.84kW，齿数比为3.73，小齿轮勺转速为480r/min，由1电动机驱动，有效期为（每年工作300天），两班制，输送机持续单向运转。（1）选定齿轮类型、精度级别，材料及齿数1）选用闭式斜齿圆柱齿轮传动。2）该减速器为通用减速器，速度不高，故选用7级精度。3）因传递功率不大转速不高，由课本p191表10-1选择小齿轮材料为45（调 质后表面淬火），硬度为450HBS，大齿轮为45钢（调质后表面淬火），硬度为 400HBS，两者材料硬度差为40HBS。4）选小齿轮齿数气=24，大齿轮 = 3.73 x 24 = 89.52，取z 2 = 90。5）选用螺旋角。初选螺旋角p 1 =

17、 142，其中 i = u = 3.73（2）按齿面接触疲劳强度进行设计计算2，其中 i = u = 3.73由设计公式进行计算，即d 3：淬咚11 Z Z 1 da U1）小齿轮转矩T/ 76400N mm2）试取载荷系数、=1.63）由课本p217图10-30选用区域系数Zh = 2.43314）由课本p201表10-6查得材料弹性影响系数Ze = 189. 8MPa25）由课本p205表10-7选用齿宽系数、=16）由课本 p215 图 10-26 查得 = 0. 79，%2 = 0- 89,则 = + = 1. 687）由课本p209图10-21d按齿面日勺硬度查得小齿轮日勺接触疲劳强

18、度极限a n.广600MPa，大齿轮勺接触疲劳极限a n 1. 2 = 550MPa8）计算应力循环次数N = 60n jL = 60 x480 x1x（2x8x300 x10）11 h=1.3824x109N 2 = NJ u = 1.3824 x 109/3.73 = 3.706 x 1089）由课本p207图10-19查得接触疲劳寿命系数HN1=0.96KHN1=0.96KHN2=0. 9810）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，则k h!k h! = Khn1/S=0. 96 X 600 = 576MPak = K k /S = 0. 98 x 550 = 539M

19、Pa：537.5：537.5MPaH211）试算小齿轮分度圆直径d1td 2 出也f沼T- 51.45心 k I u k J J12)计算圆周速度vV (nd n )/(60 x 1000)(兀 x 51.45 x 480)/(60 x 1000)1.29m / s计算齿宽b及模数mntb-/ = 1X 51.45 51.45mmm cos & 51.45 x cos14。_ 208mmnt z241h 2.25m 2.25 x 2.08 4.68mmntb / h 51.45/4.68 10.99计算纵向重叠度% 0. 31溯子tan & 0. 318 x 1 x 24 x tan 14。 1. 903计算载荷系数K根据齿轮工况，查课本p193表10-2得KA 1，根据v=1.29m/s,7级精度，由课本p194图10-8查得动载系数、1. 05由课本p195表10-3查得齿间载荷分派系数K血=KFa = 1.2由课本p197表10-4得接触疲劳计算日勺齿向载荷分布系数K耶=1. 42由课本p198图10-13得弯曲强度计算勺齿向载荷分布系数K = 1.3