机械设计课程设计

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机械设计(机械设计基础)

课程设计说明书

设计题目双级斜齿轮减速器

山东大学机械工程学院机械制造及其自动化专业

班级学号设计人彭

指导老师张

完成日期2023年1月13日

由于时间仓促，设计过程难免有错误，若您有时间可将错误发至yanke_007@，十分感谢。

目录

一、设计任务书错误！未定义书签。

(一）设计任务错误！未定义书签。（二）原始数据错误！未定义书签。（三）工作条件错误！未定义书签。二、传动总体方案设计错误！未定义书签。（一）平面布置简图：错误！未定义书签。（二）运输带功率：错误！未定义书签。（三）确定电动机型号：4(四)计算各级传动比和效率：5（五）计算各轴的转速功率和转矩：5三、V带传动设计计算7四、齿轮传动设计9（一）对高速齿轮设计:i=4.059（二）对低速速齿轮设计:i=3.117五、轴的设计-19-六、轴承的选择与设计33七、键联接的设计34八、联轴器的计算与设计37九减速器润滑方式，润滑油牌号及密封方式的选择38十、课程体会与小结42十一、

轴VI：nVI?3、输出转矩：

nV79.365??42.305r/mini链1.876轴I：TI?9550?PI3.810?9550??25.268N?mmnI1440PII3.620?9550??43214N?mmnII800

轴II：TII?9550?轴III：TIII?9550?PIII3.476?9550??149568N?mmnIII222.222轴IV：TIV?9550?PIV3.338?9550??401725N?mmnIV79.365轴V：TV?9550?PV3.282?9550??394509N?mmnV79.365PVI2.989?9550??674734N?mmnVI42.305IIIIIIVVVI轴VI：TVI?9550?轴号参数输入功率P(Kw)转速n(r/min)输入转矩T(N·mm)

I3.8103.6203.4763.3383.2822.9891440800222.22279.36579.36542.3052526843214149568401725394509674734

三、V带传动设计计算

计算项目工作状况系数计算功率选带型小带轮直径取滑动率大带轮直径大带轮转速计算带长求DmDm?n2?计算内容由表11.5Pc=KAP0=1.2x3.810kw由图11.15由表11.6计算结果KA=1.2Pc=4.572kwA型D1=100mm??1%D2=（1??）D1n1n2(1??)D1n1100?1440?0.99?720D2=178mm100?1440200D2?0.99?n2=720r/minD2?D1求△初取中心距带长L基准长度Ld求中心距和包角中心距a小轮包角

2178?100??139mm2?178?100?39mm2??D2?D120.7(D1+D2)求带根数带速传动比v??D1n160?100?v=7.54m/s??0.1?144060?100i=1.797n1440i?1??1.797n2801由表11.8Po=1.306由表11.7带根数求轴上载荷张紧力轴上载荷V带尺寸顶宽b节宽bp高度h带质量q轮毂尺寸参数带宽BK?=0.98取Z=4根Fo=123.2N由表11.2KL=0.96由表11.16△Po=0.168Z?Pc(P??Po)K?KL4.572??3.30(1.306?0.168)?0.98?0.96F0?500?2.5?K??2???qv??K????2.5?0.98?4.572??500????0.1?7.542??7.54?4?0.98?PvZ由表11.4q=0.17kg/mFQ?2ZF0sin?2170.32FQ=982.1Nb=13mmbp=11mmh=8mmq=0.1lg/mB=65mm?2?4?123.2?sin表11.4B=(Z-1)?e+2f=(3-1)?15+20

四、齿轮传动设计

（一）对高速齿轮设计:i=3.600

计算项目选材大齿轮小齿轮齿面转矩T齿宽系数45钢调质硬度240HB40Cr调质硬度240+20=260HB齿面接触疲乏强度计算计算内容计算结果T1?9.55?106i?12P13.620?9.55?106?n18013.6?1?0.32T1?43160N?mm?d??a??d?0.69接触疲乏极限?Hlim初步计算许用接触应力由图12.17C，小齿轮为合金钢，大齿轮为碳钢?Hlim1?710MPa?Hlim2?580MPaH1Hlim1????0.9?????0.9?H2?0.9?710?0.9?580[?H[?Hlim1]?576MPa]?522MPa???HHlim2lim2Ad值初步计算小轮直径初步计算齿宽b校核计算圆周速度v

由表12.16估计??140取Ad?90Ad?90取d1?62mmb=43mmd1?Ad3?90?3T1?d??H?2?u?1u431603.600?1??59.8mm23.6000.69?522b??d?d1?0.69?62v??d1n160?1000???62?80160?1000v?2.60m/s

齿数Z模数m螺旋角?取Z1=24，Z2=i×Z1=86Z1=24Z2=86mt=2.583mn=2.5mt?d1/Z1?62/24由表12.3mn=2.5??arccos使用系数KA使用系数KV齿间载荷分系数由表12.9由图12.9mn2.5?arccosmt2.583??14o35'33''KA=1.25KV=1.15KH?

由表12.10先求Ft?2T1d12?43160??1392N62KAFt1.25?1392??40.47N/mm?100N/mmb43?a??1.88?3.2?????11?????cos??Z2???Z1???1.654??11??0'''???1.88?3.2??cos143533??2486?????????bsin??dZ1?tan??mn??tan143533o'''???1.3790.69?24?r???????1.654?1.379?t?arctantan?ncos??r?3.033tan20oo'''?arctan?203641cos14o35'33''cos?b?cos?cos?n/cos?t?cos143533/cos203641?0.972o'''o'''

齿向载荷分布系数由此得KH??KF????/cos2?b?1.654/0.9722KH??1.752KH?载荷系数弹性系数节点区域系数重合度系数螺旋角系数接触最小安全系数工作时间th应力循环次数由表12.11非对称分布KH??b?b?3??A?B?[1??]()2?C?10b?d1?d1???32?1.09?0.16?(1?0.6?0.692)?0.692?0.31?10?40KH??1.201K=3.03K?KAKVKH?KH??1.25?1.15?1.752?1.201由表12.12由图12.16由式12.31因???1取???1故ZE?189.8MPaZH?2.43Z??Z??4????1????????3??cos??cos14o35'33''1/???1/1.654Z??0.77Z??0.984由表12.14，一般可靠度，取SHlim?1.05假定工作时间七年,每年工作300天，双班制,则有SHlim?1.05th?33600hth?7?300?8?2NL1?60rntn?60?1?801?336009NL2?NL1/i?1.61?10NL1?1.61?109NL接触寿命系数NL2?4.49?1083.600由图12.18Zn1?0.97Zn2?1.08Zn许用接触应力???H1H2?Z710?0.97?Hlim1n1?SHlim1.05?Hlim2Zn2580?1.08?SHlim1.05???H????????656MPa????597MPaH1H2

验算重新选择Ad值初步计算小轮直径初步计算齿宽b校核计算圆周速度v齿数Z模数m螺旋角?使用系数KA使用系数KV?H?ZEZHZ?Z?2KT1u?1?2ubd1?189.8?2.43?0.78?0.9842?3.03?431603.600?1?40?6223.600?H?503MPa

轴的结构化对轴III进行设计初定轴长：根据指导书5-1图所给出的参数初定主动轴的长度如后图所示：1、左轴承中心到低速级小齿轮中心的距离：L1?E22?20/2?10?15?66/2?68?D?a?b32、低速级小齿轮中心到高速级大齿轮中心的距离：L2??b32?c?b22取L1=70mm取L2=70mm取L3=58mm6640?15??68223、高速级大齿轮中心到右轴承中心的距离：L3?b2224520??15?10??57.522?a?D?E

斜齿螺旋角齿轮直径小齿轮3受力转矩圆周力径向力轴向力大齿轮2受力转矩圆周力径向力轴向力画轴受力图计算支承反力水平面反力垂直面反力

由此前计算结果可知T3=TIII?1?11o51'06''?2?121910d2=201.802mmd3=79.838mmo'''T3=149568N·mm0Ft3?2T3/d3?2?149568/79.838o'''Fr3?Ft3tan?n/cos?2?3747?tan20/cos121910F?1396Nr3F?3?818NF?Ftan?2?3747?tan12o19'10''?3t3Ft3?3747NT2=TIIIT2=149568N·mmFt2?2T2/d2?2?149568/201.802Ft2?1482NFr2?Ft2tan?n/cos?1?1482?tan200/cos11o51'06''Fr2?551NF?2?311No'''F?2?Ft2tan?1?1482?tan115106图形如后页d3d?Fa2?2?Fr2?L322FR'4?19879.838201.8021396?70?818??311??551?5822?198FR'3?Fr3?FR'4?Fr2?1396?655?551Fr3?L1?Fa3?FR'4?655NF'R3?190NFt3?128?Ft2?583747?128?1482?58''FR3??198198'F\R4?Ft3?Ft2?FR'3?3747?1482?2856'FR'3?2856NF''R4?2373N

许用应力许用应力值应力校正系数当量转矩当量弯矩轴材料为45钢调质插入法查表16.2得[?0b]?102.5Mpa[??1b]?60Mpa??0.59[??1b]60???[?0b]102.5?T?0.59?149568N?mm右轴颈中间截面2MeB=MB2?(?T)=2051322?882452?240113N??T?88245N?mmmm校核轴颈轴的结构化

小齿轮中间截面MeC=MC2?(?T)=1377682?882452?163606N?最小轴颈估算2MeA?240113N?mmMeB?163606N?mmmmN·dB?1.03?3MeB?1.03?0.1[??1b]3240113?34.205mm0.1?60dB?34.205mmdC?31.002mmdC?1.03?3MeC?1.03?0.1[??1b]3163606?31.002mm0.1?60

轴受力图水平面受力图水平弯矩图垂直受力图