机械设计课程设计说明书某一带式运输机用二级锥齿轮—斜齿圆柱齿轮减速器

仲恺农业技术学院机电工程学院机械设计课程设计说明书班级:机械072班学号:姓名: 指导老师:仲恺农业工程学院2009年1月1日目录机械设计课程设计1说明书1设计任务书2设计步骤3电动机的选择5传动件的设计计算7圆锥直齿轮设计7圆锥直齿轮计算8按齿根弯曲强度设计9圆柱斜齿轮设计11轴的设计15轴的材料选择和最小直径的估算15轴的结构设计16轴的校核19求轴上的载荷20按弯扭合成应力校核轴的强度22滚动轴承的选择和验算25键的强度校核26联轴器的选择和验算27减速器的润滑28箱体结构的设计28设计小结31参考文献32设计任务书题目：610设计某一带式运输机用二级锥齿轮斜齿圆柱齿轮减速器。运输机二班制连续工作，单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘。减速器小批量生产，使用期限10年，运输带速度允差± 5。学号F（KN）V(m/s)D(mm)082.31.5450二. 设计要求 1.减速器装配图一张； 2.零件工作图若干张（传动零件、轴和箱体等，具体由教师指定）； 3.设计计算说明书一份 4. 机械设计课程设计结束时进行课程设计总结和答辩。 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：原始数据：输送带的拉力F=2.3kN；输送带的线速度V=1.5m/s；驱动滚筒直径D=450mm；工作机传动效率取为0.96。工作条件：运输机二班制连续工作，单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘。减速器小批量生产，使用期限10年，运输带速度允差± 5。传动方案：如图a-1所示。初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。选择二级圆锥圆柱齿轮减速器和链轮传动。传动装置的总效率=0.99*=0.8075根据机械设计手册可查得各部件的效率如下：为联轴器效率，取0.99；为滚子轴承效率，取0.98；为球轴承效率，取0.99；为圆锥齿轮效率，取0.97；为圆柱齿轮效率，取0.98；为v带传动效率，取0.95；为滚筒效率，取0.96。（齿轮为7级精度，油脂润滑。V带传动为闭式传动）电动机的选择电动机所需工作功率为： PP/2300×1.5/1000×0.80754.27kW, 执行机构的曲柄转速为n=63.69r/min，经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i24，二级圆柱斜齿轮减速器传动比i615，则总传动比合理范围为i1260，电动机转速的可选范围为ni×n（1260）×63.69764.283821.4r/min。方案电动机型号额定功率/KW同步转速/（r*min）满载转速/（r*min）总转动比i1Y132M2-65.5100096039.6632Y132S-45.51500144059.494综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y132M2-6的三相异步电动机，额定功率为5.5KW额定电流12A，满载转速960r/min，同步转速1000r/min。实际传动比为i=960/63.69=15分配传动比根据传动比分配原则：1、V带传动外廓尺寸不致过大所以其传动比不宜过大2、圆锥-圆柱齿轮减速器，为了便于大齿轮加工，高速级锥齿轮传动比=0.25，且使。根据课程设计指导书P17图12可查得齿轮传动中，高速级传动比为 3,低速级为5传动装置的运动和动力参数计算各轴转速的计算=n=960r/min =n=960r/min=960/3r/min320r/min  320/5r/min64r/min n=64r/min（2）各轴输入功率0 P=4.27KW=4.27kW=××24.27×0.99×0.98KW4.14kW   ×4.14×0.974.02kW   ×2×4.02×0.98×0.983.85kWP×2×1=3.85×0.98×0.993.74kW（3） 各轴输入转矩 =×× N·m电动机轴的输出转矩=9550 =9550×4.27/960 N·m=42.5N·m所以: =42.5N·m××=42.5×0.98×0.99=41.2N·m××=41.2×3×0.98=121.1N·m=×××=121.1×0.98×0.99×5=581.6 N·m T=×2×1=581.6×0.98×0.99=564.3项目轴1轴2轴3轴4轴5转速(r/min)9609603206464功率(kw)4.274.144.023.853.74转矩(N*m)42.541.5121.1581.6564.3传动比113.05.01效率10.9760.970.9580.971传动件的设计计算圆锥直齿轮设计已知输入功率P=4.27KW，小齿轮转速960r/min，齿数比u=3.，由电动机驱动，工作寿命10年（设每年工作300天），二班制，单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘。减速器小批量生产。选定齿轮精度等级、材料及齿数1） 圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)2） 材料选择 由机械设计（第八版）表10-1选择小齿轮材料为(调质)，硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。3） 选小齿轮齿数，大齿轮齿数z=3*25=75 1、 按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即（1） 确定公式内的各计算数值1） 试选载荷系数2） 计算小齿轮的转矩T=95.5×10×=95.5×10×4.14/960=4.12×10N.m选齿宽系数4）由机械设计（第八版）图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限5）由机械设计（第八版）表10-6查得材料的弹性影响系数6） 计算应力循环次数由计算应力值环数N=60nj =60×960×1×（2×8×300×10）=2.76×10hN= =2.76×10/3=0.92×10h #(3为齿数比,即3=)7) 由机械设计（第八版）图10-19取接触疲劳寿命系数K=0.93 K=0.968) 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数S=1,应用公式10-12得:=0.93×600=558=0.96×550=528圆锥直齿轮计算1） 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值 =2.92=67.7mm2） 计算圆周速度v3） 计算载荷系数根据v=3.40m/s，7级精度，由机械设计（第八版）图10-8查得动载系数直齿轮由3表10-3查得锥齿轮齿间载荷分配系数，由机械设计（第八版）表10-2查得使用系数根据大齿轮两端支撑，小齿轮作悬臂布置，查机械设计（第八版）表得轴承系数，则接触强度载荷系数4） 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得5） 计算模数m取标准值m=4mm按齿根弯曲强度设计1. 按齿根弯曲强度设计由3式（10-24）得弯曲强度的设计公式为1.确定齿轮弯曲疲劳强度由3图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲强度极限；2.弯曲疲劳寿命系数由3图10-18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S=1.3,由3式（10-12）得4.计算载荷系数K5.查取齿形系数由3表10-5查得；6.查取应力校正系数由3表10-5查得；7.计算大小齿轮的并加以比较大齿轮的数值大大齿轮的数值大8. 设计计算1）.确定模数2）.计算齿数1）.对比计算结果，由齿面接触强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，按m=2.90接近标准模数m=3,故取模数为m=4,按接触强度算得的分度圆直径2），取大齿轮齿数，1） .2） .9. 几何尺寸计算1） .计算分度圆直径2） 平均分度圆直径3） 计算齿轮宽度4） 计算分锥角5） 计算当量齿数1） . 2）取圆柱斜齿轮设计设计某一带式运输机用二级锥齿轮圆柱齿轮减速器。运输机二班制连续工作，单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘。减速器小批量生产，使用期限8年，运输带速度允差± 5。 齿轮传动的设计计算 材料：低速级小齿轮选用钢，齿面硬度为小齿轮 250HBS 取小齿齿数=20速级大齿轮选用钢，齿面硬度为大齿轮 220HBS z=5×20=100 圆整取z=100 齿轮精度按GB/T100951998，选择7级，齿根喷丸强化。 按齿面接触强度设计1. 确定公式内的各计算数值试选K=1.6查课本由图10-30选取区域系数Z=2.45试选,查课本由图10-26查得=0.76 =0.92 =0.76+0.92=1.68应力循环次数N=60×n×j×L=60×320×1×(2×8×300×10)=7.37×10 N=1.47×10由课本图10-19查得接触疲劳寿命系数K=0.95 K= 0.98查课本由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限,大齿轮的接触疲劳强度极限取失效概率为1%,安全系数S=1,则接触疲劳许用应力查课本由表10-6查材料的弹性影响系数Z=189.8MP选取齿宽系数 T=95.5×10×=95.5×10×4.02/320=12.0×10N.m =57.12. 计算圆周速度 0.9563. 计算齿宽b=d=1×57.1=57.14. 计算齿宽与齿高之比 模数 m= 齿高 h=2.25×m=2.25×2.792