机械设计课程设计计算说明书二级展开式圆柱齿轮减速器

机械设计课程设计设计计算说明书设计题目二级展开式圆柱齿轮减速器机电系系机械专业11级（1）班学生姓名侯立欢完成日期2013.12.16指导教师（签字） 目录一、设计任务书1二、传动方案的拟定及说明1三、电动机的选择3四、计算传动装置总传动比和分配各级传动比3五、计算传动装置的运动和动力参数4六、传动件的设计计算5七、轴的设计计算12八、滚动轴承的选择及计算26九、键联接的选择及校核计算31十、联轴器的选择32十一、减速器附件的选择和箱体的设计32十二、润滑与密封33十三、设计小结34十四、参考资料35 一、 机械设计课程任务书设计人 侯立欢 院（系） 机电系 专业（班级） 机械一班 学号120110508005 设计题目 题号 原始数据：1.设计项目：用于带式运输机的展开式圆柱齿轮被减速器。其传动简图如下所示。2.工作条件：带式运输机连续工作，单项运转，工作时有轻微震动，空载启动，每天单班制工作，使用期限为10年，每年按300个工作日计算，小批量生产。 3.原始数据运输机卷筒扭矩（Nm）运输带速度（m/s）卷筒直径（mm）带速允许偏差（%）使用年限（年）工作制度（班/日）68000.48425%1014.设计任务(1)设计内容：电动机选型；V带传动设计；减速器设计； 联轴器选型。 (2)设计工作量：减速器装配工作图1张（A0幅画）；零件工 作图1-3张（A3或A4幅面）；设计计算说明书1份（6000-8000字）。 5.设计要求：有指导教师选定。（1） 减速器中齿轮设计成：直齿轮；斜齿轮；高速级为 斜齿轮，低速级为直齿轮。（2） 减速器中齿轮设计成：标准齿轮；变位齿轮；变位 与否设计者自定。 完成时间 年 月 日 签字 侯立欢 设 计 计 算 与 说 明主 要 结 果二、传动方案的确定 传动装置选用V带传动和展开式二级圆柱齿轮传动系统，具有结构简单、制造成本低的特点。V带传动布置于高速级，能发挥它的传动平稳、缓冲吸震和过载保护的优点。但本方案结构尺寸较大，带的寿命短，而且不宜在恶劣环境中工作。因而，对尺寸要求不高、环境条件允许的情况下，可以采用本方案。 三、电动机的选择3.1电动机类型和结构形式选择按照已知的动力源和工作条件选用Y系列三相异步电动机。3.2确定电动机功率1） 传动装置的总效率查表1-10得：。 则： 2）工作机所需电动机功率 由式（13-4）及式（13-2）得 3.3确定电动机型号 滚筒工作转速 按表1-9推荐的传动比常用范围，则总 传动范围为。因此电动机可选范围 符合的电动机750r/min，1000r/min，1500r/min。查表2-1 得下表： 方 案电动机 型 号电动机转速n(r/min)额定功率同步转速满载转速1Y160M1-8750r/min720r/min42Y132M1-61000r/min960r/min43Y112M-41500r/min1440r/min4由表中数据可知两个方案均可行，综合考虑电动机价格和传动装置尺寸及环境条件。因此，采用方案2，选定电动机型号为Y132M1-6。由表2-3查得：电动机的机座中心高：H=132mm电动机的伸出端直径：D=38mm电动机的伸出端长度：E=80mm 四、计算传动装置总传动比和分配各级传动比4.1传动装置总传动比4.2分配各级传动比查表1-9取V带传动的传动比，则两级圆柱齿轮减速器的传动比为 由展开式齿轮传动比：得： 所得符合一般圆柱齿轮传动和两级圆柱齿轮减速器传 动比的常用范围。五、计算传动装置的运动和动力参数的计算 5.1 各轴转速电动机轴为0轴，减速器高速轴为轴，中速轴为轴，低速轴为轴，各轴转速为： 5. 2 各轴输入功率 按电动机额定功率计算各轴输入功率，即 5.3 各轴转矩 各轴的运动及动力参数见下表：轴 名功率（kw）转速n（r/min）转矩T（N·m）03.8896038.6013.72320111.0223.6172.89472.9833.5621.561576.9043.4321.561519.32六、传动件的设计带传动设计计算 6.1 确定计算功率由于是带式输送机，每天单班工作制，查机械设计（V带设计部分未作说明皆查此书）表5-1得， 工作情况系数6.2 选择V带的带型由、 由图5-1选用A型v带6.3 确定带轮的基准直径并验算带速 1）初选小带轮的基准直径。由表5-211和图5-1，取小带轮的基准直径 2） 验算带速 ,故带速合适。 3）计算大带轮的基准直径 根据表5-2注2，取=335mm。 6.4确定V带的中心距a和基准长度1）根据式初定中 心距。2） 计算带所需的基准长度 由表5-3选带的基准长度3） 计算实际中心距a 中心距变化范围为528.45-552.60mm。6.5 验算小带轮上的包角 故合适。6.6 确定带的根数z1） 计算单根V带的额定功率 由和，查表5-4 用线性插入法得根据，i=3和A型v带，查表5-5用线性插入法得2） 计算V带根数z 取4根。 6.7 计算单根V带的初拉力的最小值 由表5-7查得A型V带的单位长度质量q=0.1kg/m，所以 应使带的实际初拉力 6.8 计算压轴力 V带传动主要参数名称结果名称结果名称结果带型A型传动比根数Z=4基准长度基准长度mm预紧力N中心距a=536.50mm压轴力1272.484N 6.9 带轮结构设计 带轮材料采用HT150。由表5-8查得： 现取 。 1） 小带轮结构设计小带轮采用实心式。由电动机伸出端直径d=38mm，查表5-9 及5-8可得但考虑电动机伸长为80mm故取如下图所示：2） 大带轮才用腹板式，大带轮轂孔直径有后续高速轴设计而定，取d=32mm,同理由表5-8,5-9可得 由表5-8取，作下图： 七、减速器内传动零件的设计齿轮传动的设计计算 1 高速齿轮的设计计算（此过程查机械设计第九版表和图） 1）选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 选用圆柱斜齿轮传动，压力角20°，初选螺旋角14°。 带式运输机为一般工作机器，选用7级精度。 材料选择。小齿轮材料为45钢（调质），齿面硬度280HBS， 大齿轮材料45钢（调质），齿面硬度240HBS. 选小齿轮齿数 大齿轮齿数 2）按齿面接触疲劳强度设计 <1> 由（10-24）试算小齿轮分度园直径，即 确定公式各参数值。 试选载荷系数，由表10-7选齿宽系数。 由图10-20查得。 由表10-5查得 式10-21计算解除疲劳强度用重合度系数 由式10-23可得螺旋角系数 计算接触疲劳许用应力由图10-25查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为由式10-15计算应力循环次数根据图10-23解除疲劳寿命取失效概率1%，安全系数S=1 由式10-14试算小齿轮分度圆直径 <2>调整小齿轮分度圆直径 圆周速度v 齿宽b 2）计算实际载荷系数.由表10-2查得使用系数。根据v=0.838m/s、7级精度，由图10-8查得动载系数齿轮圆周力 由表10-4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支撑非对称分布则载荷系数3）由式10-12得实际载荷系数算的分度圆直径及相应齿轮模数3） 按齿根弯曲疲劳强度设计由式10-20试计算齿轮模数，即确定公式的各参数值<1>试选载荷系数<2>由式10-18可得计算弯曲疲劳强度的重合度系数<3>由式10-19可得计算弯曲疲劳强度的螺旋角 <4>计算当量齿数查图10-17得齿形系数查图10-18由图10-24c查得 小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限为由图10-22查得弯曲疲劳寿命系数取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式10-14得 因为大齿轮的大于小齿轮的所以取0.0166 所以试算齿轮模数得 调整齿轮的模数 <1>圆周速度v <2>齿宽b <3>齿高h及齿宽比 b/h 2）计算实际载荷系数 根据v=0.660m/s，7级精度，由图10-8查动载系数=1.05 查表10-3得齿间载荷分配系数 由表10-4用插值法查得 则载荷系数为 3）由式10-13 可得实际载荷系数算得的齿轮模数 对比计算结果，由于齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯