某大学机械设计课程设计说明书

机械设计课程设计计算说明书 二级展开式斜齿齿轮减速器中北大学机械设计课程设计说明书题 目： 用于热处理车间清洗零件的传动系统中的二级斜齿圆柱齿轮减速器班 级： 09级 2班 学 号： 姓 名： 专 业： 指导教师： 2012 年 06 月 12 日目 录设计任务书- 1 -第一章 传动方案的分析及拟定- 2 -第二章 电动机的选择及计算- 3 -2.1 电动机的选择- 3 -2.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比- 3 -2.2.1 总传动比- 3 -2.2.2分配传动装置传动比- 3 -2.3 计算传动装置的运动和动力参数- 3 -2.3.1 各轴转速- 3 -2.3.2 各轴输入功率- 4 -2.3.3 各轴输入转矩- 4 -第三章 传动零件的设计计算- 5 -3.1 设计带和带轮- 5 -3.2 二级展开式斜齿齿轮减速器设计- 6 -3.2.1 高速级齿轮传动的设计计算- 6 -3.2.2 低速级齿轮传动的设计计算- 9 -第四章 轴的设计及计算- 12 -4.1 传动轴的设计- 12 -4.1.1 V带齿轮各设计参数附表- 12 -4.1.2 主动轴- 13 -4.1.3 中间轴- 15 -4.1.4 从动轴- 19 -第五章 滚动轴承的选择及计算- 22 -5.1 主动轴的轴承设计工作能力计算- 22 -5.2 中间轴的轴承设计工作能力计算- 24 -5.3 从动轴的轴承设计工作能力计算- 25 -第六章 连接件的选择及计算- 27 -6.1 键的设计和计算- 27 -6.2 联轴器设计- 28 -第七章 箱体的设计- 29 -7.1 箱体结构设计- 29 -第八章 润滑、密封装置的选择及设计- 31 -8.1 润滑密封设计- 31 -设计小结- 32 -参考文献- 32 -设计任务书专业 机电一体化 班级 09级（4）班 学号 姓名 楚亚东 设计题目： 设计一热处理车间传送设备的展开式双级斜齿圆柱齿轮减速器（下图所示为其传动系统简图），用于传送清洗零件。 已知条件：（1）工作情况：双班制工作，工作平稳，传送运行速度允许误差为；（2）使用寿命：5年（3）动力来源：电力，三相交流，电压380/220V；（4）卷筒效率：0.96（包括卷筒与轴承的效率损失）；（5）原始数据：运输带所需扭矩 运输带速度 卷筒直径。设计任务： （1）减速器装配图1张（×号图）；（2）零件工作图2张（×号图）；（3）设计计算说明书1份。设计计算及说明结果第1章 传动方案的分析及拟定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：图1-1:传动装置总体设计图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V带传动和二级圆柱斜齿轮减速器（展开式）。其中查表可知V带传动效率为=0.96。传动装置的总效率0.96×××0.97×0.960.759为V带的效率,为第一对轴承的效率，为第二对轴承的效率，为第三对轴承的效率，为每对齿轮啮合传动的效率（齿轮为9级精度，油脂润滑.因是薄壁防护罩,采用开式效率计算)。第2章 电动机的选择及计算2.1 电动机的选择卷筒的转速nn=45.38r/min运输带功率Pw:Pw=4.51KW电动机输出功率P0:P0P/4.51/0.7595.94kW额定功率Pw:Pw=(11.3) P0(11.3)×5.94=5.947.72KW经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比24，二级圆柱斜齿轮减速器传动比840，则总传动比合理范围为16160，电动机转速的可选范围为:n0×n（16160）×45.38726.087260.8r/min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。查1表12-1（P173）选定型号为Y160M4的三相异步电动机，额定功率为11KW，满载转速nm=1460 r/min，同步转速1500r/min。2.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比 2.2.1 总传动比由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为：nm/n1460/45.3832.17 2.2.2分配传动装置传动比×式中分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取2.5，则减速器总传动比为32.17/2.512.87根据展开式二级圆柱斜齿轮减速器的传动比关系,可得高速级传动比为=4.24，则低速级传动比为3.032.3 计算传动装置的运动和动力参数 2.3.1 各轴转速1460/2.5584r/min584/4.24137.74r/min / 137.74/3.03=45.46 r/min=45.46r/min式中，为电动机满载转速，r/min；、分别为I、II、III、IV轴的转速，r/min；I轴为高速轴，III轴为低速轴。 2.3.2 各轴输入功率×7.72×0.967.41kW×2×7.41×0.98×0.956.9kW×2×6.9×0.98×0.956.42kW×2×4=6.42×0.98×0.976.11kW则各轴的输出功率：  ×0.98=7.26kW×0.98=6.76kW×0.98=6.29kW×0.98=5.99 kW 2.3.3 各轴输入转矩电动机轴的输出转矩:=9550/ =9550×7.72/1460=50.50 N·m所以 输入转矩×× =50.50×2.5×0.96=121.19 N·m×××=121.19×4.42×0.98×0.95=498.71 N·m×××=498.71×3.03×0.98×0.95=1406.84N·m=××=1406.84×0.95×0.97=1296.40N·m输出转矩：×0.98=118.17 N·m×0.98=488.74N·m×0.98=1378.70N·m×0.98=1270.47N·m运动和动力参数结果如下表：轴名功率P KW转矩T Nm转速r/min传动比i输入输出输入输出电动机轴7.7250.514602.51轴7.417.26121.19118.175684.242轴6.96.76498.71488.74113.63.033轴6.426.291406.841378.7040.11314轴6.115.991296.401270.4740.113P05.94kWPw=5.947.72KWn0726.087260.8r/min 第3章 传动零件的设计计算3.1 设计带和带轮1 定计算功率查2表8-7（P156）得：,式中为工作情况系数，为传递的额定功率,即电机的额定功率.2 选择带型号根据,查2表8-4a（P153）选用带型为C型带3 选取带轮基准直径查2表8-6和表8-8得小带轮基准直径，则大带轮基准直径,式中为带传动的滑动率，通常取（1%2%），查2表6-2（P68）后取。实际传动比：从动轮的实际转速：=608.33r/min从动轮的转速误差率为在内，为允许值。验算带速v 在525m/s范围内，故带速合适。确定中心距a和带的基准长度初步选取中心距：，初定中心距，所以带长：=查2表8-2选取基准长度得实际中心距:1300mm中心距的变化范围是12401420故取验算小带轮包角,包角合适。确定v带根数z，由公式得根据，查2表8-4a，用线性插值法得查2表8-4b查得功率增量为查2表8-3得带长度修正系数.查2表8-5,并由内插值法得由公式得故选Z=2根带。计算预紧力查2表8-3可得,故单根普通带张紧后的初拉力为: =500×1）+0.3× =340.41N应使带的实际初拉力F>。计算作用在轴上的压轴力: 3.2 二级展开式斜齿齿轮减速器设计 3.2.1 高速级齿轮传动的设计计算(1) 材料，热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用软齿面渐开线圆柱斜齿齿轮齿轮材料及热处理 材料：高速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为小齿轮280HBS取小齿齿数高速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为大齿轮240HBS,，取. 初选齿轮精度由查2表10-8，选择9级。(2) 计算齿轮传动的主要尺寸按齿面接触强度设计公式： 确定各参数的值:转矩: 查2表7-10（P112）载荷系数查2表7-11（P113） 齿轮材料的弹性系数 齿数和齿宽系数取小齿轮的齿数，则大齿轮的齿数.因二级齿轮传动为不对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，故查2表7-14（P115）选取 (为齿数比,即) 许用接触应力查2图7-25（P110)查得、 查2图7-24（P110）, 查2表7-9（P109） 小齿轮的分度圆直径 计算摸数、当量齿数初选螺旋角 查2表7-2取标准模数 计算齿轮的主要参数： 传动的中心距为：取，由于变化不大，故参数不必修正计算齿宽取(3)齿根弯曲疲劳强度校核确定有关参数于系数齿形系数由2表7-12查得应力修正系数由2表7-13查得许用弯曲应力由2图7-