机械设计课程设计西工大4C.doc

机械设计课程设计计算说明书题目：二级展开式圆柱齿轮减速器4-C姓名：班级：学号：指导老师： 李洲洋 一、设计题目1.1题目说明题号为4-C，设计一带式输送机传动用的二级展开式圆柱齿轮减速器传动简图如下图所示：1.2已知条件题号输送带牵引力F/kN输送带的速度v/（m/s）输送带滚筒的直径D/mm4-C2.41.6480 工作条件：连续单向运转，工作时有轻微震动；使用期10年（每年300个工作日）；小批量生产，输送机工作轴转速允许误差为±5%；带式输送机的传动效率为0.96二、参数计算2.1电动机选择初选电动机转速高速级齿轮组和低速级齿轮组的效率为和，链传动的效率为，联轴器的效率为，带式输送机的效率为，轴承效率为 取精度为 选择滚子链传动 弹性柱销联轴器 由已知条件得到 选用角接触球轴承工作机所需功率： 传动装置的总效率 电动机所需功率：根据以上数据选择电动机参数如下:工作功率，转速Y132S-4三相异步电动机满足要求,可供选用.2.2传动比选择(1)计算总传动比：由电动机的满载转速和工作机主动轴转速可确定传动装置应有的总传动比：由于 故计算得到总传动比： (2)合理分配各级传动比：由于减速箱是展开式布置，为了使两个大齿轮具有相近的浸油深度，应试两级的大齿轮具有相近的直径，于是可按下式 (3)分配传动比：链传动，高速级，低速级 2.3各轴传动参数(1)各轴的转速的确定 高速轴的转速： 中间轴的转速： 低速轴的转速：(2)各轴的输入功率（kW） 高速轴的输入功率： 中间轴的输入功率： 低速轴的输入功率： (3)各轴的输入扭矩（N·m） 高速轴的输入扭矩： 中间轴的输入扭矩： 低速轴的输入扭矩：三、齿轮传动设计3.1高速级齿轮传动计算（1） 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数1) 选用斜齿圆柱齿轮2) 初选小齿轮材料小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。

3) 精度等级取74) 初选小齿轮齿数，则大齿轮齿数，取，初选螺旋角（2） 按按齿面接触强度设计由参考文献[2]式10-24试算小齿轮分度圆直径，即 （1.1）确定公式内的各计算数值1) 工作时有轻微振动，初选2) 由参考文献[2]图10-20选取区域系数3) 由参考文献[2]表10-7选取齿宽系数4) 由参考文献[2]表10-5查得材料的弹性影响系数5) 由计算公式10-21计算接触疲劳强度用重合度系数6) 由参考文[2]式10-23可得螺旋角系数7) 由参考文献[2]图10-25d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8) 由参考文献[2]式（10-15）计算应力循环次数9) 由参考文献[2]图10-23查得接触疲劳寿命系数 ；10) 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，由参考文献[2]式（10-14）得：故取试计算小齿轮分度圆直径，由计算公式得（3） 调整小齿轮的分度圆直径1) 计算圆周速度2) 计算齿宽3) 计算实际载荷系数由题意，齿轮工作时有轻微振动，由参考文献[2]表10-2查得使用系数根据，7级精度，由参考文献[2]图10-8查得动载系数对于斜齿圆柱齿轮传动由参考文献[2]表10-3查得齿间载荷分配系数由传动简图可知斜齿圆柱齿轮均为两端支承，查表10-4用插值法得出由此，得到实际载荷系数4) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由参考文献[2]式（10-12）得： 5) 计算模数（4） 按齿根弯曲强度设计由参考文献[2]式（10-20） 确定计算参数1) 试选载荷系数2) 参考文献[2]式10-18，可得计算弯曲疲劳强度的重合度系数3) 从参考文献10-19，可得计算弯曲疲劳强度的螺旋角系数4) 计算当量齿数5) 查取齿型系数 由参考文献[2]表10-17查得；6) 查取应力校正系数 由参考文献[2]表10-18查得；7) 由参考文献[2]图10-24c查得小齿轮的弯曲疲劳极限，大齿轮的弯曲疲劳极限8) 由参考文献[2]图10-22，查得弯曲疲劳寿命系数，；9) 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳许用应力S=1.4，由文献[2]式（10-14）得 10) 计算大，小齿轮的 ，并加以比较则取11) 试算模数（5） 调整齿轮模数1) 圆周速度v 2) 齿宽b 3) 齿高h及宽高比b/h 4) 计算载荷系数 根据 ,7级精度由参考文献[2]图10-8查得载荷系数 ；，由参考文献[2]，查表10-3得齿间载荷分配系数 5) 由参考文献[2]，查表10-4用插值法查得，结合查图10-13，得6) 计算载荷系数7) 按实际载荷系数算得的齿轮模数对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿跟弯曲疲劳强度计算的法面模数，取，已可满足弯曲强度。

但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算出的分度圆直径来计算应有的齿数于是由 ，取则，和互为质数6） 几何尺寸计算1) 计算中心距 将中心距圆整为2) 按圆整后的中心距修正螺旋角 3) 计算大、小齿轮的分度圆直径 4) 计算齿轮宽度 圆整后取； （7） 圆整中心距后的强度校核1) 齿面接触疲劳强度校核按前述类似做法，为节省篇幅这里只给出计算结果： ； ； ； ； ; ; ;;计算齿面接触应力 满足齿面接触疲劳强度条件2) 齿根弯曲疲劳强度校核按前述计算方法，这里只给出计算结果：；；；；；； ； ；； ； ； ；计算齿根弯曲应力 ；；齿根弯曲疲劳强度条件满足8） 主要设计结论齿数 、，模数 ，压力角 ，螺旋角 ，变位系数 中心距 ，齿宽 小齿轮选用40Cr(调质)，大齿轮选用45钢（调质）齿轮精度等级为7级 （9） 结构设计由于小轮直径较小，将其加工为齿轮轴；大齿轮齿顶圆直径大于160mm，而小于500mm，故以腹板式式结构为宜3.2低速级齿轮传动计算（1） 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数1) 选用斜齿圆柱齿轮2) 初选小齿轮材料小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。

3) 精度等级取74) 初选小齿轮齿数，则大齿轮齿数，取，初选螺旋角（2） 按按齿面接触强度设计由参考文献[2]式10-24试算小齿轮分度圆直径，即 （1.1）确定公式内的各计算数值1) 工作时有轻微振动，选2) 由参考文献[2]图10-20选取区域系数3) 由参考文献[2]表10-7选取齿宽系数4) 由参考文献[2]表10-5查得材料的弹性影响系数5) 由计算公式10-21计算接触疲劳强度用重合度系数6) 由参考文[2]式10-23可得螺旋角系数7) 由参考文献[2]图10-25d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8) 由参考文献[2]式（10-15）计算应力循环次数9) 由参考文献[2]图10-23查得接触疲劳寿命系数 ；10) 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，由参考文献[2]式（10-14）得：试计算小齿轮分度圆直径，有计算公式得（3） 调整小齿轮的分度圆直径1) 计算圆周速度2) 计算齿宽3) 计算实际载荷系数由题意，齿轮工作时有轻微振动，由参考文献[2]表10-2查得使用系数根据，7级精度，由参考文献[2]图10-8查得动载系数对于斜齿圆柱齿轮传动由参考文献[2]表10-3查得齿间载荷分配系数由传动简图可知斜齿圆柱齿轮均为两端支承，查表10-4用插值法得出由此，得到实际载荷系数4) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由参考文献[2]式（10-12）得： 5) 计算模数（4） 按齿根弯曲强度设计由参考文献[2]式（10-20） 确定计算参数1) 试选载荷系数2) 参考文献[2]式10-18，可得计算弯曲疲劳强度的重合度系数3) 从参考文献10-19，可得计算弯曲疲劳强度的螺旋角系数4) 计算当量齿数5) 查取齿型系数 由参考文献[2]表10-17查得；6) 查取应力校正系数 由参考文献[2]表10-18查得；7) 由参考文献[2]图10-24c查得小齿轮的弯曲疲劳极限，大齿轮的弯曲疲劳极限8) 由参考文献[2]图10-22，查得弯曲疲劳寿命系数，；9) 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳许用应力S=1.4，由文献[2]式（10-14）得 10) 计算大，小齿轮的 ，并加以比较则取11) 试算模数（5） 调整齿轮模数1) 圆周速度v 2) 齿宽b 3) 齿高h及宽高比b/h 4) 计算载荷系数 根据 ,7级精度由参考文献[2]图10-8查得载荷系数 ；，由参考文献[2]，查表10-3得齿间载荷分配系数 5) 由参考文献[2]，查表10-4用插值法查得，结合查图10-13，得6) 计算载荷系数7) 按实际载荷系数算得的齿轮模数对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿跟弯曲疲劳强度计算的法面模数，取，已可满足弯曲强度。

但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算出的分度圆直径来计算应有的齿数于是由 ，取则，和互为质数6） 几何尺寸计算1) 计算中心距 将中心距圆整为2) 按圆整后的中心距修正螺旋角 3) 计算大、小齿轮的分度圆直径 4) 计算齿轮宽度 圆整后取； （7） 圆整中心距后的强度校核1) 齿面接触疲劳强度校核按前述类似做法，为节省篇幅这里只给出计算结果： ； ； ； ； ; ; ;;计算齿面接触应力 满足齿面接触疲劳强度条件2) 齿根弯曲疲劳强度校核按前述计算方法，这里只给出计算结果：；；；；；； ； ；； ； ； ；计算齿根弯曲应力 ；；齿根弯曲疲劳强度条件满足8） 主要设计结论齿数 、，模数 ，压力角 ，螺旋角 ，变位系数 中心距 ，齿宽 小齿轮选用40Cr(调质)，大齿轮选用45钢（调质）齿轮精度等级为7级 （9） 结构设计以大齿轮为例，因齿轮齿顶圆直径大于160mm，而小于500mm，故以腹板式式结构为宜四、链传动设计1. 选择链轮齿数取小链轮齿数，取大链轮齿数，取2. 确定。