机械设计课程设计两级展开式斜齿圆柱齿轮减速器.doc

目录课程设计书 3设计课题: 3一、原动机选择（Y系列三相交流异步电动机） 31、工作机所需功率 32、电动机输出功率 43、确定电动机的转速及传动比 4二、设计V带和带轮 71、确定计算功率： 72、选择V带型号 73、确定带轮直径 74、确定V带中心距a和基准长度 75、验算小带轮上的包角 86、确定V带根数Z 87、计算单根V带初拉力 88、计算压轴力 99、确定带轮的结构尺寸，给出带轮工作图 9三、齿轮设计 10（一）、高速级齿轮传动的设计计算 101.齿轮材料，热处理及精度 102.初步设计齿轮传动的主要尺寸 103.按齿面接触强度设计计算 114.齿根弯曲疲劳强度设计 125.几何尺寸计算 13（二）、低速级齿轮传动的设计计算 141、确定公式中各数值 142、计算圆周速度 153、计算齿宽 154、计算齿宽与齿高之比 155、计算纵向重合度 156、计算载荷系数K 157、按实际载荷系数校正所算的分度圆直径 16四、轴及轴承的设计 18A、从动轴的设计 18B、中间轴的设计 24C、第一轴（高速轴）的设计 25五、键的设计和计算 26六、箱体结构的设计 27七、 润滑密封设计 29八、联轴器设计 29九、设计小结 29十、参考资料 30课程设计书设计课题:设计一用于带式运输机上的两级展开式斜齿圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率 (包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V原始数据鼓轮工作扭矩T输送带速度v鼓轮直径D650Nm0.5m/s250mm设计带式运输机传动装置（简图如下）一、原动机选择（Y系列三相交流异步电动机）1、工作机所需功率工作机效率 = ==0.97= =r/min≈38.19r/min= = kw≈2.67kw其中： η鼓为鼓轮传动效率 η带为输送带传动效率2、电动机输出功率电动机到工作机输送带间的总效率：==0.960.99=0.90==kw=2.95kw 要求 Pm≥P 查（课设） 得Pm=3kw其中：ηv为V带传动效率 η齿为7级精度圆柱齿轮传动效率（油润滑） η滚为滚动球轴承传动效率 η联为联轴器的传动效率3、确定电动机的转速及传动比V带传动的传动比范围=2～4，齿轮传动的传动比范围=3～5 =（2～4）（3～5）=18～100 ==38.19（18～100）=687.5～3819(r/min)由查表可知：选择电动机为Y100L2-4型 技术数据：额定功率（） 3 满载转速（） 1440 额定转矩（） 2.2 最大转矩（） 2.2 Y100L2-4电动机的外型尺寸（mm）： （见课设表k.3）A：160 B：140 C：63 D：28 E：60 F：8 G：24 H：100 K：12 AB：205 AC：205 AD：180 HD：245 BB：170 L：380传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配总传动比：各级传动比分配初定 ==计算传动装置的运动和动力参数（1）　各轴转速  ＝＝1440/2.6＝553.85r/min   ＝＝553.85/4.43＝125.02r/min   ＝ / ＝125.02/3.274=38.19 r/min＝=38.19r/min（2）　各轴输入功率＝×＝2.97×0.96＝2.85kW   ＝××＝2.85×0.99×0.99＝2.79kW   ＝××＝2.79×0.99×0.99＝2.74kW＝××=2.74×0.99×0.99＝2.68kW则各轴的输出功率：  ＝×0.99=2.82kW＝×0.99=2.76 kW＝×0.99=2.71kW＝×0.98=2.63 kW（3） 各轴输入转矩 =×× N·m电动机轴的输出转矩=9550 =9550×2.97/1440=19.70 N·m所以输入转矩: ＝×× =19.70×2.6×0.96=49.17 N·m＝×××=49.17×4.43×0.99×0.99=213.49 N·m＝×××=213.49×3.28×0.99×0.99=686.31N·m=××=686.31×0.99×0.99=672.65 N·m输出转矩：＝×0.99=48.68N·m＝×0.99=211.36 N·m＝×0.99=679.45N·m＝×0.98=659.20 N·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输入输出输入输出电动机轴2.9719.7014401轴2.852.8249.1748.68553.852轴2.792.76213.49211.36125.023轴2.742.71686.31679.4538.194轴2.682.63672.65659.2038.19二、设计V带和带轮外传动带选为 普通V带传动 1、确定计算功率： 1）、由表8-7（机械设计）查得工作情况系数 2）、由式8-21（机设） 2、选择V带型号 查图8-11 (机设)选A型V带。

3、确定带轮直径 （1）、参考图8-11（机设）及表8-6（机设）选取小带轮直径 （电机中心高符合要求）（2）、验算带速V 由式8-13（机设），带速不宜过低或过高，一般应使V=5～25m/s，最高不超过30m/s （3）、计算从动带轮直径 查表8-8（机设）,取=250mm4、确定V带中心距a和基准长度 1）、根据带传动总体尺寸的限制条件或要求的中心距，结合（8-20）初定中心距=500mm 2）、由式8-22计算带长≈2+（+）+ =1561mm由表8-2选取带的基准长度=1600mm 3）、由式8-23计算实际中心距 ≈+=519.5mm 中心距的变动范围为：219.8～628mm5、验算小带轮上的包角=>6、确定V带根数Z (1)、计算单根V带的额定功率由= 100mm ,= 1440r/min 查表8-4a（机设）得=1.32Kw根据=1440r/min，=2.6和A型带，查表8-4b（机设）=0.17Kw 查表8-5（机设）得=0.96 ，表8-2得=0.99 于是，=（+）=1.42Kw (2)、计算V带根数Z， 取Z=3根 7、计算单根V带初拉力由表8-3得A型带的单位长度质量q=0.10kg/m 所以， 8、计算压轴力 9、确定带轮的结构尺寸，给出带轮工作图 小带轮基准直径dd1=100mm采用腹板式结构。

大带轮基准直径dd2=250mm，采用腹板式结构，基准图见零件工作图三、齿轮设计（一）、高速级齿轮传动的设计计算1.齿轮材料，热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮  ① 材料：高速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿轮齿数=24 高速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=×Z=4.43×24=106.32 取Z=107 ② 齿轮精度按GB/T10095－1998，选择7级，齿根喷丸强化 ③ 选取螺旋角 初选螺旋角 2.初步设计齿轮传动的主要尺寸齿面接触强度设计确定各参数的值: ①试选=1.6查课本图10-30 选取区域系数 Z=2.433 由课本图10-26 则②由课本公式10-13计算应力值环数N=60nj =60×553.85×1×（2×8×300×8）=1.276×10hN= =2.881×10h (4.43为齿数比,即4.43=)③查课本 10-19图得：K=0.90 K=0.96④齿轮的疲劳强度极限取失效概率为1%,安全系数S=1,由P209图10-21按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限=750Mpa；大齿轮的接触疲劳强度极限=690Mpa。

应用公式10-12得:[]==0.90×750=675[]==0.96×690=662.4 许用接触应力 ⑤查课本由表10-6得： =189.8MP 由表10-7得: =1T1=95.5×10×=95.5×10×2.85/553.85=4.92×10N.mm3.按齿面接触强度设计计算①小齿轮的分度圆直径d=②计算圆周速度③计算齿宽b和模数 计算齿宽b b==38.05mm计算摸数m=④计算齿宽与高之比齿高h==2.25×1.53=3.44 = =11.06⑤计算纵向重合度=0.318=1.903⑥计算载荷系数K由课本P193表10-2查得 使用系数=1根据 7级精度, 查课本由图10-8得动载系数K=1.05,查课本由表10-4得K的计算公式:K= +0.23×10×b =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×38.05=1.11查课本由图10-13得: K=1.35查课本由表10-3 得: K==1.2故载荷系数:=1×1.05×1.2×1.11=1.40⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径d=d=38.05×=36.39⑧计算模数=4.齿根弯曲疲劳强度设计由弯曲强度的设计公式≥⑴ 确定公式内各计算数值① 小齿轮传递的转矩T1=49.2N·m② 初定螺旋角 ③ 计算当量齿数 ④ 初选齿宽系数   由表查得＝1⑤ 载荷系数K=1×1.05×1.2×1.35＝1.70⑥ 查取齿形系数和应力校正系数查课本由表10-5得:齿形系数＝2.592 ＝2.175  应力校正系数＝1.596  ＝1.796⑦ 重合度系数端面重合度近似为＝[1.88-3.2×（）]＝[1.88－3.2×（1/24＋1/107）]×cos＝1.67＝arctan（）＝arctan（）＝＝因为＝，则重合度系数为＝0.25+0.75＝0.6769⑧ 螺旋角系数根据纵向重合度从课本P217图10-28查得⑨ 计算大小齿轮的 查课本由图10-20c得到弯曲疲劳强度极限 ：        小齿轮 大齿轮查课本由图10-18得弯曲疲劳寿命系数:。