哈工大机械设计课程设计说明书.docx

传动方案减速器为二级斜齿圆柱齿轮减速器，将动力传送到传送带上，实现传送带预先设计的参 数及其相应的功能设计的原始数据要求：传送带的初拉力：F=1350N传送带卷筒直径：d=220mm传送带带速：v=1.0m/s机器产量为大批量；机器工作环境为清洁；机器载荷特性为中等冲击；机器最短工作年限为二年三班二、电动机的选择及传动装置的运动、动力参数计算2.1选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相鼠笼型异步电动机，其结构特点为全封闭式自扇 冷式结构，电压为380V2.2选择电动机的容量首先计算工作机有效功率：式中，一一传送带的初拉力，由设计原始数据，――传送带的带速，由设计原始数据，从原动机到工作机的总效率：式中， ——联轴器传动效率，由参考文献［2］P87页表9.1,——轴承传动效率，由参考文献［2］P87页表9.1，——齿轮啮合效率， ；——卷筒传动效率， 则所需电动机功率：2.3确定电动机的转速工作机（套筒）的转速:式中，一一传送带卷筒轴直径由设计原始数据， 由参考文献［2］表9.2，两级齿轮传动 ，所以电动机的转速范围为:符合这一范围的同步转速为750 r/min、1000 r/min、1500 r/min三种。

综合考虑电动机和 传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为 的电动机根据电动机的类型、容量和转速，由参考文献［1 ］表15.1，选定电动机型号为Y112M-6, 其主要性能如表1所示，电动机的主要安装尺寸及外形尺寸如表2所示表1电动机型号额定功率/kW同步转速/(r/mi n)满载转速(r/mi n)起动转矩额定转矩最大转矩 额定转矩Y112M-62.210009402.02.0表2型号HABCDEFxGDGKbb1b2AAHAL1Y112M-61121901407028608x72412245190115265501802.4计算传动装置的总传动比并分配传动比2.4.1总传动比由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速可得传动装置总传动比为：2.4.2分配传动比式中，分别为一级、二级齿轮传动比故考虑润滑条件，为使俩大齿轮直径相近，取2.5计算传动装置各轴的运动和动力参数2.5.1各轴的转速I轴：II轴：III 轴：卷筒轴：卷2.5.2各轴的输入功率I轴：II轴：III 轴：卷筒轴：卷2.5.3各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩I轴：II轴：III 轴：卷筒轴：卷 整理以上数据，制成以下表格:带式传动装置的运动和动力参数表轴名功率/ PKW转矩IT (N - mm)电机轴1.59I轴1.57II轴1.51III轴1.45卷筒轴1.42转速I n(r - min-1)传动比i效率耳94010.999403.890.96241.62.780.9686.910.9886.9三•传动零件的设计计算3.1选择材料、热处理方式及精度等级考虑到卷筒机为一般机械，且该齿轮传动为闭式传动，小齿轮选用 ，调质，齿面硬度为 ；大齿轮选用 ，正火，齿面硬度为取小齿1齿数 ，则 取取小齿轮3齿数 ，则 ，取所有齿轮均按GB/T10095 —1998，选择8级精度。

3.2校核传动比由、、、得所以传动比校核通过3.3根据所选齿数重新修订减速器运动学和动力学参数根据实际设计的传动比对2.5.3中表格里各种有关运动参数进行更新，得到下表:带式传动装置的运动和动力参数表轴名功率/ PKW转矩/T (N - mm)电机轴1.59I轴1.57II轴1.51III轴1.45卷筒轴1.42转速/ n(r - min-1)传动比i效率耳94010.999403.900.96241.62.720.9688.610.9888.63.4失效形式及设计准则确定由于是闭式软齿面齿轮传动，其主要失效形式是齿面接触疲劳点蚀故按照齿面接触疲 劳强度进行设计，再对齿根弯曲疲劳强度进行校核3.5高速级齿轮，初定齿轮传动及齿轮主要尺寸3.5.1初步计算主要传动尺寸因为是软齿面闭式传动，故按齿面接触疲劳强度设计齿轮传动:式中各参数为：⑴小齿轮传递的转矩，(2) 设计时，因 值未知，不能确定，初取 ；由参考文献［1 ］表8.6取齿宽系数初选螺旋角 ；由参考文献［1 ］表8.5查得弹性系数 —；由参考文献［1 ］图8.14选取区域系数 ；齿数比 3) 由参考文献［1］P133页式8.1，端面重合度：⑷由参考文献［1 ］式8.1，轴面重合度：⑸由参考文献［1］图8.15查得⑹由参考文献［1 ］图8.24查得螺旋角系数(7) 由参考文献［1 ］图8.28得接触疲劳极限应力(8) 小齿轮1与大齿轮2的应力循环次数分别为⑼由参考文献［1］P147图8.29查得寿命系数:(10)由参考文献［1］P147表8.7，取安全系数故取(11)初算小齿轮1的分度圆直径d，得3.5.2确定传动尺寸⑴计算载荷系数K式中， 一一使用系数。

由参考文献［2］表8.3，原动机的工作特性均是均匀平稳，工作机的工作特性均是中等冲击，故取 ――动载系数分度圆上的速度为故由参考文献［2］图8.7查得 ――齿向载荷分布系数由参考文献［2］图8.11,因为小齿轮是非对称布置的，故查得 齿向载荷分布系数 ――齿间载荷分配系数由参考文献［2］表8.4,未经表面硬化的8级精度斜齿轮取对进行修正⑵确定模数按参考文献［1 ］表8.1，取⑶计算传动尺寸中心距:圆整为螺旋角:因为其值与初选值差别较大，需要修正修正后结果为 ， ， ，, ， ， 的计算值变化很小，因此不再修正和，故：圆整为 取3.5.3齿根弯曲疲劳强度校核① 、、 、 同上② 计算当量齿数由参考文献［1］，图8.19查得 ，由参考文献⑴由图8.20查得 ，③ 由参考文献⑴由图8.21查得重合度系数④ 由参考文献［1］由图8.26查得螺旋角系数Y =0.88，大齿轮⑤ 由参考文献⑴由图8.28查得弯曲疲劳极限应力，小齿轮由参考文献⑴图8.30查得弯曲疲劳寿命系数:由参考文献［1］表8.7查得弯曲疲劳安全系数满足齿根弯曲疲劳强度3.6低速级齿轮，初定齿轮传动及齿轮主要尺寸3.6.1初步计算主要传动尺寸因为是软齿面闭式传动，故按齿面接触疲劳强度设计齿轮传动:式中各参数为：⑴小齿轮传递的转矩， ；(2) 设计时，因值未知， 不能确定，初取 ；由参考文献［1］表8.6取齿宽系数；由参考文献［1］P136页表8.5查得弹性系数 ；由参考文献［1 ］图8.14选取区域系数 ；齿数比(3) 由参考文献［1］P133页式8.1，端面重合度：⑷由参考文献［1 ］图8.15查得：⑸由参考文献［1 ］图8.28得接触疲劳极限应力小齿轮3与大齿轮4的应力循环次数分别为（允许局部点蚀）。

Lh由参考文献［1 ］图8.29查得寿命系数:由参考文献［1 ］表8.7，取安全系数故取初算小齿轮1的分度圆直径，得3.6.2确定传动尺寸⑴计算载荷系数式中， 一一使用系数由参考文献［2］表8.3，原动机工作特性是均匀平稳，工作机工作特性是中等冲击，故取――动载系数分度圆上的速度为故由参考文献［1 ］图8.7查得 ――齿向载荷分布系数由参考文献［2］图8.11，因为小齿轮是非对称布置的，故查得 齿向载荷分布系数 齿间载荷分配系数由参考文献［2］表8.4,未经表面硬化的8级精度圆柱齿轮取⑵因为 与 相差较大，故需按 值计算出的 进行修正⑶确定模数按参考文献［1 ］表8.1取(4) 中心距(5) 其它尺寸：圆整为，取3.6.3齿根弯曲疲劳强度校核① 、、、同上 、② 由参考文献［1］图8.19查得 ，由参考文献［1］图8.20查得 ，，大齿轮③ 由参考文献［1］图8.21查得重合度系数④ 由参考文献［1 ］图8.28查得弯曲疲劳极限应力，小齿轮由参考文献［1］图8.30查得弯曲疲劳寿命系数：由表8.7查得弯曲疲劳安全系数满足齿根弯曲疲劳强度将以上计算结果汇总如下表:传动零件(齿轮)参数汇总表齿轮齿数法向模数分度圆直径()齿宽螺旋角中心距高速级小齿轮21242.824511°10'105高速级大齿轮82167.1840低速级小齿轮292.572.5850°135低速级大齿轮79197.580四、轴的设计计算对某些必须限制的尺寸取值如下：(1) 取内机壁至轴承座端面距离(2) 因采用脂润滑，轴承外圈端面至机体内壁的距离要留出安放挡油板的空间，取;取挡油板宽度 ；(3) 取中间轴上两齿轮轴向间距 ；(4) 取中间轴上齿轮2端面至机体内壁的距离4.1高速轴的设计计算4.1.1已知参数作用在高速级小齿轮上的力:4.1.2选择轴的材料因考虑到要用到齿轮轴，故选用 ，调质处理，获得良好的机械性能。

4.1.3初算轴径按弯扭强度计算：考虑到轴上有一个键槽，将轴直径增大 ， 式中，一一由许用扭转剪应力确定的系数由参考文献［1 ］表10.2，考虑扭矩大于弯矩, 取小值， ――轴传递的功率――轴的转速4.1.4结构设计(1) 确定轴的轴向固定方式因为齿轮减速器高速轴的跨距不大，且工作温度变化不大，故轴向固定采用两端固定方 式2) 联轴器及轴段①前面计算的 即为轴段①的直径，又考虑轴段①上安装联轴器，因此轴段①的设计与，计算转矩联轴器的设计同时进行由前面设计可知，选用弹性柱销联轴器查参考文献［1 ］表13.1取由参考文献［2］表13.1查询可得GB/T 5014-2003中的 型弹性柱销联轴器符合要求，其 参数为：公称转矩 ，许用转速为 ，轴孔直径范围是 满足电动机轴径要求取与轴相连端轴径 ，轴孔长度 ，型轴孔，选用A型键相应 的，轴段①的直径 ，轴段长度应该比联轴器略短，故取其长度为(3) 密封圈与轴段②由前面计算可知高速级齿轮线速度 ，低速级齿轮线速度 ，均小于 ，故滚动轴承采用钠基ZN-3润滑脂润滑(填充量不大于轴承空间的1/3)，并在轴上安装挡油板考虑减速器工作环境清洁，轴颈圆周速度 ，故采用毛毡圈密封。

联轴器右端采用轴肩固定，取轴肩高度 ，相应的轴段②的直径范围为 ，查参考文献⑵表14.4,选用。