机械设计课程设计-设计用于螺旋输送机上的两级斜齿圆柱齿轮减速器

1、目 录全套图纸加扣 3346389411或3012250582一. 课程设计书设计用于螺旋输送机上的两级斜齿圆柱齿轮减速器（见 图1）。二. 设计要求已知条件：运输机工作轴转矩TW=1400Nm，运输机转速nw=115r/min。工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，室内工作：输送螺旋工作转速允许误差5%；两班制工作，3年大修，工作期限12年。加工条件：生产批量10台，中等规模机械厂，可加工78级齿轮。设计工作量：1.减速器装配图1张（A0或A1）；2.零件图2张；3.设计说明书1份。三. 设计步骤1.电动机的选择 工作机的有效功率为 从电动机到工作机间的总效率为=12*2233式中123联轴器、齿轮传动、轴承的传动效率。由参考资料1中表9.1取1=0.99、2=0.97、3=0.99，则 =0.9920.9720.993=0.895所以电动机所需工作效率为 Pd=Pw/=16.86/0.895=18.84kW符合这一范围的同步转速为1500r/min,1000r/min.根据容量和转速，由有关手册查出有两种适合的电机型号，因此有两种传动方案，如下页表一。表一方案电动机型号额定功率

2、kw电机转速r/min同步转速满载转速1Y200L2-62210009702Y180L-42215001470综合考虑电机和传动装置的尺寸，重量，价格，减速器的传动比，可见第2中方案比较合理，因此选择电机型号Y180L-4,其主要性能表二。表二型号额定功率KW同步转速r/min满载转速r/min堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y180L-422KW150014702.02.2由参考资料1表15.1及相关数据，确定电动机型号为Y180L-4,其满载转速为nm=1470r/min。2.确定传动装置的总传动比和分配传动比（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nw，可得传动装置总传动比为inm/nw1470/11512.78（2）分配传动装置传动比ii1i2式中i1、i2分别为高速级和低速级的传动比。考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，取i1=1.4i2，故i1=4.23，i2=3.023.计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速nm1470r/min1470/4.23347.5r/min/347.5/3.02=115 r/min 则工作机的转速为115r/min，在允

3、许误差范围内。（2）各轴输入功率18.840.9918.65kW218.650.970.9917.91kW217.910.970.9917.2kW（3） 各轴输入转矩电动机轴的输出转矩=9550 =955000018.86/1470= 122525.9Nmm所以: =122525.90.99=121300.6 Nmm*3=121300.64.230.970.99=492731.4Nmm=492731.43.020.970.99=1428973.3Nmm运动和动力参数结果如下表轴名功率P/kW转矩T/Nmm转速n/(r/min)传动比i效率/%电动机轴18.84122525.9147010.991轴18.65121300.614704.230.972轴17.91492731.4347.53.020.973轴17.21428973.31154.齿轮的设计（一）高速级齿轮传动的设计计算1，选定齿轮精度等级、材料及齿数1）零件输运设备为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度等级即可2）材料选择及确定许用应力小齿轮的材料为40（调质），硬度为280HBS，Hlim1=700MPa，FE1=600

4、MPa；大齿轮的材料为45钢（调质），硬度为240HBS，Hlim2=600MPa，FE2=450MPa（参考资料2表11-1）由参考资料2表11-5取SF=1.25,SH=1.0由参考资料2表11-4取ZE=189.8对于标准齿轮，取ZH=2.5F1=0.7FE1/SF=336MPaF2=0.7FE2/SF=252MPaH1=Hlim1/SH=700MPaH2=Hlim2/SH=600MPa3）取小齿轮=20，则=，=204.23=84.6，取=85，并初步选定152，按齿面接触强度设计按式试算，即（1）确定公式内的各计算值）确定公式内的各计算数值（）试选 （）由图10-30，选取区域系数（）由图10-26查得 （）计算小齿轮传递的转矩 =122525.90.99=121300.6 Nmm（）由表10-7选取齿宽系数（）由表10-6查得材料的弹性影响系数（）由图10-21d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（）由式10-13计算应力循环次数（j为齿轮转一圈，同一齿面啮合次数；为工作寿命二班制，3年大修，工作12年）（）由图10-19查得接触疲劳强度寿命系

5、数（）计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为%，安全系数为S=1，由式10-12得：）计算（）试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得（）计算圆周速度计算齿宽b及模数（）计算纵向重合度（）计算载荷系数K已知使用系数根据，7级精度，由图10-8查得动载荷系数由表10-4查得由图10-13查得假定，由表10-3查得故载荷系数（）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式10-10a得（）计算模数3，按齿根弯曲强度设计按齿根弯曲强度设计m） 确定计算参数（）计算载荷系数（）根据纵向重合度，从图10-28查得螺旋角影响系数（）计算当量齿数（）查取齿形系数由表10-5查得（5）查取应力校正系数由表10-5查得（）由图10-20C查得，小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲疲劳强度极限（）由图查得弯曲疲劳强度寿命系数（）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S1.4，由式得（）计算大小齿轮的大齿轮的数据大） 设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度综合上述2个不同方式的计算，取模数较大的，取3mm，已可满足弯曲强度。4几何尺寸计算 计算中心距将中心距圆整为163mm）按

6、圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故参数、等不必修正。） 计算大、小齿轮的分度圆直径） 计算齿轮宽度圆整后取；齿轮参数表名 称计 算 公 式结 果 /mm模数m3齿数Z120Z285压力角n分度圆直径d162.1d2263.9齿顶圆直径齿根圆直径中心距163齿 宽（二）低速级齿轮传动的设计计算1，选定齿轮精度等级、材料及齿数1）一般工作机器，速度不高，故选用8级精度等级即可2）材料选择及确定许用应力小齿轮的材料为40（调质），硬度为280HBS，Hlim1=700MPa，FE1=600MPa；大齿轮的材料为45钢（调质），硬度为240HBS，Hlim2=600MPa，FE2=450MPa（参考资料2表11-1）由参考资料2表11-5取SF=1.25,SH=1.0由参考资料2表11-4取ZE=189.8对于标准齿轮，取ZH=2.5F1=0.7FE1/SF=336MPaF2=0.7FE2/SF=252MPaH1=Hlim1/SH=700MPaH2=Hlim2/SH=600MPa3）取小齿轮=25，则=，=253.02=75.5，取=76，并初步选定152，按齿面接触强度设计按式试算，即

7、（1）确定公式内的各计算值1)由参考资料2表11-3试选载荷系数K=1.12)由参考资料2表11-6取d=1.03)实际传动比i=z2/z1=3.04,即u=3.04；Z=(cos)=0.983(2)计算1)试算小齿轮分度圆直径d395.5mm模数 m=d3cos/z3=95.5*0.966/25=3.69齿宽 b=dd1=1.0*95.5=95.5mm,取b2=1000mm,b1=105mm由参考资料2表4-1取m=4mm，实际d1=m*z1/cos=4*25/0.966=103.5mm,d2=4*76/0.966=314.7mm圆周速度v=d3n2/(60*1000)=3.14*103.5*347.5/(60*1000)=1.88m/s参照参考资料2表11-2，选8级制造精度是合宜的。3，按齿根弯曲强度设计按齿根弯曲强度设计m（1）确定公式内的各计算值 1)由参考资料2表11-3试选载荷系数K=1.1 2)由参考资料2表11-6取d=1.0 3)齿形系数zv1=25/cos315=27.8,zv2=76/cos315=84.4由参考资料2图11-8得YFa1=2.65，YFa2=2

8、.24由参考资料2图11-9得YSa1=1.61，YSa2=1.78因YFa1YSa1/F1=2.65*1.61/336=0.0127YFa2YSa2/F2=2.24*1.78/252=0.0158故应对大齿轮进行弯曲强度计算（2)计算法向模数mn2.95mm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=4mm但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=95.5来计算应有的齿数.则小齿轮的齿数z1=95.5*cos15/4=23.06,取z1=23则z2=23*3.04=69.9,取z2=704几何尺寸计算 计算中心距将中心距圆整为190mm）按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故参数、等不必修正。） 计算大、小齿轮的分度圆直径） 计算齿轮宽度圆整后取；齿轮参数表名 称计 算 公 式结 果 /mm模数m4齿数Z123Z270压力角n分度圆直径d194d2286齿顶圆直径齿根圆直径中心距190齿 宽5. 轴的设计及校核（一）高速轴(输入轴) 一,求作用在齿轮上的力高速级小齿轮分度圆直径为d1=62.1mm则圆周力Ft=2T1/d1=3906.6

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