机械设计课程设计—同轴式二级圆柱齿轮减速器.doc

1、0机械设计课程设计同轴式二级圆柱齿轮减速器目录一、设计任务书 .1二、传动方案的拟定及说明 .1三、电动机的选择 .3四、计算传动装置总传动比和分配各级传动比 .3五、计算传动装置的运动和动力参数 .4六、传动件的设计计算 .51. V 带传动设计计算 .52. 斜齿轮传动设计计算 .7七、轴的设计计算 .121. 高速轴的设计 .122. 中速轴的设计 .153. 低速轴的设计 .19精确校核轴的疲劳强度 .22八、滚动轴承的选择及计算 .261. 高速轴的轴承 .262. 中速轴的轴承 .273. 低速轴的轴承 .29九、键联接的选择及校核计算 .31十、联轴器的选择 .32十一、减速器附

2、件的选择和箱体的设计 .32十二、润滑与密封 .33十三、设计小结 .34十四、参考资料 .351设计计算及说明 结果一、 设计任务书设计一用于带式运输机上同轴式二级圆柱齿轮减速器1. 总体布置简图2. 工作情况工作平稳、单向运转3. 原始数据运输机卷筒扭矩（Nm）运输带速度（m/s）卷筒直径（mm）带速允许偏差（%）使用年限（年）工作制度（班/日）1350 0.70 320 5 10 24. 设计内容(1)电动机的选择与参数计算(2)斜齿轮传动设计计算(3)轴的设计(4)滚动轴承的选择(5)键和联轴器的选择与校核(6)装配图、零件图的绘制(7)设计计算说明书的编写5. 设计任务(1)减速器总

3、装配图 1 张（0 号或 1 号图纸）(2)齿轮、轴零件图各一张（2 号或 3 号图纸）(3)设计计算说明书一份二、 传动方案的拟定及说明如任务书上布置简图所示，传动方案采用 V 带加同轴式二级圆柱齿轮减速箱，采2用 V 带可起到过载保护作用，同轴式可使减速器横向尺寸较小。设计计算及说明 结果3min/78.41320.16106rDvnw 三、 电动机的选择1. 电动机类型选择按工作要求和工作条件，选用一般用途的（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。2. 电动机容量(1)卷筒轴的输出功率 wPkWvDTFPw 90625.107.32.510(2)电动机的输出功率 dwdP传动装

4、置的总效率 54231式中， 为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由21,机械设计课程设计 （以下未作说明皆为此书中查得）表 2-4 查得：V 带传动 ；滚动轴承 ；圆柱齿轮传动 ；弹性95.019875.0297.03联轴器 ；卷筒轴滑动轴承 ，则4 .8215.87. 23 故 kWPwd 014.5.096(3)电动机额定功率 ed由第二十章表 20-1 选取电动机额定功率 。kPed5.73. 电动机的转速由表 2-1 查得 V 带传动常用传动比范围 ，由表 2-2 查得两级同轴式圆421i柱齿轮减速器传动比范围 ，则电动机转速可选范围为6082ikWPw90625.820

5、15.kWPd2014.7ed5.设计计算及说明 结果4min/1026821rinwd可见同步转速为 750r/min、1000r/min、1500r/min 和 3000r/min 的电动机均符合。这里初选同步转速分别为 1000r/min 和 1500r/min 的两种电动机进行比较，如下表：电动机转速（r/min）传动装置的传动比方案电动机型号额定功率（kW） 同步 满载电动机质量（kg） 总传动比V 带传动两级减速器1 Y132M-4 7.5 1500 1440 81 34.468 2.5 13.7872 Y160M-6 7.5 1000 970 119 23.218 2.2 10.

6、554由表中数据可知两个方案均可行，但方案 1 的电动机质量较小，且比价低。因此，可采用方案 1，选定电动机型号为 Y132M-4。4. 电动机的技术数据和外形、安装尺寸由表 20-1、表 20-2 查出 Y132M-4 型电动机的主要技术数据和外形、安装尺寸，并列表记录备份。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Y132M-4 7.5 1500 1440 2.2 2.3H D E G K L 质量（kg）132 38 80 33 12 515 10 81四、 计算传动装置总传动比和分配各级传动比1. 传动装置总传动比 468

7、.37.10wmni2. 分配各级传动比取 V 带传动的传动比 ，则两级圆柱齿轮减速器的传动比为5.21i78.3.46132ii732i所得 符合一般圆柱齿轮传动和两级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。i 468.3i5.21i713.2i设计计算及说明 结果5五、 计算传动装置的运动和动力参数1. 各轴转速电动机轴为 0 轴，减速器高速轴为轴，中速轴为轴，低速轴为轴，各轴转速为 min/78.4513.6in/57.2143210rinrinm2. 各轴输入功率按电动机额定功率 计算各轴输入功率，即 edPkWPkkWed 5718.69.087.60.1257.9.3210 3. 各州转矩

8、 mNnPTnmNT92.13708.4569056.75.1852.79054.00电动机轴 高速轴 中速轴 低速轴转速（r/min） 1440 576 153.6 40.96功率（kW） 7.20 6.91 6.64 6.37转矩（ ）mN49.74 118.75 422.36 1370.92设计计算及说明 结果6六、 传动件的设计计算1. V 带传动设计计算（1） 确定计算功率由于是带式输送机，每天工作两班，查机械设计 （V 带设计部分未作说明皆查此书）表 8-7 得， 工作情况系数 2.1AKkWPKdAca95.721（2） 选择 V 带的带型由 、 由图 8-11 选用 A 型ca

9、0n（3） 确定带轮的基准直径 并验算带速dv初选小带轮的基准直径 。由表 8-6 和表 8-8，取小带轮的基准直径1md125验算带速 v。按式(8-13)验算带的速度 smnd /425.910625106,故带速合适。smvs/3/5因 为计算大带轮的基准直径。根据式(8-15a),计算大带轮基准直径 2ddi 5.12.212根据表 8-8，圆整为 md3（4） 确定 V 带的中心距 a 和基准长度 dL根据式(8-20)，初定中心距 。50由式(8-22)计算带所需的基准长度 maddaddaLd 2.170954)3()125(02 4)()(2 02121012 由表 8-2 选

10、带的基准长度 Ld8kWPca9A 型 md125md3152mLd180设计计算及说明 结果7按式(8-23)计算实际中心距 a。 mLad 4.52.1709850210 中心距变化范围为 518.4599.4mm。（5） 验算小带轮上的包角 1 901654.37)23(80a.57)(1802d（6） 确定带的根数 计算单根 V 带的额定功率由 和 ，查表 8-4a 得md51in/140rnkWP.0根据 ，i=2.5 和 A 型带，查表 8-4b 得i/40rn 3于 是得， 表得查 表 9.K289.K8L kkWPLr 461.)(0 计算 V 带的根数 z。 93.4826.

11、1rcaz取 5 根。（7） 计算单根 V 带的初拉力的最小值 min0)(F由表 8-3 得 A 型带的单位长度质量 q=0.1kg/m，所以NNqvzKPFca165425.910.9.0)52(.)( 2min0应使带的实际初拉力 min0)(F（8） 计算压轴力 p NzFp 1625sin162sin)(2)(1m0min ma4.51605 根 NF165)(min0p162)(min设计计算及说明 结果82. 斜齿轮传动设计计算按低速级齿轮设计：小齿轮转矩 ，小齿轮转速mNT411062.3，传动比 。min/23.11rni（1） 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数选用斜齿圆柱

12、齿轮运输机为一般工作机器，速度不高，故选 7 级精度（GB10095-88）由机械设计表 10-1 选择小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度为 280HBS；大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 240HBS，二者硬度差为 40HBS。选小齿轮齿数 ：大齿轮齿数241z 872463.12zi初选取螺旋角 （2） 按齿面接触强度设计按式(10-21）试算，即 3211 )(2HEdtt ZuTK确定公式内各计算数值a) 试选载荷系数 6.tb) 由图 10-30 选取区域系数 43.2HZc) 由图 10-26 查得 ，80,7.1 6.18.07.21d) 小齿轮传递的传矩 mNT46

13、.e) 由表 10-7 选取齿宽系数 df) 由表 10-6 查得材料弹性影响系数 218.9MPaZEg) 由图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ；MPaH601lim大齿轮的接触疲劳强度极限 H502limh) 由式 10-13 计算应力循环次数： 8812 8105.63. 10.3)(0 iNLjnh斜齿圆柱齿轮7 级精度 241z设计计算及说明 结果9i) 由图 10-19 查得接触疲劳寿命系数 98.0,4.21HNHNKj) 计算接触疲劳许用应力：取失效概率为 1%，安全系数 S=1，由式(10-12)得 MPaSKHNH 5391098. ;644.2li

14、m21li1 k) 许用接触应力.56421计算a) 试算小齿轮分度圆直径 ，由计算公式得td1 mdt 78.55.1894326.36.10233 241 b) 计算圆周速度 smsnvt 9.00.78.5061 c) 齿宽 b 及模数 mnt 98.10.7/85/ 1.7432. 4.3cos.cos8.51hbmzdnttnt d) 计算纵向重合度 903.14tan23.tan31.01 zde) 计算载荷系数 K由表 10-2 查得使用系数 根据 ，7 级精度，由图 10-8 查1Asmv5.得动载系数 ；由表 10-4 查得 ；由表 10-3 查得03.v 421HK；图 10-13 查得1FHK3.Fmdt40.921sv75.设计计算及说明 结果