机械设计(双级展开式圆柱齿轮减速器)说明书终版.doc

1、武汉工程大学机械设计课程设计设计计算说明书题目: 双级展开式圆柱齿轮减速器专业: 机械电子工程班级：03 班姓名: 陈倩学号: 1203120302指导教师: 秦襄培武汉工程大学机电工程学院2015 年 1 月 7 日武汉工程大学机械设计课程设计武汉工程大学机电工程学院 陈倩1 / 24目 录一、设计任务书 2二、传动方案的分析与拟定 2三、电动机的选择与计算 3四、传动比的分配 3五、传动装置的运动及动力参数的选择和计算 4六、传动零件的设计计算和轴系零部件的初步选择 6七、联轴器的选择及计算16八、键连接的选择及计算16九、轴的强度校核计算18十、润滑和密封21十一、箱体及附件的结构设计和

2、选择22十二、设计小结24十三、参考资料24武汉工程大学机械设计课程设计武汉工程大学机电工程学院 陈倩2 / 24一 设计任务书设计带式传输机传动装置中的双级圆柱齿轮减速器。设计数据及工作条件：T=370Nm; V=0.75m/s; D=330mm；生产规模：中小批量；工作环境：多尘； 载荷特性：平稳；工作期限：8 年，两班制。 设计注意事项：1.设计由减速器装配图 1 张，零件图 2 张（包括低速轴和低速轴上大齿轮） ，以及设计计算说明书一份组成;2.设计中所有标准均按我国标准采用，设计说明书应按规定纸张及格式编写;3.设计图纸及设计说明书必须按进度完成，经指导教师审查认可后，才能给予评分或

3、答辩。二 传动方案的分析与拟定根据已知条件计算出工作机滚筒的转速为 min/41.3min/)3014./(75.06)rrDvnw为防止过载以及过载而引起的安全事故，可拟定传动方案为：外部 V 带传动+内部双级圆柱齿轮传动。机构整体布置如图一：图 1. 传动方案简图T=370Nm; V=0.75m/s;D=330mmnw=43.41r/min武汉工程大学机械设计课程设计武汉工程大学机电工程学院 陈倩3 / 24三 电动机的选择与计算1电动机的类型选择根据动力源和工作条件，选用 Y 系列三相交流异步电动机。2电动机的功率工作机有效功率:Pw = Tnw/9550 =37043.41/9550

4、kW=1.68 kW设电动机到工作机之间的总效率为 ，并设 1， 2， 3， 4， 5 分别为弹性联轴器、闭式齿轮传动（设齿轮精度为 8 级） 、滚动轴承、V 带传动以及滚筒的效率。查文献 4 表 2-2 可得： 1=0.99， 2=0.97， 3=0.99， 4=0.96， 5=0.96，由此可得：总效率：= 1 22 34 4 5=0.9720.9940.960.96=0.833电动机所需功率：Pd=Pw/=1.68/0.833=2.02 kW查文献 4 表 16-1 选取电动机的功率为 2.2 kW。3电动机转速的选择在常用的同步转速为 1500 r/min 和 1000 r/min 两

5、者之间选择。前者虽然电动机转速高、价格低，但总传动比大。为了能合理地分配传动比，使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为 1500 r/min 的电动机。4电动机型号确定由功率和转速，查表 20-1，选择电动机型号为：Y100L1-4,其满载转速为1420r/min，查表 20-2，可得：中心高 H=100 mm； 轴外伸轴径 D=28 mm； 轴外伸长度 E=60 mm.四 传动比的分配计算得内外总的传动比 71.324.0wmni取 V 带传动的传动比 i1=2.5则减速器的总传动比 08.135.271i因此，双级圆柱齿轮减速器高速级传动比 12.408.3.ii总效率：=0.833电动机

6、型号：Y100L1-4武汉工程大学机械设计课程设计武汉工程大学机电工程学院 陈倩4 / 24低速级的传动比17.32.4083i五 传动装置的运动及动力参数的选择和计算1. 各轴的转速计算 min/49.317.86.2.45in/.104230 rinirnIIIIIw2. 各轴的输入功率计算KWPKWgxIIdIe 947.1.028. 289.16.0.0 3. 各轴的输入转矩计算 mNnPTnmNTIIIIII 54.271.439,509.86.52.31.509.4.00将上述数据归纳总结如下表所示。减速器总传动比：i=13.08高速级传动比：i2=4.12低速级传动比i3=3.1

7、7武汉工程大学机械设计课程设计武汉工程大学机电工程学院 陈倩5 / 24表 1. 各轴的运动和动力参数轴号转速（r/min）功 率（kW ）转 矩（Nm）传动比 i电动机输出轴 01420 2.2 14.8高速轴 I 568 2.112 35.51中间轴 II 137.86 2.028 140.49低速轴 III 43.49 1.947 427.542.54.123.17武汉工程大学机械设计课程设计武汉工程大学机电工程学院 陈倩6 / 24六 传动零件的设计计算和轴系零部件的初步选择1. 减速器外部传动V 带传动的设计计算（1） 、确定计算功率 cP两班制工作，即每天工作 16h，查表 8-8

8、 得工况系数 KA=1.2，故Pc = KAP = 1.22.2 kW =2.64 kW（2） 、选择普通 V 带的型号根据 Pc=2.641 kW、n 1=1420 r/min，选用 A 型带。（3） 、选取带轮基准直径 dd1和 dd2取 dd1=90 mm，并取 =0.02，则 m2590.12d di（4） 、验算带速 v ssnd /69./064.3061因 v 在 525 m/s 范围内，故带速合适。（5） 、确定中心距 a 和带的基准长度 Ld初定中心距 a0的取值范围为 ma6305.20初选中心距 a0=400 mm。由此计算所需带长为 mmaddLd130640)925(

9、)90(24. 21210查表 8-2，选择基准长度 Ld=1250mm。由此计算实际中心距得ad3722/)13065(40（6） 、验算小带轮包角 1带轮基准直径：dd1=90 mmdd2=225 mm安装中心距：a=372 mm带的基准长度：Ld=1250 mm武汉工程大学机械设计课程设计武汉工程大学机电工程学院 陈倩7 / 24)(120.593.72905-18.12 合 适ad（7） 、确定带的根数已知 dd1=90 mm，i=2.5，v=6.69 m/s，查文献 2 表 8-4 得 P0=1.05 kW，查文献2 表 8-5 得 P0=0.17 kW；因 =159.2，查文献 2

10、 表 8-6 得 K=0.946；因Ld=1250 mm，查文献 2 表 8-2 得 KL=0.93，因此 46.293.046.)17.05.(2(zLccKP取 z=3 根。（8） 、确定初拉力 F0单根普通 V 带的初拉力为 NNqvzKPc74.12 69.105.69.3.042)5(. 20（9） 、计算压轴力 FQ NNzF3.652.159sin74.2i0（10） 、带轮的结构设计A、小带轮的结构设计由于 dd1=90mm300mm, 所以带轮采用腹板式结构，其顶圆直径 da1=95.5mm，轮毂长度 L1=45mm，故小带轮 1 的结构设计合理。B、大带轮的结构设计由于 d

11、d2=225mm300mm，所以带轮采用腹板式结构，其顶圆直径 da2=230.5mm，轮毂长度 L2=60mm。小带轮包角： 1=159.2带的根数：Z=3初拉力：F0=170.7N压轴力：FQ=665.33N小带轮：顶圆直径：da1=90.5mm轮毂长度：L1=45mm大带轮：顶圆直径：da2=230.5mm轮毂长度：L2=60mm武汉工程大学机械设计课程设计武汉工程大学机电工程学院 陈倩8 / 242高速级传动齿轮的设计计算高速级主动轮输入功率 2.112 kW，转速 569 r/min，转矩 T1=35.51 Nm，齿数比 u=i2=4.12，单向运转，载荷平稳，每天工作 16 小时，

12、预期寿命 8 年，电动机驱动。（1） 、选择齿轮的材料及热处理方式小齿轮:40Cr,调质处理，齿面硬度 280HBS;大齿轮:45 钢,调质处理，齿面硬度 240HBS。（2） 、确定许用应力A. 确定极限应力 Hlim和 Flim许用接触应力 Hlim1=548MPa， Hlim2=585.33MPa；许用弯曲应力 Flim1=500MPa， Flim2=380MPa。B. 计算应力循环次数 N，确定寿命系数 ZN，Y N9103. 163085616）（hIjLn8912 7.2.4i查文献 2 图 10-23 和图 10-22 得，. 9096.098.096.0211FNFNHNHN

13、KK，C. 计算许用应力安全系数： ， ，则：.1S4. MpaSKFpaSHNHN0.264.159808.3.04.7159.092.63862lim21li12lim2li1 （3） 、初步确定齿轮基本参数和主要尺寸A. 选择齿轮类型选用较平稳、噪声小、承载能力较强的斜齿圆柱齿轮传动。B. 选用 7 级精度C. 初选参数初选参数： ， ，Z Z u=304.17=112， , 齿宽1527021系数 。8.0dD. 初步计算齿轮主要尺寸小齿轮 1 齿数：Z1=27大齿轮 2 齿数：Z2=112变位系数： 01齿宽系数： 8.d武汉工程大学机械设计课程设计武汉工程大学机电工程学院 陈倩9 / 24