1、 JIU JIANG UNIVERSITY 机械设计基础课程 设计 设计计算说明书 题 目 设计 绞车 传动装置 院 系 机械材料与工程学院 专 业 机电一体化 姓 名 刘佳敏 年 级 B0921 指导教师 胡云堂 二零一一 年 五 月 减速箱原始数据及传动方案的选择 简介 【摘要】 减速器是一种有密封在刚性壳体内的齿轮运动、圆柱齿轮传动所组成的独立部件，常在动力机与工作机之间的传动装置，本次设计的是螺旋输送机用的单级圆柱减速器。运用 AutoCAD 进行传动的二位平面设计，完成圆柱齿轮减速器的平面零件图和装配图的绘制。通过毕业设计，顺利正确的思想，培养综合应用机械设计课程和其他先修课程的理论
2、与 生产实际来分析和解决机械设计问题的能力及学习机械设计的一般方法和步骤。掌握机械设计的一般规律，进行机械设计基本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范，进行计算机辅助设计和绘图的训练。 2.1 原始数据 卷筒圆周力 F=10000N，卷筒 转速 n =45r/min，卷筒直径 D=500mm 间歇工作，载荷平稳，传动可逆转，传动比误差为 5%，每隔 2min 工作一次，停机 5min，工作年限为 10 年。 2.2 传动方案选择 传动装置总体设计的目的是确定传动方案、选定电机型号、合理分配传动比以及计算 传动装置的运动和动力参数，为计算各级传动件准备条件。 注意点是使用
3、这个传动方案应保证工作可 靠，并且结构简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低廉、 传动效率高和使用维护便利。 电动机的选择计算 1电动机类型和结构的选择 ：按照已知条件的工作要求和条件，选用 Y 型全封闭笼型三相异步 电 动机。 2电动机容量的选择 ： 工作机所需功率 ： Pw 5kW 电动机的输出功率 ： Pd Pw/， 0.84， Pd 5.9kW 电动机转速的选择 ： nw=63.7r/min， V 带传动比 i1=2 4，单级齿轮传动比 i2=3 5 nd（ i1 i2 i2） nw。 电动机转速 范围 为 495 292r/min 3电动机型号确定 ： 由 附录八 查 出符合条件的 电动机
4、型号 ,并根据轮廓尺寸、重量、成本、传动比等因素的考虑，最后确定选定 Y180L 6 型号的电动机，额度功率为 11KW，满载转速 1470r/min 2.2总传动比的确定及分配 由选定电动机的满载转速 Nm和工作机主动轴的转速 Nw，可得传动比 i=nm /nw 所以 i= nm /nw =1470/45 =32.67 斜 式齿轮传动比 i1 =5.1 2.3 各种运动和动力参数计算 1，各轴转速 n =n0 =1470r/min n = n /i0 =219.95r/min n = n /i1 =54.99r/min 丝杆轴 n =n =5499r/min 2,各轴的输入功率 轴 P =P
5、d 1 2 = 20.581kw 轴 P = P 2 3 =19.68kw 轴 P = P 4 5 6 =18.65kw 3,各轴输入转矩 轴 T =9550 P / n = T =139.24N m 轴 T =9550 P / n =777.3 N m 轴 T =9550 P / n =3329.23 N m 传动比 i 轴与轴为 4.41 轴与轴为 4 效率 轴与轴为 0.97 轴与轴为 0.95 斜齿 圆柱齿轮传动设计 心距等于标准齿轮传动中心距，只是齿顶高和齿根高有所变化。 若 x1=-x2； x1+x2 0，这种齿轮传动称为角度变位齿轮传动。此时，啮合角将不等于分度圆压力角，分度圆和
6、节圆不再重合。 4.2.4 开式齿轮传动设计计算 一，开式齿轮材料及精度等级 1，材料 材料选 择：小齿轮 45 钢（调质）硬度 220-250HBs 大齿轮 45 钢正火硬度 170-210HBs； 精度选择： 查表常见机器中齿轮精度等级的开式齿轮应该选 8 级精度 （ GB10095-88） 2，按齿轮接触疲劳强度设计 (1) 设计准则 :先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。 (2) 按齿面接触疲劳强度设计，即 确定公式内的各计算数值 .试选载荷系 K =1.1。 .计算齿轮传递的转矩 T1 =420.3N.m .齿宽系数 小齿轮齿数 z1取 25，则大齿轮齿数 z2 =1
7、00 因开式传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，同时还要注意开式齿轮的支承刚度小其宽度系数取小一些 由机械设计表 6.5选取齿宽系数 d=1 .计算应力循环次数 由公式 得出 N1 =5.49 108 由公式 得出 N2 =1.37 108 .由机械设计图 10-19 取接触疲劳寿命系数 ； 。分别v=1.15m/s 为 1.05和 1.1 .计算接触疲劳许用应力 安全系数 SH=1 代入数据得出结论 为 588MPa 代入数据得出结论 为 583MPa 2.计算 . 试算齿轮模数 由 计算可得 m，但按标 准取模数 m=4 .计算主要尺寸 。 1，分度圆 td1 =mz1 =4 25=10
8、0mm t2d =mz2 =4 100=400mm 2，齿宽 b2=b=1 100=100 mm b1 =b2 +5=105 mm 3，标准中心距 a a=1/2 m(z1 +z2 )=250mm 4, 齿顶圆直径 da 根据国标有关数据 齿顶高 ha = ha m=4mm 0=0.83 P=10.39da1= td1 +2 ha =100+2 4=108mm da2 = t2d +2 ha =400+2 4=408mm 齿根弯曲疲劳强度校核 满足上述公式则合格 1.确定公式内的各计算数值 查标准外齿轮的齿形系数 Yfa 得出 Yfa 1 =2.65 Yfa 2 =2.18 查表 标准外齿轮的
9、应力修正系数 Ysa 得出 Ysa 1 =1.59 Ysa 2 =1.80 许用弯曲应力 查表得 为 210Mpa； 为 190Mpa 查表取安全系数 S=1.3 由图弯曲疲劳寿命系数 与 都为 1 由公式 代入数据得出结论 1 为 162 Mpa； 2 为 146 Mpa kw 比较得出 齿根弯曲疲劳强度校核合格 (5).结构设计及绘制齿轮零件图 其次考虑大齿轮，因 齿轮齿顶圆直径大于 400mm，而又小于 1000mm，故以选用轮辐式结构为宜。其他有关尺寸按机械设计图 6.29 荐用的结构尺寸设计。 首先其次考虑小齿轮，由于小齿轮齿顶圆直径小于等于 160mm，所以选用实心齿轮。 （注直齿
10、轮 为 1） 4.2.5斜 圆柱齿轮传动设计计算 材料选择：小齿轮 20CrMnTi 渗碳淬火，硬度 56 62HRCs 大齿轮 40Cr 表面 淬火， 硬度 50 55HRC； 精度选择： 查表常见机器中齿轮精度等级的开式齿轮应该选 8 级精度 （ GB10095-88） 2，按齿根弯曲疲劳强度设计 1 按 斜齿轮传动的设计公式 i=17.64 i1=4 n=970 n确定公式内的各计算数值 .试选载荷系 K =1.4。 .计算齿轮传递的转矩 T1 =99.24N.m 小齿轮齿数 z1 =20，则大齿轮齿数 z2 =i z1 =4.41 20=88.2，取 z2 为 89。 初选螺旋角 =1
11、4 .当量齿数由下公式 经计算 Z1V 22; Z2V 97 查标准外齿轮的齿形系数 Yfa 得出 Yfa 1 =2.75 Yfa 2 =2.1905 查表 标准外齿轮的应力修正系数 Ysa 得出 Ysa 1 =1.58 Ysa 2 =1.7985 由表齿宽系数取齿宽 d=0.8 许用接触应力 查阅资料可得，小齿轮 ,大齿轮的弯曲疲劳强度 为 880PMa 为 740Mpa 查表安全系数 SH 和 SF 安全系数 SF =1.4 由公式 =219.95 n=54.99 P=10.0代入数据得出结论 N1 =2.42 109 由公式 i 代入数据得出结论 N2 =5.49 108 .由机械设计图 10-19取接触疲劳寿命系数 = =1 代入数据得出结论 为 629MPa 代入数据得出结论 为 529Mpa 由 代入数据得出结论 为 0.0069 Mpa 为 0.0074 Mpa 由公式 代入数据得出结论 mn =1.69 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 mn大于齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数， mn 2.5 计算中心矩 a 8 P=9.68 P=8.65 T=99.2
