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1、 新能源与动力工程学院机械设计课程设计带式运输机上的两级圆柱直齿齿轮减速器专业机械设计制造及其自动化班级机设1301姓名赵国龙学号2013115042016年7月前 言机械设计课程设计是机械设计课程的的最后一个重要教学环节，也是高等工科院校机械类专业学生第一次较全面的设计能力训练。其基本目是：1.培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识。2.通过制定设计方案合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料，以及较全面的考虑制造工艺、使用和维护等要求，进行结构设计，达
2、到了解和掌握机械零件、机械传动装置的设计过程和方法。3.进行设计基本技能的训练。例如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。目 录传动装置总体设计及简图拟定：11 传动方案的拟定及说明22 电动机选择22.1电动机类型和结构型式22.2电动机容量22.3电动机额定功率32.4电动机的转速32.5计算传动装置的总传动比并分配传动比33 计算传动装置的运动和动力参数44 传动零件的设计计算54.1设计高速级齿轮传动：54.2低速轴的齿轮计算95 轴的设计计算135.1高速轴的设计计算及校核135.1.1高速轴的设计计算135.1.2
3、高速轴的校核165.2中速轴的设计计算及校核185.2.1中速轴的设计计算185.2.2中速轴的校核205.3低速轴的设计计算及校核235.3.1低速轴的设计计算235.3.2低速轴的校核256 轴承寿命的校核286.1高速轴上的轴承校核286.2中间轴上的轴承校核296.3低速轴上的轴承校核307 键联接的选择及校核计算317.1高速轴与联轴器配合处的键连接317.2中速轴与高速级大齿轮配合处的键连接327.3低速轴与低速级大齿轮配合处的键连接327.4低速轴与联轴器配合处的键连接328 联轴器的选择338.1高速输入轴1338.2低速输出轴3339 减速器的密封与润滑349.1减速器的密封
4、349.2齿轮的润滑349.3轴承的润滑3510 减速器附件设计3510.1轴承端盖3510.2油面指示器3610.3通气器3610.4放油孔及放油螺塞3610.5窥视孔和视孔盖3710.6定位销3710.7启盖螺钉3710.8螺栓及螺3711 箱体结构尺寸计算表3812 设计小结3913 参考文献40- 4 -传动装置总体设计及简图拟定：1.拟定传动关系：由电动机、减速器、联轴器、工作机构成。2.工作条件：单班工作，有轻微振动，小批量生产，经常满载，空载启动，单向传动，使用8年(每年250个工作日)，运输带允许速度误差+5%。3.已知条件：运输带卷筒直径D=300（mm），运输带转矩T=12
5、40(N/m)，运输带速度V=1.1（m/s），4.特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。5. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大,其传动方案如下：- 1 -1 传动方案的拟定及说明为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速，即根据总传动比数值，可采用任务书所提供的传动方案就是二级圆柱齿轮传动.2 电动机选择2.1电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y系列三项异步电动机,它为卧式封闭结构.2.2电动机容量1) 卷筒轴的输出功率 2) 电动机输出功率d 参考课程设计指导
6、书每对轴承传动效率：0.98圆柱齿轮的传动效率：0.97联轴器的传动效率：0.99卷筒的传动效率：0.96 电机至工作机之间的传动装置的总效率：则则电动机功率 2.3电动机额定功率选取电动机额定功率2.4电动机的转速 因为二级圆柱齿轮减速器传动比i总=8-40，所以n电机=n卷筒i总=70(8-40）=560-2800r/min。符合这一范围的转速有：750、1000、1500r/min,综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比，一般常选用同步转速为的电动机作为原动机。因此我选定电动机的型号为Y160l-6。主要性能如下表：电机型号额定功率满载转速额定转矩质量Y160l-611KW
7、970r/min2.0kw119kg2.5计算传动装置的总传动比并分配传动比1）、总传动比（符合840）2)、分配传动比 设i1为齿轮高速传动比，i2为低速传动比；i1=（1.3-1.5），i2取i1=1.3i2，根据i总=i1i2，可算得i1=4.27，i2=3.28。3 计算传动装置的运动和动力参数若将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴；依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与轴4之间的传动效率。1.各轴转速：n1=nd=970r/minn2=n1/i1=970/4.27=227.17r/minn3=n2/i2= 227.17=70.0/3.28=69.26r
8、/ minn4=n3=69.26r/min2.各轴输入功率：P1=Pd01=Pd3 =10.970.99=10.81kwP2=P112=P112=10.810.980.97=10.27kwP3=P223=P212=10.270.980.97=9.76kwP4=P334=P313=9.760.980.99=9.67kw3.各轴输入转距：Td=9550Pd/nd=955010.91/970=107.42NmT1=Td01=107.420.99=106.34NmT2=T1i112=106.344.270.980.97=431.64NmT3=T2i223=431.643.280.980.97=1345
9、.83NmT4=T334=1345.830.980.99=1332.37Nm运动和动力参数计算结果整理于下表：轴名转速n(r/min)功率P转矩T（N.m）传动比i效率 电动机轴97011.25107.421 0.99 1.00 0.99 0.99 0.99 一轴97010.81106.344.27 0.9506 4.27 0.9510.71二轴227.1710.27431.643.28 0.95063.28 0.9510.710.95 三轴69.269.761345.831 0.991 0.970.95 0.91 四轴69.261.671332.374 传动零件的设计计算齿轮传动设计 由于直
10、齿齿轮价格便宜，装配方便，故选用直齿齿轮。4.1设计高速级齿轮传动：1）、选择材料热处理方式（与前一对齿轮相同）(HB=350HBS),8级精度,查表10-1得小齿轮 40Cr调质处理HB1=280HBS大齿轮 45钢 调质处理HB2=240HBS 2）、若依然取小齿轮，则，取z2=82；3）、按齿面接触强度计算:确定公式中的各计算数值a.因为齿轮分布非对称，载荷比较平稳综合选择Kt=1.3;b.由图10-20选取区域系数;c.查得，查公式10-9得：;d.计算小齿轮的转矩: T2=106.34N.m;e.由表10-5查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPaf.由图10-25d查得小齿轮的
11、接触疲劳强度极限因软齿面闭式传动常因点蚀而失效,故先按齿面接触强度设计公式确定传动的尺寸,然后验算轮齿的弯曲强度,查表10-14得齿轮接触应力=540Mpa，大齿轮的为=523MPa。h.由式10-13计算应力循环系数（两班制，使用期限8年，每年250个工作日）i.由图10-23取接触疲劳寿命系数=0.90 =0.95，取失效概率为1%，安全系数为1，则 =/S=540Mpa= /S=523Mps取=(+)/2=523 Mpa则=62.329mm4）、计算 (1)圆周速度: （2）计算齿宽BB=d=162.329=62.329mm(3)计算纵向重合度a 由表10-8.10-4.10-13.10
12、-3分别查得:故载荷系数 K=1.815 (4)按实际的载荷系数校正所得分度圆直径由式10-10a得 =69.557mm(5)计算模数= /=2.61mm(6)按齿根弯曲强度设计 由式10-17上式中 由机械设计课本图10-17查得齿形系数；应力校正系数=1.58，=1.82。由图10-24C查得=500MPa =380 MPa由图10-22取弯曲疲劳极限=0.85,=0.88计算弯曲疲劳应力:取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由10-14得:=/S=303.57 MPa=/S=238.36 MPa 且，故应将代入1式（11-15）计算得mt=2.642。对比计算结果,为同时满足接触疲劳强度,则需
13、按分度圆直径=65.274mm来计算应有的齿数,于是就近圆整为标准值m=3mm 则，故圆整取.则，取。中心距： 圆整后取a2=145mm计算大小齿轮分度圆直径:=计算齿轮宽度 圆整后取4.2低速轴的齿轮计算1）选定精度等级、材料热处理方式及齿数根据工作条件与已知条件知减速器采用闭式软齿面，带式运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB 1009588），(HB=350HBS),考虑到大小齿轮间的关系，材料选择为小齿轮40Cr调质处理HB1=280HB大齿轮45钢调质处理HB2=240HB 初定齿轮=25，则=，=235.42 =106.75，取=107。2）按齿面接触强度设计计算：确定公式中的各计算数值：a、因为齿轮分布非对称，载荷比较平稳综合选择=1.3b、选取区域系数ZH=2.425,齿宽系数c、查得端面系数, ,则d、根据。由表10-5查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPae、由图查得小齿轮的接触疲劳强度极限因软齿面闭式传动常因点蚀而失效,故先按齿面接触强度设计公式确定传动的尺寸,然后验算轮齿的弯曲强度,查图10-25d,得小齿轮接触应力=600MPa大齿轮的为=550MPaf、由式10-15计算应力循环次数(两
