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1、机械设计课程设计设计计算说明书设计题目两级斜齿圆柱齿轮减速器（）机电 系 机械 专业10 级 2 班学生姓名完成日期 2013.7.17指导教师 （签字）第 页 共 页机械设计课程任务书设计人 院（系） 机电动力与信息工程系 专业（班级） 学号 设计题目 两级斜齿圆柱齿轮减速器 题号 55 原始数据：一、设计一个用于带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器1、总体布置简图：第 页 共 页2、工作条件：输送机连续单向运转，工作时有轻微震动，空载启动，滚筒效率为 0.96，输送带工作速度允许误差为5%；每年按 300 个工作日计算，两班制工作，使用期限为 10 年，大修期 4 年，在专门工厂小批量生产。3
2、、原始数据：运输机卷筒拉力（N）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）2060 1.2 350 5 10 24、设计内容：（1） 、电动机的选择与参数计算（2） 、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：每个学生应完成：（1）减速器总装配工作图 1 张（A0 或 A1 图纸）;（2）零件工作图 25 张（传动零件如低速轴，低速齿轮，箱体等，根据设计方法由教师决定。A2 或 A3 图纸） 。（3）设计说明书 1 份（约 600
3、08000 字） 。完成时间 2013 年 7 月 16 日 签字 第 页 共 页设 计 计 算 与 说 明 主 要 结 果一、电动机的选择及运动参数的算计（一） 电动机的选择1确定皮带运输机所需的功率 wP2061.579wFvPKW2.确定传动装置的效率初选联轴器为弹性柱销联轴器和凸缘联轴器，滚动轴承为滚子轴承，传动齿轮为闭式软齿面斜齿圆柱齿轮，因其速度不高，选用 7级精度(GB10095-88)，则机械传动和摩擦副的效率分别如下：弹性柱销联轴器： 10.925滚子轴承： 2.8闭式圆柱齿轮（7 级）： 3.8凸缘联轴器（刚性）： 40974123.25.0.8723.电动机的输出功率.7
4、.9608wdPKW4.选择电动机因为皮带运输机运输机传动载荷稳定，取过载系数 1.05k1.523.1dk根据机械设计课程设计 （第四版） ，查表 8-184，取型号为 Y132M1-6的电动机，则所选电动机：电动机额定功率 P=4.0 KW 电动机满载转速 n=960 r/min根据机座号 132M，查续表 8-187得电动机伸出端直径 D=38 mm电动机伸出端轴安装长度 E=80 mmY132M1-6电动机主要参数如下：(二)总传动比计算及传动比分配1.总传动比计算电动机额定功率 P 4.0KW电动机满载转速 n 960r/min电动机伸出端直径 D 38mm电动机伸出端轴安装长度 E
5、 80mm电动机质量 m 73kg0.872Y132M2-6第 页 共 页设 计 计 算 与 说 明 主 要 结 果驱动滚筒转速 wn6001.265.min3.4vrD总传动比 i9.65.wn2.传动比的分配圆柱齿轮传动的传动比为 ，对于两级展开式圆柱齿轮减速器，36一般按齿轮浸油润滑要求，高速级传动比与低速级传动比分配： 12.36ii124.8.i（三）传动装置运动参数的计算1.各轴转速的计算电动机转轴速度 096minnr高速轴 1中间轴 225.63in.8ri低速轴和工作轴 32.6.48minwnri2.各轴输入功率的确定取电动机的额定功率作为设计功率，则弹性联轴器传递的功率为
6、：014.925.7PKW高速轴 3p中间轴 212.098.3.1低速轴 3316工作轴 24.6.7.48wPK3.各轴输入转矩的计算高速轴 11.99503.0TNmn中间轴 22 814.5.6低速轴 339502.7.PTn电动机轴输出转矩 0939.6d Nm1960minnr25.336.48innr1.97PKW238.634p19.TNm24.0335.7第 页 共 页设 计 计 算 与 说 明 主 要 结 果工作轴输出转矩 3.489509.16wwPTNmn将以上算得的运动和动力参数列表如下：轴名参数 电动机轴 高速轴 中间轴 低速轴 工作轴转速 n(r/min) 960
7、 960 252.63 66.48 66.48功率 P(KW) 4 3.97 3.81 3.66 348转矩 T(Nm) 39.79 39.49 14403 525.77 499.91传动比 1 3.8 3.86 1效率 0.9925 0.96 0.96 0.95二、齿轮传动设计（一）高速级齿轮计算(参考书：机械设计第八版)1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）运输机为一般工作器，速度不高，故选用 7级精度（GB 10095-88）2）材料选择。由表 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，两者材料硬度差为 40H
8、BS。3）选小齿轮齿数 ,大齿轮齿数 取 124z23.8491.2z91z4）选取螺旋角初选螺旋角 2.按齿面接触强度设计设计计算公式 21312t HEtdKTZu（1）确定公式内的各计算数值1)试选载荷系数 .6t2）由图 10-30选取区域系数 2.43HZ3)由图 10-26查得 ，则 1=0.7812=+0.78=1.64）计算小齿轮传递的转矩554119.9.96PT Nmn5）由表 10-7选取齿宽系数 1d6）由表 10-6查得材料的弹性影响系数128.EZMPa7)由图 10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 lim160HMPa；大齿轮的接触疲劳强度极限 li
9、m250H8）由式 10-13计算应力循环次数第 页 共 页设 计 计 算 与 说 明 主 要 结 果91609601283012.764810hNnjL92.748.739）由图 10-19取接触疲劳寿命系数 ; 1.HNK2.3HN10)计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1，安全系数 ，由式 10-12得S1lim0.8658HNKMPa2li2931.aS11）许用接触应力 12+58.=59.7HP(2)计算1）试算小齿轮分度圆直径 1td21312t HEtdKTZu243.690.8319.84.357m 2）计算圆周速度1.2.362.6001tdnv ss3)计算尺宽 及模数b
10、tm14.4dt mcos23cos1.7ntz2.5.71.85th43.8b4)计算纵向重合度 10.tan0.38124tan1.903dz5）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A./vms荷系数 ；由表 10-4查得 的值与直齿轮的相同，故.4VHK 1.4HK由图 10-13查得 1.32F由表 10-3查得 故载荷系数H1.04.160AVHK6).按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（10-10a）得第 页 共 页设 计 计 算 与 说 明 主 要 结 果3311.6042.42.35ttKdm7）.计算模数 nm1cos.5cos1
11、.724z3.按齿根弯曲强度设计由式（10-17） 213cosFaSndKTYmZ（1）确定计算参数1)由图 10-20C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ；大齿轮的弯150FEMPa曲强度极限 2380FEMPa2）由图 10-18取弯曲疲劳寿命系数 ，1.9FNK2.9N3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 ,由式 10-12得1.4S10953.4.FNEKPaa22 82578614MPS4）计算载荷系数 .03.1AVF5）根据纵向重合度 ，从图 10-28查得螺旋角影响系数.9 0.8Y6)计算当量齿数133246.7cosvz2891.v7) 查取齿形系数由表 10-5查得
12、；1.5FaY2.8FaY8）查取应力校正系数由表 10-5查得 ；.96S1.79S9)计算大、小齿轮的 并加以比较Fa12.5.0.3834FaSY2.81.79.546F大齿轮的数值大（2）设计计算第 页 共 页设 计 计 算 与 说 明 主 要 结 果242133 21.60.910.8cos1cos 0.541.86FaSndKTYm mZ对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 大于齿根弯曲疲n劳强度计算的法面模数，取 ，已满足弯曲强度。但为了同时满足nm接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径 ,取142.35d来计算应有的齿数。于是有164dm1cos62s1430
13、ndz23.8i4.几何尺寸计算（1）计算中心距1201428.coscosnzmam将中心距圆整为 5（2）按圆整后的中心距修正螺旋角1230142arcsarcs6.35nz因 值改变不多，故参数 、 、 等不必修正aKHZ（3）计算大、小齿轮的分度圆直径 13026.cos.nzmdm248.（4）计算齿轮宽度16.52.db圆正后取 ；2B7m（5）计算大、小齿轮的齿根圆、齿顶圆直径小齿轮齿顶圆直径 *112()6.5(0)6.5aanandhdhX齿根圆直径*11()2.(.2)7.ffnanmC大齿轮齿顶圆直径2nm130z24150am16.312.5dm238167B2m16.
14、5ad157.fdm24a23fdm第 页 共 页设 计 计 算 与 说 明 主 要 结 果*22()38(10)4aanandhdmhX齿根圆直径*22()(.5)3ffnanC（二）低速级齿轮计算(参考书：机械设计第八版)1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）运输机为一般工作器，速度不高，故选用 7级精度（GB 10095-88）2）材料选择。由表 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，两者材料硬度差为 40HBS。3）选小齿轮齿数 ,大齿轮齿数 ，取324z43.8629.4z492z4）选取螺旋角。初选螺旋角 12.按齿面接触强度设计设计计算公式 2332t HEtdKTZu（1）确定公式内的各计算数值1)试选载荷系数 1.6t2）由图 10-30选取区域系数 2.43HZ3)由图 10-26查得 ，则 3=0.7834=+0.78=1.624）计算小齿轮传递的转矩423 .195.056PTNmn5）由表 10-7选取齿宽系数 d6）由表 10-6查得材料的弹性影响系数1289.EZMPa7)由图 10-21d按齿面硬
