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1、机械设计课程设计计算说明书设计题目：设计题目：二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器哈尔滨工程大学1机械设计制造及其自动化 专业 714 班设计者： 我不先伸手的拥抱 指导教师： 2015 年 12 月 26 日哈尔滨工程大学机械设计课程设计机械设计课程设计目录目录1.设计任务书21.1 设计课题.21.2 已知条件.21.3 已知数据.21.4 生产批量.21.5 设计要求.22.传动装置总体设计方案22.1 组成2哈尔滨工程大学22.2 特点22.3 确定传动方案33 电动机的选择和传动系统参数的选择和计算43.1 电动机类型和结构的选择.43.2 电动机功率的选择.43
2、.3 电动机转速的确定.43.4 计算传动装置的总传动比，并分配传动比.53.5 计算传动装置各轴的运动和动力参数.54 传动零件的设计计算64.1 低速级圆柱直齿轮传动的设计与校核.64.2 高速级圆柱斜齿轮传动的设计与校核.85 轴的设计计算125.1 电动机的安装尺寸.125.2 初定轴的最小直径.125.3 选择联轴器和轴承.125.4 低速轴的设计.135.5 中间轴的设计.145.6 高速轴的设计与校核.156 键连接的选择计算206.1 低速轴键的选择.206.2 中间轴键的选择.206.3 高速轴键的选择与校核.207 滚动轴承的类型、代号及寿命计算21高速轴轴承的选择与校核2
3、1哈尔滨工程大学38 箱体设计229 润滑密封的选择2410 设计小结.2511 参考资料251. 1.设计任务书设计任务书1.1 设计课题设计带式运输机传动装置的二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器。1.2 已知条件带式输送机用于锅炉房送煤。三班制工作；每班工作 8 小时,常温下连续、单向运转，载荷平稳。输送带滚轮效率为 0.97。使用期限为 12 年；检修间隔为 3 年。1.3 已知数据方 案123456运输带牵引力 F(N)160020002400280032003600运输带速度 V(m/s)0.50.60.81.01.21.4滚 筒 直 径 D(mm)300400350350400400注：
4、题号为 131。1.4 生产批量小批量生产（5 台），无铸钢设备。哈尔滨工程大学41.5 设计要求(1)设计说明书一份。(2)减速器装配图一张。2.2.传动装置总体设计方案传动装置总体设计方案2.1 组成传动装置由电机、减速器、工作机组成。2.2 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。2.3 确定传动方案装置应简单环保，应用寿命长，可靠性好传动方案设计哈尔滨工程大学5哈尔滨工程大学63 电动机的选择和传动系统参数的选择和计算电动机的选择和传动系统参数的选择和计算3.1 电动机类型和结构的选择电动机类型和结构的选择选择应用广泛的三相异步交流电动机。Y 系列三相
5、笼形异步电动机结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便，故选用此系列电动机。全封闭自扇冷式结构，电压 380V。3.2 电动机功率的选择(1)螺旋输送机所需要的工作功率：kWFvPw28. 110008 . 016001000(2)电动机到工作机输送带间的总效率：联轴器的效率99. 01滚动轴承的效率98. 028 级精度圆柱齿轮传动效率97. 03卷筒传动的效率97. 04826. 042 34 22 1(3)电动机所需工作功率：kWPPW d55. 1826. 028. 1 3.3 电动机转速的确定(1)工作机卷筒的转速为min/51rnw主要结果WPk28. 1w826. 0哈尔滨工程大学
6、7(2)二级圆柱齿轮减速器传动比408i所以电动机转速可选范围为：min/)2040408(51)408(rninwd符合这一范围的同步转速为、三种。综合考虑min/750 rmin/1000 rmin/1500 r电动机和传动装置尺寸、重量及价格等因素，为保证经济性，决定选用同步转速为的电动机。min/1000 r考虑到此输送机用于锅炉房送煤，工作条件较恶劣，灰尘较多，故选用 Y 系列（IP44）封闭式三相异步电动机。选定电动机型号为 Y112M-6。主要性能参数为：额定功率 ，满载时转速kWP2 . 21min940rnd3.4 计算传动装置的总传动比，并分配传动比总传动比：43.1851
7、940 wd nni分配传动比：取63. 3,08. 521ii3.5 计算传动装置各轴的运动和动力参数各轴的转速：kWPd55. 1Y112M-6kWP2 . 21min940rnd哈尔滨工程大学8112111min0 .51nnmin0 .5163. 30 .185min0 .18508. 5940min940 rrinnrinnrnnd轴输出机轴轴轴轴各轴输入功率：)(35. 199. 098. 039. 1)(39. 197. 098. 046. 1)(46. 197. 098. 055. 1)(53. 199. 055. 11232321kWPPkWPPkWPPkWPPd卷卷筒轴轴轴
8、轴各轴的输入转矩：电动机轴的输入转矩为)(3 .1574794055. 11055. 91055. 966mmNnPTdd d故：)( 4 .25203999. 098. 09 .259780)( 9 .25978063. 397. 098. 00 .75284)( 0 .7528408. 597. 098. 08 .15589)( 8 .1558999. 03 .15747122321321mmNTTmmNiTTmmNiTTmmNTTd卷卷筒轴轴轴轴将上面结果汇总于表中，以备查用：轴名功率/P kW转矩)/(mmNT转速/( / min)nr43.18i63. 308. 521 ii哈尔滨工
9、程大学9电机轴2.215589.8940轴1.5315589.8940轴1.4675284.0185轴1.39259780.951输送机轴1.35252039.4514 传动零件的设计计算传动零件的设计计算4.1 低速级圆柱直齿轮传动的设计与校核选择材料、热处理方式、精度等级及齿数由表 7-1，选择小齿轮材料 40Cr，调质处理，硬度 241286HBS；大齿轮材料35SiMn，调质处理，硬度 229286HBS。齿轮精度为 8 级。 取小齿轮齿数 大齿轮齿数，为防止磨损集211z23.762163. 3122ziz中在某几个齿上，而造成齿轮过早报废，两齿轮齿数应互质，故取。762z按齿面接触
10、强度设计mmZZ uuKTdHHEd321 112 a.确定各参数数值初选载荷系数4.1tK由表 7-5，初选齿宽系数1d由表 7-6，查得弹性系数1 2189.8EzMPa由图 7-12 查取节点区域系数2.5Hz哈尔滨工程大学10由图 7-18,查得接触疲劳强度极限，；MPaH8001limMPaH5602lim小齿轮应力循环次数；9 111017. 12436512108. 59406060hjLnN大齿轮应力循环次数；8 221022. 32436512163. 308. 59406060hjLnN由图 7-19 查得接触疲劳系数，（允许局部点蚀）0 . 12NZ07. 12NZ取安全
11、系数，则：1HSMPaSZHHN H80080011lim1 1MPaSZHHN H2 .59956007. 12lim2 2b.确定传动尺寸初算小分度圆直径1dmmZZ uuKTdHHEdt0 .552 .5995 . 29 .188 63. 3163. 3 10 .752844 . 121232321 1 圆周速度smdnv/5329. 008. 51000609400 .55 100060查图 7-7 得动载荷系数；07.1vK由表 7-2 查得使用系数；0.1AK211z762z哈尔滨工程大学11由表 7-3，假设，得齿间载荷分配系数；mmNbFKtA/1002.1K由图查取齿向载荷分
12、布系数（设轴刚性大）；07. 1K故载荷系数374. 107. 12 . 107. 10 . 1KKKKKvA按 K 值对修正，即mmKKddt5 .544 . 1 374. 10 .553311确定模数，按表 7-7，取 m=3mm；mm595. 2215 .5411中心距，圆整中心距为 3 的倍数，取mmzzma5 .145762123)(221）（a=147mm。传动比，；传动比误差在允许范围之内；67. 321772i%5%10. 122 ii分度圆直径，；mm6321311mm23177322齿宽，取小齿轮齿宽，大齿轮齿宽mmdbd636311mmb681。mmb632校核齿根弯曲疲
13、劳强度a.确定各参数由表 7-4 查取齿形系数和应力校正系数，；，76. 2 1FY56. 1Y 1s23. 22FY76. 12SY由图 7-17 查得弯曲疲劳寿命系数，；90. 01NY91. 02NY由图 7-16 查表得齿轮弯曲疲劳极限，MPaF6001limMPaF4802lim哈尔滨工程大学12取安全系数，计算得许用弯曲应力：1.25FS MPaSYFFN F43225. 160090. 01lim1 1MPaSYFFN F4 .34925. 148091. 02lim2 2b.验算齿根弯曲强度111 11 15 .1556. 176. 2633688 .1558948. 122F
14、SFFMPaYYbmdTK2 1122 121 .1456. 176. 276. 123. 25 .15F SFSF FFMPaYYYY弯曲疲劳强度足够。c.验算，合适。m100N/m7.27N/mm= 636815589.81.022K=bK11AAbdTFt4.2 高速级圆柱斜齿轮传动的设计与校核选择材料、热处理方式、精度等级及齿数由表 7-1，选择小齿轮材料 40Cr，调质处理，硬度 241286HBS；大齿轮材料35SiMn，调质处理，硬度 229286HBS。齿轮精度为 8 级。 取小齿轮齿数，大齿轮齿数，为防止磨损集211z7 .1062108. 5112 ziz中在某几个齿上，而造成齿轮过早报废，两齿轮齿数应互质，故取。1072z初选螺旋角=14按齿面接触强度设计 mmZZ uuKTdHHEd321 112 mmdt0 .551m=3mma=147mm哈尔滨工程大学13a.确定各参数数值初选载荷系数5 . 1tK由表 7-5，初选齿宽系数0 . 1d由表 7-6，查得弹性系数1 2189.8EzMPa由图 7-12 查取节点区域系数43.2Hz由图 7-15 查得，则75. 0190. 0265. 121由图 7-18,查得接触疲劳强度极限，；MPaH8001lim
