西华大学 二级减速器课程设计说明书

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1、课程设计说明书 课 程 名 称: 机械设计课程设计机械设计课程设计 课 程 代 码: 题 目: 二级斜齿圆柱齿轮减速器二级斜齿圆柱齿轮减速器 学 生 姓 名: 张伟荣张伟荣 学 号: 31201303162053120130316205 年级/专业/班: 1313 级机电级机电 2 2 班班 学院(直属系) : 机械工程学院机械工程学院 指 导 教 师: 杜杜 强强 课 程 设 计 说 明 书 机 械 设 计 课 程 设 计 任 务 书 学院名称： 机械工程学院 专业： 机械电子工程 年 级： 2013 级 学生姓名: 张伟荣 学号: 3120130106205 指导教师: 杜 强 一、设计题

2、目 带式运输机的减速传动装置设计 二、主要内容 决定传动装置的总体设计方案； 选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数； 传动零件以及轴的设计计算；轴承、联接件、润滑密封和联轴器的选择及校验计 算； 机体结构及其附件的设计； 绘制装配图及零件图；编写计算说明书并进行设计答辩。 三、具体要求 原始数据：运输带线速度 v = 1.76 （m/s） 运输带牵引力 F = 2700 （N） 驱动滚筒直径 D = 470 （mm） 工作条件： 使用期 5 年，双班制工作，单向传动； 载荷有轻微振动； 运送煤、盐、砂、矿石等松散物品。 四、完成后应上交的材料 机械设计课程设计计算说明书； 减速器装配图一张

3、； 轴类零件图一张； 齿轮零件图一张。 五、推荐参考资料 课 程 设 计 说 明 书 西华大学机械工程与自动化学院机械基础教学部编.机械设计课程设计指导书,2006 秦小屿.机械设计基础(第二版).成都：西南交大出版社,2012 指导教师 杜 强 签名日期 2015 年 6 月 25 日 系 主 任 审核日期 2015 年 6 月 25 日 课 程 设 计 说 明 书 目目 录录 一.传动方案的拟定 二.电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算 三.传动零件的设计计算 四.轴的结构设计及强度计算 五.滚动轴承的选择与寿命计算 六.键的强度计算 七.联轴器的选择 八.减速器机体结构设计及附件设

4、计 总结 参考文献 课 程 设 计 说 明 书 计算过程及计算说明计算过程及计算说明 一一 传动方案拟定传动方案拟定 （1） 工作条件：使用年限 5 年，工作为二班工作制，单向运转，小批 量生产，载荷平稳，环境清洁。 （2） 原始数据：滚筒圆周力 F=2.7kN；带速 V=1.76m/s； 滚筒直径 D=470mm。 二二 电动机选择电动机选择 1、电动机类型的选择： Y 系列三相异步电动机 2、电动机功率选择： （1）计算传动装置的总效率a: a=0.9720.9830.992=0.87 1为轴承的效率,2为齿轮啮合传动的效率,3为联轴器的效率。 (2)电机所需的工作功率： 皮带速度 v:

5、v=1.76m/s 工作机的功率 pw: 总=0.87 P工作=5.46KW 课 程 设 计 说 明 书 Pw = 4.75 KW F V 1000 = 2700 1.76 1000 = 电动机所需工作功率为: Pd = 5.46 KW p a = 4.75 0.87 = 执行机构的曲柄转速为: n = 71.52 r/min 60 1000V D = 60 1000 1.76 470 = 经查表按推荐的传动比合理范围，二级圆柱直齿轮减速器传动比 ia=840，电动机转速的可选范围为 nd = ian = (840)72.24 = 577.92889.6r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺

6、寸、重量、价格和 减速器的传动比，选定型号为 Y132M2-6 的三相异步电动机，额定功率 5.5KW,满载转速 nm=960r/min，同步转速 1000r/min。 传动装置总体设计图 n = 71.52r/min 课 程 设 计 说 明 书 三三 确定传动装置的总传动比和分配传动比确定传动装置的总传动比和分配传动比 （1）总传动比： 由选定的电动机满载转速 n 和工作机主动轴转速 n，可得传动装置 总传动比为: ia=nm/n=960/71.52=13.42 （2）分配传动装置传动比: 取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为: i12 = 1.3ia = 1.3 14.3 = 4.18 则

7、低速级的传动比为: i23 = 3.21 ia i12 = 14.3 4.31 = 四四 计算传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数 （1）各轴转速: nI = nm = 960 = 960 r/min nII = nI/i12 = 960/4.18 = 229.66r/min nIII = nII/i23 = 229.66/3.21 = 71.55 r/min （2)各轴输入功率: PI = Pd = 5.5.0.99 = 5.445 KW PII = PI = 5.4450.980.97 = 5.176 KW PIII = PII = 5.1760.980.97 = 4.92

8、 KW 则各轴的输出功率： PI = PI0.98 = 5.336 KW PII = PII0.98 = 5.072 KW PIII = PIII0.98= 4.822 KW i12 =4.18 i23 = 3.21 nI960 nII= 229.66 nIII = 71.55 （ r/min ） PI = 5.445 PII = 5.176 PIII = 4.92 （KW） PI = 5.336 PII = 5.072 PIII = 4.822 （KW） 课 程 设 计 说 明 书 (3)各轴转矩: 电动机轴的输出转矩: Td = = 54.32 Nm 9550 p n 9550 5.46

9、960 = 所以各轴输入转矩为： TI = Td = 54.320.99 = 53.78 Nm TII = TIi12 = 53.784.180.980.97 = 213.67 Nm TIII = TIIi23 = 213.673.210.980.97 = 652.98 Nm 输出转矩为： TI = TI0.98 = 52.70 Nm TII = TII0.98 = 209.40 Nm TIII = TIII0.98 = 639.92 Nm 四四 齿轮的设计齿轮的设计 （一）（一） 高速级齿轮传动的设计计算高速级齿轮传动的设计计算 1 齿轮材料、热处理及精度： 考虑此减速器的功率及现场安装的限

10、制，故选用二级展开式圆柱斜 齿轮减速器。 材料： 高速级小齿轮选用 40Cr 钢调质，齿面硬度为小齿轮：197- 250HBS。 高速级大齿轮选用 45 号钢调质，齿面硬度为 大齿轮：217- 286HBS。 2 初步设计齿轮传动的主要尺寸，按齿面接触强度设计： Td =54.32 Nm TI = 53.78 Nm TII= 231.67 Nm TIII= 652.98 Nm TI = 52.70 Nm TII = 209.40 Nm TIII = 639.92 Nm 课 程 设 计 说 明 书 d 3 2KT u 1 u ( ZZ ) 确定各参数的值: 1) 试选 Kt = 1.1 2) T

11、1 = 9.55 Nm 6 10 960 46. 5 4 1043 . 5 3) 选取齿宽系数d = 1.2 4) 查得材料的弹性影响系数 ZE = 188 MPa 5) 节点区域系数 ZH = 2.5 6) 查得小齿轮的接触疲劳强度极限:Hlim1 = 700 MPa，大齿轮的接 触疲劳强度极限:Hlim2 = 590 MPa。 7) 计算应力循环次数： 小齿轮应力循环次数：N1 = 60nkth = 609601530028 = 1.38109 大齿轮应力循环次数：N2 = 60nkth = N1/u = 1.38109/4.15 = 3.23108 8) 查得接触疲劳寿命系数:KHN1

12、= 1,KHN2 = 1 9) 计算接触疲劳许用应力,取失效概率为 1%,安全系数 S=1.1,得: H1 = = 700/1.1 =636 MPa K S H2 = = 590/1.1 = 536 MPa K S 许用接触应力: H = (H1+H2)/2 = (636+536)/2 = 586 MPa 3 设计计算: 小齿轮的分度圆直径:d1t: T1 = 4 1043 . 5 Nm H = 586 MPa 课 程 设 计 说 明 书 d 3 2KT u 1 u ( ZZ ) = = 48.60 3 2 1.1 5.46 10000 1 4.15 + 1 4.15 ( 2.5 188 58

13、6 ) mm 中心距： a = = = 125 mm (1 + i)d 2 (1 + 4.15) 48.60 2 确定模数： 取小齿齿数：Z1 = 25，取 则： o 10 Z2 = i12Z1 = 4.1525 = 103.75 取：Z2 = 104 mn = =1.91 mm 2a cos10 Z + Z 2 125 cos10 25 + 104 取为标准值:2 mm。 计算齿轮参数： 123.1 取123 n 21 m 2acos Z1 = =23.88 即 Z1=24 (Zs( ,1) + Zs( ,2) 1 + i Z2=123-24=99 齿数比 Z1 /Z2=99/24=4.12

14、5 与 i4.18 的要求相比，误差为 0.9%，可用 = a ZZMn 2 cos 21 1 = 1252 1232 cos 1 - = 满足要求 o 10.26 =48.60mm 1t d a = 125 mm Z1=24 Z2=99 课 程 设 计 说 明 书 小齿轮分度圆直径 =48.78mm d cos n 大齿轮分度圆直径 =201.2mm cos d n 齿轮宽度 b=d = mm 1 d1.258.53648.78 取小齿轮宽度 65mm b 大齿轮宽度 60mm b 4) 计算圆周速度 v: v = = = 4.97 m/s dn 60 1000 3.14 99 960 60 1000 选取齿轮精度等级为 8 级。 5 校核齿根弯曲疲劳强度： (1) 确定公式内各计算数值： 1) 查得齿间载荷分配系数：KH = 1.1，KF = 1.1；齿轮宽高比为： = = = 13.33 b h b (2hs( * ,a) + cs