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1、机械设计课程设计机械设计课程设计计算说明书计算说明书设计题目：设计题目：一级斜齿圆柱齿轮减速器一级斜齿圆柱齿轮减速器机电机电 系系 数控数控 专业专业班班设设 计计 者：者： 邹俊峰邹俊峰 指导老师：指导老师： 贺国燕贺国燕 20152015 年年 1 1 月月题目：设计运输机的传动装置（一级斜齿圆柱齿轮减速器）题目：设计运输机的传动装置（一级斜齿圆柱齿轮减速器）工作条件与技术要求工作条件与技术要求1 1）该传动装置用于输送煤炭的皮带传动系统中。该传动装置用于输送煤炭的皮带传动系统中。2 2）运输机两班制工作单向回转使用周期为运输机两班制工作单向回转使用周期为 1010 年。年。3 3）工作中
2、有轻微振动卷筒转速允许误差为工作中有轻微振动卷筒转速允许误差为%5%5。原始数据如表所示原始数据如表所示传动方案如图所示传动方案如图所示1-1-电动机电动机 3-3-减速器减速器 2 2、4-4-联轴器联轴器 5-5-开式齿轮传动开式齿轮传动 6-6-运输机卷轴运输机卷轴卷卷 筒筒 轴轴 转转 速速 1min.55r卷筒轴所需功率卷筒轴所需功率 kw5 . 5设计内容设计内容计算说明计算说明结果结果一、电动机的选 择1.电动机功率 按照工作要求和条件，选用三相异步电动机，Y 系列，额 定电压 380V。电动机所需的工作功率为kWPPaw d工作机所需工作功率为kWFvPw1000因此 kWFv
3、Pad1000由电动机至运输带的传动总效率为432 22 1a公式中 1 2 3 4 分别代表联轴器、轴承、闭式 斜齿轮、开式直齿轮的传动效率 取 1=0.99、2=0.98、3=0.96、4=0.94，则a=*0.96*0.94=0.84299. 0298. 0所以kwkwPPdw55. 683. 0/5 . 583. 0/2.电动机转速已知转筒转速为1min.55r求电动机转速 一对斜齿圆柱齿轮传动比 i3-6、一对直齿圆柱齿轮传动 比 3-7 则总传动比合理范围为 i 总 9-42min/231049555)429(rninad方 案电动机型 号额定 功率kW电动机转速r/min1Y13
4、2M-47.514402Y160L-87.57203Y160M-67.597055. 6WP设计内容计算说明计算说明结果结果2、分配传动比由电动机的型号 Y132M-4，满载转速min/1440rnm1. 计算总传动比总传动比18.26551440nnim a2. 分配各级传动比由式iiia0式中分别为斜齿轮和直齿轮的传动比。ii 、0则减速器传动比为：545. 6418.260iiia3. 各轴转速、输入功率、输入转矩的计算1）各轴转速 min/360414400rinnm min/55545. 6360101riin innm nn滚筒轴min/55rnn2）各轴输入功率 kWPPd3 .
5、 799. 098. 05 . 721 WPPk86. 696. 098. 03 . 7323、传动件设计 与校核kWPP65. 698. 099. 086. 621滚筒轴 kw13. 694. 098. 065. 642PP3）各轴输入转矩 电动机输出转矩mNnPTmd d74.4914405 . 795509550 mNT41.48 mNT98.181m4 .176NT滚筒轴m39.1064NT1）选择齿轮材料及热处理方法所设计的齿轮传动属于闭式传动，通常选用软齿面钢制齿轮。由教材得知，需选用价格便宜，便于制造的材料。小齿轮选用号钢(调质） ，齿面硬度为；45HBS286197,MPaH5
6、801limMPaFE450大齿轮选用号钢（正火） ，齿面硬度为,45HBS217156，MPaH3752limMPaFE3202）选择精度等级 由于运输机是一般机械，速度也不高，所以选择八级精度。3）按照齿面接触疲劳强度设计3211590 uu dkt Hd 1.载荷因数 K 圆周速度不大，精度不高，齿轮关于轴承对称布置。K=1.2 2.转矩mmNnPT23.43439144055. 61055. 91055. 966 13.接触疲劳强度许用应力 )mpa480mpa,620366(lim2lim1limlimHHHHZNS查得由图4.接触寿命系数 按照一年 300 工作日，单班 8h 计算
7、，由公式 N=60njth11016. 283001015006019 1 ZNN02. 11032. 451016. 2289 1 2ZNiNN按照一般可靠性要求，取则11minHSmpaSZNHH H62011620min1lim 1mpaSZNHH H490102. 1480min22lim 25.计算小齿轮分度圆直径取则2 . 1d7 .426 . 4 16 . 4 2 . 1 23.434392 . 1 4905901590323121 uu dKT Hdd=43 4）确定齿轮主要集合参数（齿数、模数、验算传动误杀、初选螺旋角） 齿数取 z1=24 则 z2=4.49x24107故实
8、际传动比（误差为 0.2%5%）5 . 426117i模数计算mm2247 .4211mm4822411mm214210722中心距mmdda131221448 221圆整后取 a=135 螺旋升角 97. 01352/1072422/210azzmn得实际螺旋角，在 8-20范围内，故合适。15实际分度圆6 .499677. 0242 cos1 1zmdn14.2219677. 01072 cos1 2zmdn齿轮宽52.526 .492 . 11ddd取60105,55212mmbbb5）验算圆周速度1vsm622. 31000607 .42144014. 310006011 1小于smd
9、nv 故取 8 级精度比较合适 6）校核弯曲疲劳强度 1.复合齿形因素26.259833. 024cos33 11zzv63.1129833. 0107cos33 22zzv由图 6-34 查的，,3 . 41FSY9 . 32FSY4、轴的设计与 校核2.弯曲疲劳许用应力 根据例 6-4 ；Mpabb4901Mpabb410277.58252609833. 03 . 423.434392 . 16 . 1cos6 . 121211 1zbmYKTnFS bb3 .533 . 4 9 . 377.58121 2Ssbb bbYFYF故弯曲疲劳强度满足要求1）选择轴的材料，确定许用应力。 选用轴
10、的材料为 45 钢，调质处理。 pa60pa102pa215612,360,650612bb1bb0bb1MMMMpaMpasb，可知查表可知查表2）按扭转强度估算轴的最小直径 单级齿轮减速器的低转速轴，为转轴，输出端与联轴器相 接，从结构要求考虑，输出端轴径应最小。最小直径为3npCd 查表可知 12-5,45 钢取 C=118，则17.363603 . 71183d考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准，取 d=38 3）齿轮上作用力的计算小齿轮分度圆直径：mmd6 .491作用在齿轮上的转矩为：mmNT23.43439齿轮作用力：圆周力： NddTFt6.17511044.43223径向力
11、：轴向力：NNFFta47315tan6 .1751tan4）轴的结构设计1.联轴器的选择可采用弹性销柱联轴器，查表得知其规格为： HL3 联轴器 38x82。2.确定轴上零件的位置及其固定方式一级齿轮减速器，将齿轮布置在箱体内壁的中央，轴承对称位置在齿轮的两边，轴外伸端安装联轴器。齿轮靠轴环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定；两端轴承靠套筒实现轴向定位和固定，靠过盈配合实现周向固定；轴通过两端轴承盖实现轴向定位；联轴器靠轴肩、平键和过盈配合分别实现轴向和周向定位。3.确定各轴段的直径。将估算轴径 d=38 作为外伸端直径 d1，与联轴器配合，考虑联轴器用轴肩实现轴向定位，
12、取第二直径 d2=45mmm。齿轮和左端轴承从左侧装入，考虑拆装方便和零件固定的要求，装轴承处轴径 d3 应大于 d2，考虑滚动轴承直径系列取 d3=50mm；为便于齿轮拆装，与齿轮配合出轴径 d4应大于 d3，取 d4=52mm。齿轮左端用套筒固定，右端用轴环定位，轴环直径 d5 满足齿轮定位的同时，还应该满足右侧轴承的安装要求，根据选定轴承型号确定。右端轴承型号与左端轴承相同，取 d6=50mm4.选取轴承型号初步选择轴承型号为深沟球轴承，代号 6310.查手册可得：轴承宽度 B=27mm，安装尺寸 D1=60mm，轴环直径 d5=50mm5.确定各轴段的长度NNFFntr 61815co
13、s/20tan6.1751cos/tan MPap100五、轴承、键、 联轴器的选择与 校核轴承宽度 B=27mm，安装尺寸 D1=60mm，轴环直径d5=50m， ，因为在齿轮与轴承之间要加上甩油环，取油环宽度为 15mm,又轴应比轴承与甩油环长度之和稍短（轴不露头） ，故。mmLLHGDC25据机械设计课程设计设计轴承盖尺寸结构以及轴的结构设计，根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取。mmLCB701.轴承的选择初步选择滚动轴承。因轴转速较高，且只承受径向载荷，故选取深沟球轴承。根据初算轴径，考虑轴上零件轴向定位和固定，估计初装轴承处的轴径并假设选用轻系列，查机械设计基础定出滚
14、动轴承型号如下：6301轴承宽度 B=27mm，安装尺寸 D1=60mm，轴环直径d5=50mm根据条件，轴承预计寿命 10 年300 天16 小时=48000 小时2.键的选择查手册，选用 A 型平键。 hkmmLmmhmmb5 . 03678，键长，键高键宽根据式MPaMPaLkFtp1009 .673675 . 08 .370222故键强度符合要求轴上的键： NFt3512mmLmmhmmb561118111，键长，键高键宽NFt8 .3702六、减速器的密 封与润滑MPaMPaLkFtp1008 .2256115 . 0351222111故键强度符合要求1. 润滑的选择与确定润滑方式齿轮 ，选用浸油润滑,因此机体内需要smV/12有足够的润滑油，用以润滑和散热。同时为了避免油搅动时泛起沉渣，齿顶到油池底面的距离不应小于H。对于单级减速器，浸油深度约为一个齿高，mm5030这样就可以决定所需油量，单级传动,每传递需油量kW1。3 07 . 035. 0mV 对于滚动轴承来说，由于齿轮圆周速度,smV/2传动件的速度不高，溅油效果不大，选用润滑脂。这样结构简单，易于密封，维护方便，使润滑可靠。为防止轴承室中的润滑脂流入箱内而造成油脂混合，在箱体轴承座箱内一侧装设甩油盘。润滑油牌号与用量齿轮润滑选用全系统损耗油，最低最高68ANL 油面距，需油量为左右mm20
