减速箱,变速箱课程设计-同济大学

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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 展开式双级斜齿圆柱齿轮减速器 机械及能源工程学 院 机械设计制造及其自动化系专业 机械设计制造及其自动化 学号 设计人 指导老师 完成日期 2013 年 7 月 22 日同济大学同济大学目录目录一、设计任务书一、设计任务书 .1二、二、传动方案的拟订及说明传动方案的拟订及说明1.传动方案的总体设计传动方案的总体设计.32.电动机的选择电动机的选择 33. 计算传动装置总传动比和各级传动比计算传动装置总传动比和各级传动比.44.计算传动装置的运动参数计算传动装置的运动参数4三、齿轮的设计计算三、齿轮的设计计算61.高速级齿轮设计计算高

2、速级齿轮设计计算.62.低速级齿轮设计计算低速级齿轮设计计算 .10四、轴的设计计算四、轴的设计计算151. 高速轴的设计高速轴的设计 .162. 中速轴的设计中速轴的设计 .173. 低速轴的设计低速轴的设计 .18五、轴、轴承、键的校核五、轴、轴承、键的校核 201. 轴的校核轴的校核.202. 轴承的校核轴承的校核.303. 键的校核键的校核.34六、轴系部件的结构设计六、轴系部件的结构设计 36七、速器箱体及附件设计七、速器箱体及附件设计 36八、装配图设计八、装配图设计 .38九、零件图设计九、零件图设计 .40十、设计小结十、设计小结.40十一、参考文献十一、参考文献 .41一、设

3、计任务书一、设计任务书（一）课程目的： 1、通过机械设计课程设计，综合运用机械设计课程和其它有关选修课程的理论和生 产实际知识去分析和解决机械设计问题，并使所学知识得到进一步地巩固、深化和发 展。 2、学习机械设计的一般方法。通过设计培养正确的设计思想和分析问题、解决问题 的能力。进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉 标准和规范。 （二）题目： 题目 4. 设计一用于带式运输机传动装置中的三轴线双级斜齿圆柱齿轮减速器。 设计基础数据如下： 工作情况载荷平稳、单向旋 转 鼓轮的扭矩 T（Nm）950 鼓轮的直径(mm)380 运输带速度 V（m/s）0.9 带速允许

4、偏差（%）5 使用期限（年）5 工作制度（班/日）2 总体布置：（三）设计内容： 1.电动机的选择与运动参数设计计算； 2.斜齿轮传动设计计算； 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。 （四）设计任务： 1减速器总装配图 1 张（1 号图纸） ； 2齿轮、轴零件图各一张（3 号图纸） ； 3设计计算说明书 1 份。 （五）设计进度： 1、 第一阶段： 初步绘制减速器装配草图 2、 第二阶段： 轴系部件的结构设计 3、 第三阶段： 减速器箱体和附件设计 4、 第四阶段： 完成减速器装配工作图二二 传动方案的拟订

5、及说明传动方案的拟订及说明设计计算：设计计算及说明结果一：传动方案的总体设计 （一）对给定传动方案分析论证 总体布置见任务书 工作情况：载荷平稳、单向旋转。 （二）选择电动机 ，电动机类型选择 根据电源及工作及工作条件，选用卧式封闭型 Y（IP44）系列三相交流异步电动机。，选择电动机容量鼓轮的转速wn=45.23wn60 1000 =60 1000 0.9 3801)取工作机的传动效率=0.97，则工作机所需功率 wPkwTnPw w638. 40.97955023.45950 95502)传动装置总效率 2 33 22 1式中，为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效21、率。由表 2

6、4 查得：弹性联轴器；轴承；齿轮99. 0199. 02；则 97. 030.8950.970.990.992322 33 22 13)所需电动机功率kwkwPPw d182. 5895. 0638. 44)确定电动机额定功率edP根据，由第二十章表 201 选取电动机额定功率dedPPkwPed5 . 5kwpw638. 4895. 0kwpd182. 5kwPed5 . 5，计算电动机转速可选范围并选择电动机型号 为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速可选范围。由表21 查得二级圆柱齿轮传动比范围，则电动机可选转速608imin/1620405rnind可见同步转速为 750，1000和

7、 1500的电动机均符合。min/rmin/rmin/r 进行比较选择，如下表：由表中数据可知三个方案均可行，但方案 2 传动比比较小，传动装 置结构尺寸较小，而且质量合理。因此，可采用方案 2，选定电动机型 号为 Y132M2-6。，电动机的技术数据和外形，安装尺寸: 由表 201、表 202 查出 Y132M2-6 型电动机的主要技术数据和 外形、安装尺寸。尺寸 D=38mm，轴伸长 E=80mm。（三）计算传动装置总传动比和各级传动比 ，传动装置的总传动比22.2123.45960wm nni，分配各级传动比因为是展开式二级齿轮传动，故，现取 1.3，则215 . 11 . 1ii 的传

8、动比为：两级齿轮减速器高速级25. 522.213 . 13 . 11ii则低速级齿轮传动比为04. 425. 522.2112ii i（四）计算传动装置的运动参数 ，各轴的转速 n（r/min） 减速器高速轴为 I 轴，中速轴为 II 轴，低速轴为 III 轴， 电动机转速 （r/min）方 案电动机 型号额定 功率 （kw）同步满载电动机 质量 (kg)总传 动比1Y160M2-85.575072011915.922Y132M2-65.510009608421.223Y132S-45.5150014406831.84电动机型号 为 Y132M2-6min/960Irnnmmin/86.18

9、225. 59601IIrinnmin/26.4504. 486.1822IIIrinn，各轴的输入功率按电动机额定功率计算各轴输入功率，即edP； kWPPd5.130.995.18201； kWPP4.92697. 099. 013. 5121； kWPP4.7397. 099. 0926. 423各轴的输入转矩 T（N）和输出转矩 T (kW)mNnPTm 033.5196013. 595509550mNnPT 26.25786.182926. 495509550mNnPT 04.99826.4573. 495509550汇总如下表：项目电动机 轴高速轴 I中间轴 II低速轴 III转速

10、 （r/min）960960182.8645.26功率 （kW）5.1825.134.9264.73转矩 （N ）51.03351.033257.26998.04传动比15.254.04效率0.990.960.96三：齿轮设计计算三：齿轮设计计算（一）高速级齿轮的设计高速级齿轮的设计设计计算及说明结果选定齿轮类型、精度、材料及齿数 按图所示传动方案，选用斜齿圆柱齿轮 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度(GB10095-88) 材料：由书表 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

11、差 40HBS。初选小齿轮齿数 24：大齿轮齿数12625. 5242z初选取螺旋角14按齿面接触强度设计321 1)(12HEHdt tZZ uuTKd确定公式内各计算数值a) 试选。6 . 1tKb) 由图 10-30(机械设计)选取区域系数433. 2HZc) 由资料 1 图 10-26 查得；78. 0188. 0266. 188. 078. 021d) 由表 10-7 选取齿宽系数1de) 由表 10-6 查得材料弹性影响系数21 8 .189 MPaZEf)由图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；MPaH6001lim大齿轮的接触疲劳强度极限MPaH5502li

12、mg) 应力循环次数：910382. 1)830052(1960606011hjLnN821 21063. 225. 5910382. 1 iNNh) 由图 10-19 查得接触疲劳寿命系数97. 0,95. 021HNHNKKi)接触疲劳许用应力： 取失效概率为 1%，安全系数 S=1，由式（10-12）MPaSKHHN H57060095. 01lim1 1MPaSKHHN H5 .53355097. 02lim2 2许用接触应力为MPaHH H75.55125 .533570 221计算a)试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得td1mmmmdt45.43)75.5518 .189433.

13、2(25. 5125. 5 66. 11101033. 56 . 123241b)计算圆周速度smndvt/18. 210006096045.43 10006011c)齿宽 b 及模数ntmd)mmdbtd45.4345.4311mmt nt76. 12414cos45.43cos11mmmhnt95. 376. 125. 225. 21195. 345.43hbe)计算纵向重合度903. 114tan241318. 0tan318. 01zdf)计算载荷系数 K已知使用系数，根据，7 级精度，由图 10-8（机械设1AKsmv/18. 2计 ）得动载系数；由表 10-4 查得；08. 1VK

14、418. 1HK由图 10-13（机械设计 ）查得35. 1FK由表 10-3（机械设计 ）查得4 . 1FHKK故载荷系数144. 2418. 14 . 108. 11HHVAKKKKKg)按实际的载荷系数校正所得分度圆直径，得mmKKddtt902.476 . 1 144. 245.433311h)计算模数nm937. 12414cos902.47cos11zdmn按齿根弯曲强度设计32 12 1 cos2FSaFadnYYzYKTm确定计算参数 a)计算载荷系数04. 235. 14 . 108. 11FFVAKKKKKb)根据纵向重合度，从图 10-28 查得螺旋角影响系数903. 188. 0Yc)计算当量齿数27.2614cos24 cos331 1zzV13814cos126 cos332 2zzVd)查取齿形系数：由表 10-5(机械设计)查得15. 2,592. 221FaFaYY查取应力校核系数：由表 10-5 查得82. 1,596. 121SaSaYYe) 由图 10-18 查得弯曲疲劳寿命系数88. 0,85. 021FNFNKKf) 由图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮MPaFE5001的弯曲疲劳强度极限MPaFE3802g) 计算弯曲疲劳许