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1、机械课程设计目录一 课程设计书 2二 设计要求 2三设计步骤21.传动装置总体设计方案32.电动机的选择 43.确定传动装置的总传动比和分配传动比54.计算传动装置的运动和动力参数55.设计V带和带轮66.齿轮的设计87. 滚动轴承和传动轴的设计 198.键联接设计269. 箱体结构的设计 2710.润滑密封设计3011.联轴器设计30四设计小结 31五参考资料 32一. 课程设计书设计课题:设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96,减速器小批量生产,使用期限8年,两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压3
2、80/220V表一: 题号 参数12345运输带工作拉力kN2.52.32.11.91.8运输带工作速度m/s1.01.11.21.31.4卷筒直径mm250250250300300二.设计要求1.减速器装配图一张。2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张。3.设计说明书一份。三.设计步骤1.传动装置总体设计方案2.电动机的选择3.确定传动装置的总传动比和分配传动比4.计算传动装置的运动和动力参数5.设计V带和带轮6.齿轮的设计7.滚动轴承和传动轴的设计8. 键联接设计9.箱体结构设计10.润滑密封设计11.联轴器设计1.传动装置总体设计方案:1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。2. 特
3、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。3. 确定传动方案：考虑到电机转速高.传动功率大.将V带设置在高速级。 其传动方案如下：图一:初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。选择V带传动和二级圆柱斜齿轮减速器展开式。传动装置的总效率0.960.970.960.759；为V带的效率,为第一对轴承的效率.为第二对轴承的效率.为第三对轴承的效率.为每对齿轮啮合传动的效率齿轮为7级精度.油脂润滑.因是薄壁防护罩,采用开式效率计算。2.电动机的选择电动机所需工作功率为： PP/19001.3/10000.7593.25kW, 执行机构的曲柄转速为n=82.7
4、6r/min.经查表按推荐的传动比合理范围.V带传动的传动比i24.二级圆柱斜齿轮减速器传动比i840.则总传动比合理范围为i16160.电动机转速的可选范围为nin1616082.761324.1613241.6r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比.选定型号为Y112M4的三相异步电动机.额定功率为4.0额定电流8.8A.满载转速1440 r/min.同步转速1500r/min。方案电动机型号额定功率Pkw电动机转速电动机重量N参考价格元传动装置的传动比同步转速满载转速总传动比V带传动减速器1Y112M-441500144047023016.152.
5、37.02中心高外型尺寸LAC/2+ADHD底脚安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DE装键部位尺寸FGD132515 345 315216 1781236 8010 413.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n/n1440/82.7617.402 分配传动装置传动比式中分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大.初步取2.3.则减速器传动比为17.40/2.37.57根据各原则.查图得高速级传动比为3.24.则2.334.计算传动装置的运动和动力参数1各轴转速1440/2.3626.09r/min
6、626.09/3.24193.24r/min/193.24/2.33=82.93 r/min=82.93 r/min2各轴输入功率3.250.963.12kW23.120.980.952.90kW22.970.980.952.70kW24=2.770.980.972.57kW则各轴的输出功率：0.98=3.06 kW0.98=2.84 kW0.98=2.65kW0.98=2.52 kW（3） 各轴输入转矩=Nm电动机轴的输出转矩=9550=95503.25/1440=21.55 N所以:=21.552.30.96=47.58 Nm=47.583.240.980.95=143.53 Nm=143
7、.532.330.980.95=311.35Nm=311.350.950.97=286.91Nm输出转矩：0.98=46.63 Nm0.98=140.66 Nm0.98=305.12Nm0.98=281.17 Nm运动和动力参数结果如下表轴名功率P KW转矩T Nm转速r/min输入输出输入输出电动机轴3.2521.5514401轴3.123.0647.5846.63626.092轴2.902.84143.53140.66193.243轴2.702.65311.35305.1282.934轴2.572.52286.91281.1782.936.齿轮的设计一高速级齿轮传动的设计计算 齿轮材料.热
8、处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制.故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮1 齿轮材料及热处理材料：高速级小齿轮选用钢调质.齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24高速级大齿轮选用钢正火.齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=iZ=3.2424=77.76 取Z=78.齿轮精度按GB/T100951998.选择7级.齿根喷丸强化。初步设计齿轮传动的主要尺寸按齿面接触强度设计确定各参数的值:试选=1.6查课本图10-30选取区域系数 Z=2.433 由课本图10-26 则由课本公式10-13计算应力值环数N=60nj=60626.091283008=1.442510hN=4.4510
9、h#查课本 10-19图得：K=0.93K=0.96齿轮的疲劳强度极限取失效概率为1%,安全系数S=1,应用公式10-12得:=0.93550=511.5=0.96450=432 许用接触应力查课本由表10-6得：=189.8MP 由表10-7得: =1T=95.510=95.5103.19/626.09=4.8610N.m3.设计计算小齿轮的分度圆直径d=计算圆周速度计算齿宽b和模数计算齿宽b b=49.53mm计算摸数m 初选螺旋角=14=计算齿宽与高之比齿高h=2.25=2.252.00=4.50 = =11.01计算纵向重合度=0.318=1.903计算载荷系数K使用系数=1根据,7级
10、精度,查课本由表10-8得动载系数K=1.07,查课本由表10-4得K的计算公式:K=+0.2310b =1.12+0.181+0.231049.53=1.42查课本由表10-13得: K=1.35查课本由表10-3 得: K=1.2故载荷系数:KK KKK =11.071.21.42=1.82按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径d=d=49.53=51.73计算模数=4. 齿根弯曲疲劳强度设计由弯曲强度的设计公式确定公式内各计算数值小齿轮传递的转矩48.6kNm确定齿数z因为是硬齿面.故取z24.zi z3.242477.76传动比误差 iuz/ z78/243.25i0.0325.允许计算
11、当量齿数zz/cos24/ cos1426.27zz/cos78/ cos1485.43初选齿宽系数按对称布置.由表查得1初选螺旋角初定螺旋角14载荷系数KKK K K K=11.071.21.351.73查取齿形系数Y和应力校正系数Y查课本由表10-5得:齿形系数Y2.592 Y2.211应力校正系数Y1.596 Y1.774重合度系数Y端面重合度近似为1.88-3.21.883.21/241/78cos141.655arctgtg/cosarctgtg20/cos1420.6469014.07609因为/cos.则重合度系数为Y0.25+0.75 cos/0.673螺旋角系数Y轴向重合度1
12、.825,Y10.78计算大小齿轮的安全系数由表查得S1.25工作寿命两班制.8年.每年工作300天小齿轮应力循环次数N160nkt60271.4718300286.25510大齿轮应力循环次数N2N1/u6.25510/3.241.930510查课本由表10-20c得到弯曲疲劳强度极限小齿轮大齿轮查课本由表10-18得弯曲疲劳寿命系数:K=0.86 K=0.93 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4=大齿轮的数值大.选用.设计计算 计算模数对比计算结果.由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数.按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度.需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=51.73来计算应有的齿数.于是由:z=25.097 取z=25那么z=3.2425=81 几何尺寸计算计算中心距a=109.25将中心距圆整为110按圆整后的中心距修正螺旋角=arccos因值改变不多,故参数,等不必修正.计算大.小齿轮的分
