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1、唐 山 学 院 毕 业 设 计1 绪 论1.1设计的目的和任务根据本专业的教学大纲要求，学生在全部课程结束后，要进行毕业设计，考查学生对所学知识的综合运用能力。毕业设计是教学工作的最后一个环节，是培养应用型人才的实践性教学环节的一个重要组成部分。通过毕业设计使学生达到：1.在指导教师的指导下，运用所学理论知识学生亲自动手搞专业设计，培养学生分析问题解决问题的能力。2.结合生产实践，让学生了解国家的有关方针路线及技术政策，指导毕业设计工作。3.培养学生收集设计资料、查阅有关书籍、手册、样本的动手能力。4.培养学生进行计算、绘图、编制技术文件的基本技能。5.通过毕业设计培养学生尊重科学、勇于实践的
2、良好作风，使学生得到必要的技能训练。1.2毕业设计课题带式输送机用减速器垂直传动三级减速器1.3毕业设计主要内容1.根据设计题目选出已知数据并进行技术经济分析。2.尽量采用新技术新思维进行设计计算，使自己的设计在满足可靠性的前提下，具有先进性和超前性。完成减速器的设计计算，整理编写设计说明书一份。3.完成减速器总装配图及部分零、部件图，图纸总幅面应不少于三张A1，减速器箱体采用铸造箱体，尽可能采用计算机绘图。2 设计计算2.1 技术参数2.1.1减速器的运动简图 2.1.2减速器的设计依据设计垂直传动三级减速器的齿轮传动 电动机功率P=820Kw 转速n=1500r/min 传动比i总=31.
3、52.2基本参数计算2.2.1传动比的分配I总=i1*i2*i3=31.5 第一级i1=2.5 i2*i3=12.6 第二级i2=4 第三级i3=3.152.2.2各轴的运动参数计算及各轴计算的转速、功率和转矩减速器效率：轴承=联轴器=0.99 齿轮=0.97（输入轴即电机轴）转速n1=1500r/min 电动机功率P1=820Kw扭距T1=9550=5220.66N.m（一级传动）转速n2=600r/min电动机功率P2=P1*联轴器=811.8Kw扭距T2=9550=12921.15N.m（二级传动） 转速n3=150r/min电动机功率P3=P2*轴承*齿轮=779.5715Kw扭距T3
4、=9550=49632.7188N.m（三级传动）转速n4=47.6190r/min电动机功率P4=P3*轴承*齿轮=748.6225Kw扭距T4=9550=150136.3925N.m 2.3 齿轮设计 2.3.1一级锥齿轮传动已知条件：传动功率P=P1=820kw（电机高速轴）转速v1=1500r/min扭距T1=5220.66N.m 传动比i1=2.5 原动机为电动机。减速器是用闭式传动通常采用齿面硬度350HBS的硬齿面钢制齿轮。根据计算准则，应该按齿轮弯曲疲劳强度设计，确定齿轮传动的参数、尺寸，然后演算轮齿的弯曲疲劳强度。（一）选择材料、热处理方法及精度等级1.齿轮材料、热处理方法及
5、齿面硬度 题意对齿轮传动无特殊要求，可选用一般齿轮材料由文献1表10-1，表10-2并考虑HRC1=HRC2+3050HRC的要求，小齿轮选用40Cr,渗碳淬火，齿面硬度5055HRC，大齿轮选用45号钢,表面淬火,齿面硬度4050HRC。2.精度等级 减速器为一般齿轮传动，估计圆周速度不大于15m/s，根据文献1表10-3，初选6级精度。3.选小齿轮齿数Z1=24 大齿轮齿数Z2=60（二）按齿轮弯曲疲劳强度设计齿轮 由于是硬齿面的闭式齿轮传动，齿轮承载能力应由轮齿弯曲疲劳强度决定 1.确定公式内的各参数取值（1）试选载荷系数 Kc=1.3（假设值）（2）计算小齿轮传递的转矩1=5220.6
6、6N.m=5220660N.mm（3）齿宽系数R=b/r,一般取=0.250.35 R=1/3（4）由图6-38文献2按齿面硬度中间值52HRC查的小齿轮弯曲疲劳极限 = 780N/mm2由图6-38文献2按齿面硬度中间值45HRC查的大齿轮弯曲疲劳极限 = 720N/mm2（5）计算弯曲疲劳许用应力令时效概率为1%，安全系数由文献1表10-9取得SHmin=1.25,由式=YSTYNTYrelTYRrelTYx(N/mm2)得出=21111=1248N/mm2=21111=1152 N/mm2（6）当量齿数ZV1=Z1/cos=24/cos21.8=25.85ctg1=Z2/Z1=2.5 t
7、g= Z1/ Z2=1/2.5 =21.8 ZV2=60/ cos68.2=161.6由表10-7查的齿形系数YFa1=2.617 YFa2=2.137 应力校正系数YSa1=1.594 YSa2=1.835 2.计算（1）计算小齿轮分度圆直径d1c =6.32mm 则d1c = m1cZ1=6.3224=151.68mm（2）计算圆周速度V1=151.681500/(601000)=11.9m/s故选6级精度合适。（3）齿宽 b=R d1c=1/3151.68=50.56mm（4）计算齿宽与齿高之比b/h 齿高h=2.2 m1c=2.26.32=13.9mmb/h=50.56/13.9=3.
8、64（5）计算载荷系数，由文献1表10-4查的使用系数KA=1根据V1=11.9m/s 6级精度，由文献1图10-3查的动载系数KV=1.12锥齿轮,因为=/b=/50.56=1361.5N/mm100N/mm由表文献110-5查得齿间载分配系数KHa=KFa=1.0，查表14-1-99查得文献5KH =1.0+0.311+0.6(b/d1c)2(b/d1c)2+0.1910-3b=1.0+0.311+0.6(50.56/151.68)2(50.56/151.68)2+0.1910-350.56=1.046由图14-1-32查得KF=1.033故载荷系数K=KA KV KFa KF=11.12
9、1.01.033=1.16（6）按实际载荷系数校正所算的得分度圆直径，由d1=151.68=146.03mm（7）模数m =d1/Z1 =146.03/24=6.08mm取标准模数第一系列中得值m = 8mm（8）校核F1 =550.27N/mm2 FP1 F 2=517.28 N/mm2 FP2抗弯强度足够。3.几何尺寸计算（1）锥距（2）分度圆直径 d1 =m Z1 =192mm d2 =m Z2 =480mm（3）由图（P169文献1）可知sin1 = (1/2d1 ) / R = 0.37 cos1 = (1/2d2 ) / R =0.93sin2= (1/2d2 ) / R = 0.
10、93 cos2 = (1/2d1 ) / R =0.37（4）分度圆锥角 = （5）齿顶高 ha = m = 8mm（6）齿根高hf = 1.2m = 9.6mm（7）齿全高h =2.2m = 17.6mm（8）齿顶间隙 c =0.2m = 1.6mm（9）齿顶圆直径 da1 = d1+2m cos1 = 206.88mmda2 = d2+2m cos2 = 485.92mm（10）齿根圆直径 df1 = d1-2.4m cos1= 174.14mm df2 = d2-2.4m cos2= 472.90mm（11）齿宽 b =0.3 R =78mm（12）齿顶角 （13）齿根角 （14）根锥角
11、 （15）顶锥角 4结构设计（锥齿）2.3.2二级直齿圆柱齿轮设计已知条件：传递功率P = P=811.8 kw主动轮转速n2 = n =600 r/min传动比i2 =4，载荷平稳，扭矩T2 =T=12921.15N.m原动机为电动机（一）选择材料、热处理方法及精度等级1.齿轮材料、热处理方法既齿面硬度题意对齿轮传动比无特殊要，可选一般齿轮材料，由文献1表10-1，表10-2，并考虑HRC1 = HRC2 +30 50HRC，小齿轮选用40 Cr,渗碳淬火，齿面硬度5055HRC，大齿轮选用45号钢，表面淬火，齿面硬度4050HRC.2.精度等级 减速器为一般齿轮传动，估计圆周速度不大于15
12、m/s,根据表10-3，初选6级精度。 3.选小齿轮齿数Z3=30,大齿轮齿数Z4=uZ3=420=80（二）按齿轮弯曲疲劳强度设计齿轮由于硬齿面闭式齿轮传动，齿轮承载能力应由齿轮弯曲疲劳强度决定弯曲应力（N/mm） (mm)1.确定公式内的各参数取值（1）试选载荷系数 Kc=1.4（2）计算小齿轮传递扭矩 T2= T=12921.15N.m=12921150N.mm（3）10-8 选取齿宽系数 =1.0（4）由图6-38文献2按齿面硬度中间值52HRC查得 大齿轮弯曲疲劳极限 = 780N/mm2由图6-38文献2按齿面硬度中间值45HRC查的大齿轮弯曲疲劳极限= 720N/mm2（5）算弯
13、曲疲劳许用应力取失效概率1% 安全系数由文献1表10-9取SHmin=1.25（最小安全系数），由式=YSTYNTYrelTYRrelTYx(N/mm2)得出=21111=1248N/mm2=21111=1152 N/mm2（6）由表10-7查得齿形系数YFa=2.80,应力校正系数YSa=1.552.计算（1）计算小齿轮分度圆直径d2c由齿轮弯曲疲劳强度设计模数=6.8mm则d2c = m2cZ3 = 6.820 = 136mm（2）计算圆周速度 = = 4.27m/s100N/mm由表10-5查得KH = KF =1.0由表10-6查得KH = 1.529 由图10-6查得KF = 1.46故载荷系数K = KA KV KF KH = 11.061.01.46 = 1.55 （6）按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径,得d2 = = = 140.69mm （7）计算模数m m = d2/Z3 = 140.69/
