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1、机械设计课程设计设计计算说明书 设计： 吉林化工学院机电工程学院设计日期：2009.6.162009.7.5目 录设计任务书：3第一章 电动机的选择及运动参数的计算411 电动机的选择412 装置运动及动力参数计算5第二章 斜齿圆柱齿轮减速器的设计62.1 高速轴上的大小齿轮传动设计62.2 低速轴上的大小齿轮传动设计11第三章 轴的设计各轴轴径计算153.1 轴的选择与结构设计1632 中间轴的校核19第四章 滚动轴承的选择及计算244.1 轴承的选择与结构设计2442 深沟球轴承的寿命校核25第五章 键联接的选择及计算2451 键的选择与结构设计285.2 键的校核28第六章 联轴器的选择
2、及计算306.1 联轴器的选择和校核30第七章 润滑和密封方式的选择317.1 齿轮润滑3172 滚动轴承的润滑32第八章 箱体及设计的结构设计和选择33第九章 减速器的附件3491 窥视孔和视孔盖3492 通气器3493 轴承盖359.4 定位销3595 油面指示装置369.6 放油孔和螺塞369.7 起盖螺钉379.8 起吊装置37结束语38参考文献39机械课程设计任务书及传动方案的拟订一、设计任务书设计题目:二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器工作条件及生产条件: 该减速器用于带式运输机的传动装置。工作时有轻微振动，经常满载，空载启动，单向运转，单班制工作。运输带允许速度差为5%。减速器小批量生
3、产，使用期限为5年（每年300天）。第19组减速器设计基础数据卷筒直径D/mm 300运输带速度v(m/s) 1.00运输带所需转矩 F(N) 2600二、传动方案的分析与拟定图1-1带式输送机传动方案带式输送机由电动机驱动。电动机通过连轴器将动力传入减速器,再经连轴器将动力传至输送机滚筒,带动输送带工作。传动系统中采用两级展开式圆柱齿轮减速器，其结构简单，但齿轮相对轴承位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，高速级和低速级都采用斜齿圆柱齿轮传动。40一、 电动机的选择1.1电动机的选择1.1.1 电动机类型的选择电动机的类型根据动力源和工作条件,选用Y系列三相异步电动机。1.1.2电动机功率的选
4、择根据已知条件计算出工作机滚筒的转速为：=60000/3.14300=63.694 r/min工作机所需要的有效功率为:=2600/1000=2.6 kW为了计算电动机的所需功率，先要确定从电动机到工作机之间的总效率。设为弹性联轴器效率为0.99，为滚动轴承传动效率为0.99，为齿轮传动（8级）的效率为0.97， 为滚筒的效率为0.96。则传动装置的总效率为:0.851电动机所需的功率为:2.6/0.851= 3.055kW在机械传动中常用同步转速为1500r/min和1000r/min的两种电动机，根据电动机所需功率和同步转速，由2P148表16-1查得电动机技术数据及计算总传动比如表31所
5、示。表11电动机技术数据及计算总传动比方 案型 号额定功率(kW)转速 (r/min)质量N参考价格(元)总传动比同步满载1Y112M-44.015001440470230.00125.652Y132M1-64.01000960730350.0083.77对以上两种方案进行相关计算，选择方案1较合适且方案1电动机质量最小，价格便宜。选用方案1电动机型号Y112M-4，根据2P149表16-2查得电动机的主要参数如表32所示。表12 Y112 M-4电动机主要参数型 号中心高Hmm轴伸mm总长LmmY112M-41.2装置运动及动力参数计算1.2.1传动装置总传动比和分配各级传动比根据电动机的满
6、载转速和滚筒转速可算出传动装置总传动比为：1440/63.964=22.61 双级圆柱齿轮减速器分配到各级传动比为：高速级的传动比为：=5.52低速级的传动比为：=/=22.61/5.52=4.101.2.2传动装置的运动和动力参数计算：a) 各轴的转速计算：= =1440r/min= /=1440/5.52=260.870r/min=/=260.870/4.10=63.694r/min=63.694r/minb) 各轴的输入功率计算：=3.0550.99=3.024kW=3.0240.970.99=2.904kW=2.9040.970.99=2.789kW=2.7890.99 0.99=2.
7、733kWc) 各轴的输入转矩计算：=955095503.055/1440=20.26Nm=20.260.99=20.06 Nm=20.065.520.990.97=106.34 Nm=106.344.100.990.67=418.69 Nm=418.690.990.99=410.36Nm由以上数据得各轴运动及动力参数见表13。13 各轴运动及动力参数轴号转速n/(r/min)功率P/kW转矩T/N.mm传动比11400.0003.02420.065.522260.8702.904106.344.10363.6942.789418.691.00463.6942.733410.36二、 传动零件
8、的设计计算斜齿圆柱齿轮减速器的设计选用标准斜齿圆柱齿轮传动。标准结构参数压力角，齿顶高系数，顶隙系数。2.1高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算1) 选择齿轮材料及热处理方式：由于软齿面齿轮用于齿轮尺寸紧凑性和精度要求不高，载荷不大的中低速场合。根据设计要求现选软齿面组合：根据1P102表8-1得：小齿轮选择45钢调质,HBS=217255；大齿轮选择45钢常化,HBS=162217；此时两齿轮最小硬度差为217-162=55；比希望值略小些，可以初步试算。2) 齿数的选择：现为软齿面齿轮，齿数以比根切齿数较多为宜，初选=23=5.5223=126.96取大齿轮齿数=127，则齿数比（即实际传动比
9、）为=/=127/23=5.5217。与原要求仅差(5.1328-5.1304)/5.1304=0.05%，故可以满足要求。3) 选择螺旋角： 按经验 ，81，按1计算得：Y1-110.892计算齿形系数与许用应力之比值：Y/=2.7002/148.9744=0.018Y/=2.1365/137.1795=0.016由于Y/较大，用小齿轮的参数Y/代入公式，计算齿轮所需的法面模数：=1.07811) 决定模数由于设计的是软齿面闭式齿轮传动，其主要失效是齿面疲劳点蚀，若模数过小，也可能发生轮齿疲劳折断。所以对比两次求出的结果，按接触疲劳强度所需的模数较大，齿轮易于发生点蚀破坏，即应以mn1.53
10、mm为准。根据标准模数表，暂定模数为：m=2.0mm12) 初算中心距：2.0(23+127)/2cos13=154.004mm标准化后取 a=154mm13) 修正螺旋角 按标准中心距修正：14) 计算端面模数：15) 计算传动的其他尺寸： 16) 计算齿面上的载荷：17) 选择精度等级 齿轮的圆周转速：3.558 m/s对照1P107表8-4,因运输机为一般通用机械，故选齿轮精度等级为8级是合宜的。18）齿轮图：2.2低速级斜齿圆柱齿轮的传动设计计算1) 选择齿轮材料及热处理方式：由于软齿面齿轮用于齿轮尺寸紧凑性和精度要求不高，载荷不大的中低速场合。根据设计要求现选软齿面组合：根据1P10
11、2表8-1得：小齿轮选择45钢调质,HBS=217255；大齿轮选择45钢常化,HBS=162217；此时两齿轮最小硬度差为217-162=55；比希望值略小些，可以初步试算。2) 齿数的选择：现为软齿面齿轮，齿数以比根切齿数较多为宜，初选=25=4.1025=102.5取大齿轮齿数z=103，则齿数比（即实际传动比）为=z/z1=103/25=4.12。与原要求仅差(4.12-4.10)/4.10=0.487%，故可以满足要求。3) 选择螺旋角： 按经验 ，820,现初选=124) 计算当量齿数，查齿形系数：z= 1 /cos=25/ cos12=26.709z= /cos=103/ cos12=110.043由1P111表8-8线性差值求得：5) 选择齿宽系数：由于减速器为展开式双级齿轮传动，所以齿轮相对支承只能为非对称简支结构，故齿宽系数不宜选得过大，参考1表8-5，选择为0.71.15，现选=0.86）选择载荷系数： 参考1P106表8-3，由齿轮承受中等冲击载荷，选载荷系数K为1.21.6。取K=1.3。7）计算II号齿轮轴上的扭矩TII:106300 Nm8) 计算几何参数：tan=tan/ cos=tan20/ cos12=0.372=20.415=sin= sincos= sin12cos20 =0.195=11.2
