机械设计课程设计设计一用于带式输送机传动用的二级直齿圆柱齿轮展开式减速器

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1、内蒙古工业大学专业综合设计（一）学校代码：10128学 号：201220201048 专业综合设计（一）说明书 题 目：二级减速器计算机辅助设计与分析 学生姓名： 学 院：机械学院 系 别：机械系 专 业：机械制造及其自动化 班 级：机12-2 指导教师：2015年7月12日目 录第1章 前言11.1减速器简介1第2章 机械传动装置总体设计22.1选择电动机类型22. 2电动机容量的选择22.3电动机转速的选择22.4传动比的分配32.5计算传动装置的运动和动力参数32.5.1各轴的转速32.5.2各轴的输入功率42.5.3各轴的输入转矩42.5.4运动和动力参数计算结果整理于下表4第3章 齿

2、轮的设计53.1高速级齿轮传动设计（1、2轮的设计）53.1.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数53.1.2按齿面接触强度设计53.1.3按齿根弯曲疲劳强度设计73.1.4几何尺寸计算93.1.5圆整中心距后的强度校核93.2低速级齿轮传动设计（3、4轮的设计）103.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数103.2.2按齿面接触强度设计103.2.3按齿根弯曲疲劳强度设计133.2.4几何尺寸计算153.2.5圆整中心距后的强度校核15第4章 减速器轴设计164.1输入轴设计164.2中间轴设计174.3输出轴设计19第5章 各轴力的计算及强度校核215.1输入轴计算215.2中间轴计算

3、215.3输出轴计算215.4输出轴的受力分析、弯距的计算21第6章 润滑与密封236.1润滑方式的选择236.2密封方式的选择23第7章 箱体结构的设计247.1减速器机体结构尺寸247.2减速器的零部件25第8章 心得体会27参考文献28附录29 2第1章 前言1.1减速器简介 设计一用于带式输送机传动用的二级直齿圆柱齿轮展开式减速器给定数据及要求： 设计一用于带式运输机上的展开式两级圆柱斜齿轮减速器。一班制连续单向运转，载荷平稳，室内工作有粉尘；使用寿命：10年（大修期三年）；生产批量：10台；生产条件：中等规模机械厂，可加工78级精度齿轮；动力来源：电力，三相电源（220V/380V）

4、；运输带速度允许误差：5%。图1-1 减速器的类别、品种、型式很多，目前已制定为行（国）标的减速器有40余种。减速器的类别是根据所采用的齿轮齿形、齿廓曲线划分；减速器的品种是根据使用的需要而设计的不同结构的减速器；减速器的型式是在基本结构的基础上根据齿面硬度、传动级数、出轴型式、装配型式、安装型式、联接型式等因素而设计的不同特性的减速器。第2章 机械传动装置总体设计2.1选择电动机类型电动机是标准部件。因为工作环境清洁，运动载荷平稳，所以选择Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。2. 2电动机容量的选择 电动机所需要的功率为： 又知 因此 由电动机至传速带的传动效率为：式中分别表示

5、为联轴器、轴承、齿轮、卷筒的传动效率。查表可得，则有故 因载荷平稳 ，电动机额定功率只需略大于即可，查表选取电动机额定功率为5.5kW。2.3电动机转速的选择 卷筒轴工作转速为： 二级展开式减速器的传动比为： 总推荐传动比为： 所以电动机实际转速的可选范围为： 符合这一范围的同步转速为750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min，综合考虑为使传动装置机构紧凑，选用同步转速1500r/min的电机。选择型号为Y132S-4，满载转速，功率5.5。2.4传动比的分配 总传动比为 分配传动比 为使传动装置尺寸协调、结构匀称、不发生干涉现象，考虑两级齿轮润滑问题，两级大

6、齿轮应该有相近的浸油深度，参考按展开式二级减速器传动比分配范围，取，则有 2.5计算传动装置的运动和动力参数 2.5.1各轴的转速: I轴 II轴 III轴 2.5.2各轴的输入功率： I轴 II轴 III轴 2.5.3各轴的输入转矩： 电动机轴 I轴 II轴 III轴 表2-1 特性参数2.5.4运动和动力参数计算结果整理于下表轴名功率转矩转速电动机轴5.534.951440I5.2734.61440II4.96195.05242.83III4.71786.1557.27第3章 齿轮的设计3.1高速级齿轮传动设计（1、2轮的设计） 3.1.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）依照传动方

7、案，选用直齿圆柱齿轮传动。（2）带式输送装置为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。（3）材料选择：查机械设计表可选择小齿轮材料为40(调质)，硬度为 280HBS；大齿轮材料为45钢(调质)，硬度为240HBS。（4）选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取。（5）压力角3.1.2按齿面接触强度设计 （1）按计算式试算分度圆直径，即 1）确定公式内的各计算数值 试选，齿宽系数。 小齿轮传递转矩。 查机械设计图可选取区域系数。 查表可得材料的弹性影响系数。 计算疲劳强度用重合系数。 计算接触疲劳许用应力。 由图得按齿面硬度选取小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限。则应力循环次数 查图可选取

8、接触疲劳寿命系数、。 取失效概率为1%、安全系数，按计算式得 取两者较小的作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即 2）试算小齿轮分度圆直径 =39.44mm （2）调整小齿轮分度圆直径 计算圆周速度。 计算齿宽。 计算载荷系数KH。 已知使用系数，根据V=2.97m/s，8级精度，由图查得动载荷系数且齿轮的圆周力为 由表查得齿间载荷系数，用插值法得齿向载荷系数，则载荷系数 （3）按实际载荷系数算得的分度圆直径及相应的齿轮模数3.1.3按齿根弯曲疲劳强度设计 (1)按计算式试算即 1）确定公式中的各计算数值 试选KFt=1.3 计算弯曲疲劳强度用重合度系数。 计算。 查表取齿形系数、。 查表取应力修

9、正系数、。 查图可得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限。 查图可取弯曲疲劳寿命系数、。 取弯曲疲劳安全系数，按计算式计算得因为，故取=0.01562）试算模数 （2）调整齿轮模数 计算圆周速度。 计算齿宽b及齿宽高h。 计算实际载荷系数KF。已知使用系数，根据V=2.144m/s，8级精度，由图查得动载荷系数且齿轮的圆周力为 由表查得齿间载荷系数，用插值法得齿向载荷系数，结合b/h=10.22则载荷系数 （3）按实际的载荷系数算得的齿轮模数 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，故取m=2mm，已可满足弯曲强度，但为了同时满足接触疲劳强度，

10、需按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=45.378mm，算出小齿轮齿数z1=d1/m=22.69.取z1=23，则大齿轮齿数z2=136.39,取z2=137。3.1.4几何尺寸计算 （1）计算中心距 （2）计算齿轮宽度圆整后取、。3.1.5圆整中心距后的强度校核 (1)齿面接触疲劳强度校核如 前述方法可得则 (2)齿根弯曲疲劳强度校核 由此可见满足要求。3.2低速级齿轮传动设计（3、4轮的设计） 3.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 （1）依照传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。 （2）带式输送装置为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。（3）材料选择：查机械设计表可选择小齿轮材料为4

11、0(调质)，硬度为280HBS；大齿轮材料为45钢(调质)，硬度为240HBS。（4）选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取。（5）压力角 3.2.2按齿面接触强度设计 （1）按计算式试算分度圆直径，即 1）确定公式内的各计算数值 试选，齿宽系数。 小齿轮传递转矩。 查机械设计图可选取区域系数。 查表可得材料的弹性影响系数。 计算疲劳强度用重合系数。 计算接触疲劳许用应力。 由图得按齿面硬度选取小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限。则应力循环次数 查图可选取接触疲劳寿命系数、。 取失效概率为1%、安全系数，按计算式得 取两者较小的作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即 2）试算小齿轮分度圆直径 =72.537mm （2）调整小齿轮分度圆直径 计算圆周速度。 计算齿宽。 计算载荷系数KH。 已知使用系数，根据V=0.922m/s，8级精度，由图查得动载荷系数且齿轮的圆周力为 由表查得齿间载荷系数，用插值法得齿向载荷系数，则载荷系数 （3）按实际载荷系数算得的分度圆直径 及相应的齿轮模数 3.2.3按齿根弯曲疲劳强度设计 （1）按计算式试算即 1）确定公式中的各计算数值 试选KFt=1.3 计算弯曲疲劳强度用重合度系数。 计算。 查表取齿形系数、。 查表取应力修正系数、。 查图可得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强 度极限。