机械设计课程设计-二级斜齿圆柱齿轮减速器

机械设计课程设计原始资料一、设计题目热处理车间零件输送设备的传动装备二、运动简图图11—电动机 2—V带 3—齿轮减速器 4—联轴器 5—滚筒 6—输送带三、工作条件该装置单向传送,载荷平稳,空载起动,两班制工作,使用期限5年(每年按300天计算),输送带的速度容许误差为±5%.四、原始数据滚筒直径D（mm）：320运输带速度V（m/s）：滚筒轴转矩T（N·m）：900五、设计工作量1减速器总装配图一张2齿轮、轴零件图各一张3设计说明书一份六、设计说明书内容1. 运动简图和原始数据2. 电动机选择3. 主要参数计算4. V带传动的设计计算5. 减速器斜齿圆柱齿轮传动的设计计算6. 机座结构尺寸计算7. 轴的设计计算8. 键、联轴器等的选择和校核9. 滚动轴承及密封的选择和校核10. 润滑材料及齿轮、轴承的润滑方法11. 齿轮、轴承配合的选择 12. 参考文献七、设计要求1. 各设计阶段完成后,需经指导老师审阅同意后方能进行下阶段的设计;2. 在指定的教室内进行设计.一. 电动机的选择一、电动机输入功率w P60600.75244.785/min 22 3.140.32w v n r Rn π⨯⨯===⨯⨯90044.785 4.21995509550w w Tn P kw ⨯===二、电动机输出功率d P其中总效率为32320.960.990.970.990.960.833v ηηηηηη=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=带轴承齿轮联轴滚筒4.2195.0830.833wd P P kw η=== 查表可得Y132S-4符合要求,故选用它。

Y132S-4(同步转速1440min r ，4极)的相关参数 表1二. 主要参数的计算一、确定总传动比和分配各级传动比传动装置的总传动比144032.1544.785m w n i n ===总 查表可得V 带传动单级传动比常用值2~4，圆柱齿轮传动单级传动比常用值为3~5，展开式二级圆柱齿轮减速器()121.3~1.5i i ≈。

初分传动比为 2.5V i =带，1 4.243i =，2 3.031i =。

二、计算传动装置的运动和动力参数本装置从电动机到工作机有三轴，依次为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ轴，则1、各轴转速1440576min 2.5m V n n r i ===Ⅰ带2135.75344.288min 3.031n n r i ===ⅡⅢ 2、各轴功率0 5.50.96 5.28d d V P P P kw ηη==⨯=⨯=ⅠⅠ带5.280.990.97 5.070P P P kw ηηη==⨯⨯=⨯⨯=ⅡⅠⅠⅡⅠ轴承齿轮 5.0700.990.97 4.869P P P kw ηηη==⨯⨯=⨯⨯=ⅢⅡⅡⅢⅡ轴承齿轮3、各轴转矩5.59550955036.4761440d d d P T N m n ==⨯=⋅ 036.476 2.50.9687.542d V T T i N m η==⨯⨯=⋅ⅠⅠ带187.542 4.2430.990.97356.695T T i N m η==⨯⨯⨯=⋅ⅡⅠⅠⅡ 2356.695 3.0310.990.971038.221T T i N m η==⨯⨯⨯=⋅ⅢⅡⅡⅢ表21576135.753min 4.243n n r i ===ⅠⅡ三 V 带传动的设计计算一、确定计算功率ca P查表可得工作情况系数 1.2A k = 故 1.2 5.5 6.6ca A P k P kw =⨯=⨯= 二、选择V 带的带型根据ca P n 、，由图可得选用A 型带。

三、确定带轮的基准直径d d 并验算带速v1、初选小带轮的基准直径1d d 。

查表8-6和8-8可得选取小带轮的基准直径190d d mm = 2、验算带速v按计算式验算带的速度1901440 6.782601000601000d d n v m s ππ⨯⨯===⨯⨯因为530m s v m s <<，故此带速合适。

3、计算大带轮的基准直径2d d按式(8-15a)计算大带轮的基准直径21 2.590225d d V d i d mm ==⨯=带根据教材表8-8，圆整得2224d d mm=。

4、确定V 带的中心距a 和基准直径d L（1）按计算式初定中心距0500a mm = 12012(0.7()2())d d d d d d a d d +≤≤+ （2）按计算式计算所需的基准长度22100120()2()24d d d d d d d L a d d a π-≈+++2(22490)2430(90224)24430π-=⨯+⨯++⨯ =1364mm查表可选带的基准长度1400d L mm = （3）按计算式计算实际中心距a0014001364(430)44822d d L L a a mm mm --≈+=+= 中心距的变化范围为()427490mm mm 。

5、验算小带轮上的包角1α()()12157.357.318018022490163120448d d d d a α≈--=--=≥ 6、计算带的根数（1）计算单根V 带的额定功率r P由1901440min d d mm n r ==和查表可得0 1.064P kw =根据1440min 2.7n r i ==，和A 型带，查表可得00.169P kw ∆=、0.956k α=、0.96L k =。

故()()r 00P 1.0640.1690.9560.96 1.132L P P k k kw α=+∆=+⨯⨯= （2）计算V 带的根数Zr 6.65.830P 1.132ca P Z === 故取V 带根数为6根7、计算单根V 带的初拉力的最小值()0min F 查表可得A 型带的单位长度质量0.10q kg m =()()20min2.5500cak P F qv k Zvαα-=+()22.50.956 6.6(5000.16.782)1360.9566 6.782N N-⨯=⨯+⨯=⨯⨯应使带的实际初拉力()00min F F >。

8、计算压轴力p F 压轴力的最小值为()()10minmin 2sin 2P F Z F α=16326136sin 2=⨯⨯⨯。

1614N =四 减速器斜齿圆柱齿轮传动的设计计算一、高速级齿轮1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按图所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。

（2）运输装置为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。

（3）材料选择：查表可选择小齿轮材料为40Cr (调质)，硬度为280HBS ；大齿轮材料为45钢(调质)，硬度为240HBS ，二者材料硬度差为40HBS 。

（4）选小齿轮齿数120Z =，大齿轮齿数2 4.2432085Z =⨯=，取285Z = （5）选取螺旋角，初选螺旋角14β=2、按齿面接触强度设计，按计算式试算即1t d ≥（1）确定公式内的各计算数值①试选 1.6t k =，由图10-2610.740αε=，20.820αε=则有12 1.560αααεεε=+= ②小齿轮传递转矩187.542T N m=③查图10-30可选取区域系数 2.433H Z = 查表10-7可选取齿宽系数1d Φ=④查表10-6可得材料的弹性影响系数12189.8E Z MP =。

⑤查图10-21d 得按齿面硬度选取小齿轮的接触疲劳强度极限lim1600H a MP σ=，大齿轮的接触疲劳强度极限lim 2550H a MP σ=。

⑥按计算式计算应力循环次数()811606057612830058.29410h N n jL ==⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯8828.29410 1.95104.243N ⨯==⨯⑦查图可选取接触疲劳寿命系数1 1.02HN k =，2 1.12HN k =。

⑧计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数1S =，按计算式(10-12)得[]1lim11 1.02600612HN H H a k MP Sσσ==⨯= []2lim22 1.12550616HN H H ak MP Sσσ==⨯=（2）计算相关数值①试算小齿轮分度圆直径1t d ，由计算公式得150.07t d mm ≥=②计算圆周速度1150.075761.509601000601000t d n v m s ππ⨯⨯===⨯⨯③计算齿宽b 及模数nt m1150.0750.07d t b d mm =Φ=⨯=11cos 50.07cos14 2.42920t nt d m mm Z β⨯=== [][][]1261261661422H H H a MP σσσ++===2.25 2.25 2.429 5.466nt h m mm mm ==⨯=50.079.165.466b h == ④计算总相重合度βε10.318tan 0.318120tan14 1.586d Z βεβ=Φ=⨯⨯⨯=⑤计算载荷系数k查表可得使用系数1A k =，根据 1.509v m s =，7级精度，查表10-8可得动载系数 1.07V k =，由表10-4查得H K β的值与直齿轮的相同，为 1.350F k β=，1.4H F k k αα==故载荷系数1 1.07 1.4 1.419 2.126A V H H k k k k k αβ==⨯⨯⨯= ⑥按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，按计算式得1145.81455.046td d mm ==⨯= ⑦计算模数n m11cos 55.046cos142.67120n d m mm Z β⨯=== 3、按齿根弯曲强度设计，按计算式(10-17)试算即n m ≥（1）确定公式内的各计算数值 ①、计算载荷系数1 1.07 1.4 1.35 2.022A V F F k k k k k αβ==⨯⨯⨯=②根据纵向重合度 1.586βε=，查图10-28可得螺旋角影响系数0.88Y β=。

③查图可选取区域系数 2.433H Z =，30.795αε=，40.875αε=则有34' 1.67αααεεε=+=④查表取应力校正系数1 1.569Sa Y =，2 1.783Sa Y =。

⑤查表取齿形系数1 2.724Fa Y =，2 2.194Fa Y =。

(线性插值法)⑥查图10-20C 可得小齿轮的弯曲疲劳强度极限1500FE a MP σ=，大齿轮的弯曲疲劳强度极限2380FE a MP σ=。

⑦查图可取弯曲疲劳寿命系数10.87FN k =，20.90FN k =。

⑧计算弯曲疲劳许用应力 ，取弯曲疲劳安全系数 1.4S =，按计算式(10-22)计算得[]1110.87500310.7141.4FN FE F a k MP S σσ⨯=== []2220.90380244.2861.4FN FE F a k MP S σσ⨯===⑨计算大、小齿轮的[]Fa SaF Y Y σ并加以计算[]1112.724 1.5690.014310.714Fa Sa F Y Y σ⨯==[]2222.194 1.7830.016244.286Fa Sa F Y Y σ⨯==大齿轮的数值较大。