机械设计——王鑫

机械设计课程设计说明书设计题目：带式输送机二级圆柱齿轮减速器专业：机械设计制造及其自动化班级：机械设计制造及其自动化114班学生姓名：王鑫学号：59011111722014年1月14日机械设计课程设计-双级圆柱齿轮减速器2目录一．设计题目：二级斜齿圆柱齿轮减速器.......................................................2二．传动装置总体设计.......................................................................................2三．选择电机.......................................................................................................2四．确定传动装置的总传动比和分配传动比...................................................3五．传动装置动力参数及运动参数...................................................................3六．齿轮的设计...................................................................................................41.高速级.........................................................................................................52.低速级.........................................................................................................93.开式齿轮...................................................................................................12七．轴的设计.....................................................................................................15八．输出轴的校核...............................................................错误!未定义书签。九．轴承的校核.................................................................................................23十．键的校核.....................................................................................................28十一．润滑方式...................................................................................................28十二．联轴器的选择...........................................................................................29十三．减速器附件...............................................................................................29机械设计课程设计-双级圆柱齿轮减速器3一、原始数据二、传动装置总体设计一．题目：用于带式运输机的二级圆柱齿轮减速器年限10年工作班制两班制载荷性质轻微冲击生产批量小批量滚筒圆周力17000N带速0.25m/s滚筒直径450mm滚筒长度800mm允许误差±5%二．传动装置总体设计1.组成：电机、减速器、开始齿轮、工作机2.特点：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：减速器高速轴端通过弹性柱销联轴器与电机输出轴连接，低速轴端与滚筒通过联轴器与开始齿轮连接，达到减速传动的目的。4.传动方案图示：1－电动机2－联轴器3－二级圆柱齿轮减速器4－卷筒5－开式齿6－运输带12643VF5机械设计课程设计-双级圆柱齿轮减速器4三、选择电机四、确定传动装置三．选择电机1.计算电机所需功率：8级精度啮合传动效率（内）30.97滚动轴承圆锥滚子轴承20.99联轴器效率10.99滑动轴承一40.94外圆柱齿轮传动效率50.94滑动轴承二60.95故电机至工作机之间的传动装置的总效率：751.065422321322.确定所需功率及转速：卷筒所需功率：kwFVPw25.4100025.0170001000所需电机功率：kwPPwr32.5751.025.4滚筒转速：min94.11)45.014.3()25.060(60rwDVn对比如下两种电机，选择Y160M2-8更为合适Y160M2-8额定功率5.5转速720额定转矩2.0传动比60.3Y132M2-6额定功率5.5转速960额定转矩2.0传动比80.4四．确定传动装置的总传动比和分配传动比总传动比：30.6094.11/720/n0总wni取传动比之间的比值为1.2，则212.1ii，机械设计课程设计-双级圆柱齿轮减速器5的总传动比和分配传动比五、传动装置动力参数及运动参数322.1ii，321iii=60，外齿轮传动比：26.332.133ii，低速级传动比：91.32.126.32.132ii高速级传动比：69.491.32.12.121ii五．传动装置动力参数及运动参数0轴电机轴：P0=Pr=5.5kwn0=720r/minT0=9550P0/n0=9550*5.5/720=72.95Nm1轴减速器高速轴：P1=P0*η联=5.445kwn1=n0=720r/minT1=9550P1/n1=337.66Nm2轴减速器中间轴P2=P1*η齿*η承=5.445*0.97*0.99=5.229kwn2=n1/i12=720/4.69=153.52r/min≈154r/minT2=9550P2/n2=9550*5.229/154=324.27Nm3轴减速器低速轴P3=P2*η齿*η承=5.445*0.97*0.99=5.02kwn3=n2/i23=154/3.91=39.38r/min≈39r/minT3=9550*P3/n3=9550*5.02/39=1229.26Nm4轴输出轴P4=P3*η承*η联=5.02*0.94*0.99=4.67kwn4=n3=39r/minT4=9550*P4/n4=9550*4.67/39=1143.55Nm5轴传动滚筒轴P5=P4*η齿*η承=4.67*0.94*0.95=4.17kwn5=n4/i45=11.94r/min≈12r/minT5=9550*P5/n5=9550*4.17/11.94=3318.625Nm故各轴运动及动力参数如下：轴序号功率kw转速r/min转矩Nm05.572072.9515.44572072.2225.229154324.2735.02391229.2644.67391143.55机械设计课程设计-双级圆柱齿轮减速器6六、齿轮的设计高速级54.17123318.625传动形式传动比效率开式齿轮3,260.94齿轮传动3.910.97齿轮传动4.690.97联轴器10.99六．齿轮的设计1.高速级1)选择材料及齿数：高速级小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为280HBS。高速级大齿轮选用45钢调质，齿面硬度为240HBS，8级精度。小齿轮24齿，大齿轮齿数由传动比可知113，螺旋角14°。2)按齿面接触强度计算：1.试选Kt=1.3由图10-30及表10-6查得ZH=2.433.Z=0.656,985.0Z由图10—25d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为MPaH6001lim，MPaH5502lim应力循环次数(设每年工作300天）2074000000)10*300*8*2(*1*720*066011hjLnN，440000000/12uNN由图10-23得KHN1=0.90，KHN2=0.93，取失效概率1%，安全系数S=1，有MPaSKHNH5406009.01lim11，MPaSKHNH51755093.02lim22，取较小者H=2H2.试算小齿轮分度圆直径：44.472mm)517656.0*985.0*8.189*433.2(*69.4*169.5*72950*3.1*212323211HEHdttZZZZuuTKd机械设计课程设计-双级圆柱齿轮减速器73.计算圆周速度：smtndv6.1)1000*60/(720*472.42*14.3100060114.计算齿宽b与模数ntm：mmdbtd472.42472.42*115.计算载荷系数K：使用系数25.1AK，根据速度v=1.6m/s,8级精度，由图10-8查得动载系数09.1vK；查表10-3得齿间载荷分配系数4.1HK；由表10-4用插值法得8级精度、小齿轮相对支撑非对称布置时，469.1HK。故动载系数mmKKKKKHHVA802.24.1*469.1*09.1*25.1按实际的载荷系数矫正所算得分度圆直径：mmKKddtt863.543.1/802.2*472.423311①计算模数nm：mmzdmn218.224/)14cos(*853.54cos113)按齿根弯曲强度设计：o140.13)cosarctan(tantb783.1cos2bv671.075.025.0vY由式（10-19）可得计算弯曲疲劳强度的螺旋角系数Y。Y=1-o120=0.778由图10-17查得齿形系数62.21FaY，17.22FaY；由图10-18查得应力修正系数6.11SaY，82.12SaY；由图10-24c查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为MPaH5001lim，MPaH3802lim；由图10-22查得弯曲疲劳寿命系数机械设计课程设计-双级圆柱齿轮减速器884.01FNK，89.02FNK取弯曲疲劳强度安全系数S=1.4，得MPaSKFFNF300][1lim11，MPaSKFFNF57.241][2lim22①计算大小齿轮FSaFaYY并加以比较：0.014300/6.1*62.2111FSaFaYY0.016371.82/241.5*2.17222FSaFaYY大齿轮数值大。②设计计算：1.382mm)2^24*1/(0163.0*2)^14cos(*778.0*671.0*72950*3.1*2][cos2332211FSFdtnYYzYYTKm194.341d；V=1.288；b=34.194；10.3)1(**ntnanmChh；b/h=10.99。根据v=1.288,8级精度，由图10-8查得动载系数03.1vK。查表10-3得齿间载荷分配系数