用于带式运输机的展开式二级斜齿圆柱齿轮减速器

机械设计课程设计说明书课题名称：带式输送机二级斜齿圆柱齿轮减速器专业：机械设计制造及其自动化班别：机电12-4姓名：黄庆煜学号：12024410413指导老师：莫才颂2015年01月03日课程设计-1-目录1、课程设计书及设计要求------------------------------------------22、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算---------43、传动零件的设计计算（确定齿轮传动的主要参数）------74、轴的设计计算及校核及滚动轴承的选择和计算------------155、箱体设计及说明---------------------------------------------------286、键联接的选择和计算---------------------------------------------307、联轴器的选择------------------------------------------------------328、润滑和密封的选择------------------------------------------------339、减速器附件的选择及说明---------------------------------------33参考资料-----------------------------------------------------------34课程设计-2-1.《机械设计》课程设计任务书一、设计题目设计用于带式运输机的展开式二级斜齿圆柱齿轮减速器二、原始数据(f6)原始数据学号滚筒直径D(mm)输送带带速V(m/s)输送带从动轴的扭矩T(N.m)133500.3650三、工作条件每日两班制工作，传动不逆转，有轻微冲击，输送带速度允许误差为±5%。四、要求1、图纸图面清洁，标注准确，符合国家标准；2、设计计算说明书字体端正，计算层次分明。五、设计说明书主要内容1、内容课程设计-3-（1）目录（标题及页次）；（2）设计任务书；（3）前言（题目分析，传动方案的拟定等）；（4）电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算；（5）传动零件的设计计算（确定带传动及齿轮传动的主要参数）；（6）轴的设计计算及校核；（7）箱体设计及说明（8）键联接的选择和计算；（9）滚动轴承的选择和计算；（10）联轴器的选择；（11）润滑和密封的选择；（12）减速器附件的选择及说明；（13）参考资料（资料的编号[]及书名、作者、出版单位、出版年月）；2、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算1.电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算；（1）选择电动机的类型按要求选择Y系列三相异步电动机，电压380V（2）选择电动机的容量工作机转速nw=（60*1000v）/(π*D)=(60*1000*0.3)/(π*350)=16.38r/min电动机所需工作功率为：P＝P/η工作机需要的工作功率：Pw=T*nw=650*16.38/1000=1.11kw传动装置的总效率为：课程设计-4-424212345****0.99*0.97*0.95*0.96*0.970.80滚动轴承的传动效率为10.99闭式齿轮的传动效率为30.95联轴器的效率为20.97传动滚筒的效率为40.96带效率50.97动机的效率为PwP=1.11kw/0.80=1.39kw因载荷工作时有轻微振动，电动机额定功率Ped略大于P即可。由表14-1，Y系列电动机技术数据，选动机的额定功率P为2.2kw。（3）确定电动机的转速综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格减速器的传动比，选定型号为Y132S-8的三相异步电动机，额定功率为2.2kw，满载转速mn710r/min，同步转速750r/min。2.确定传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为ai＝n/n＝710/16.38=43.34（2）各级传动装置传动比高速级传动比为课程设计-5-1i＝)34.43*3.1(=7.51则低速轴传动比2i＝1/ii＝43.34/7.51=5.773.计算传动装置的运动和动力参数电机轴：P0=Pd=1.39KWn0=710r/minT0=11*9550nP=13.41Nm高速轴：P1=P1*n01=1.39*0.99=1.38KWn1=n0=710r/minT1=11*9550nP=13.40Nm中间轴：P2=P1*n12=1.38*0.97*0.95=1.27KWn2=11in=710/7.51=94.54r/minT2=12*9550nP=12.25Nm低速轴：P3=P2*n23=1.27*0.97*0.95=1.17KWn3=22in=94.54/5.77=16.38r/minT3=33*9550nP=682.14Nm滚筒轴：P4=P3*n34=1.17*0.95*0.96=1.07KWn4=n3/1=16.38/1=16.38r/minT4=44*9550nP=623.84Nm运动和动力参数结果如下表：轴名功率PKW转矩TNm转速r/min课程设计-6-输入输出输入输出电动机轴1.3913.41710高速轴1.381.3613.4013.27710中间轴1.271.2612.2512.1394.54低速轴1.171.16682.14675.3116.38滚筒轴1.071.05623.84617.6016.38轴承传动效率3、传动零件的设计计算（确定齿轮传动的主要参数）A高速齿轮的计算1选精度等级、材料及齿数（1）材料及热处理；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。（2）精度等级选用7级精度；（3）试选小齿轮齿数z1＝24，大齿轮齿数z2＝z1*i=24*7.51=180.24；课程设计-7-选螺旋角，初选螺旋角=142按齿面接触强度设计因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算。2131)][(12HEHdttZZuuTKd（1）确定公式内的各计算数值1）试选Kt＝1.352）选取齿宽系数φd＝13）材料的区域系数ZH＝2.4354）78.0187.02则6.182.078.055）小齿轮传递的转矩为105.42N.m6)材料的弹性影响系数ZE＝189.8Mpa7）小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1＝600MPa大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2＝550MPa8）计算应力值环数N1=60n1jhL=60×710×1×（2×8×365×10）=2.48×109N2=2.48×109/7.51=3.31×1089）查图4.20得：Z1=1.03Z2=1.0810）齿轮的接触疲劳需用应力取失效概率为1%,安全系数S=1,[H]1=SZHN1lim1=1.03×600=618MPa[H]2=SZHN2lim2=1.08×550=594MPa许用接触应力MPaHHH6062/)][]([][21（2）设计计算①小齿轮的分度圆直径dt1课程设计-8-2131)][(12HEHdttZZuuTKd=mm4.24)6068.189435.2(51.7151.765.11104.1335.12233②计算圆周速度10006011　ndtsm/91.010006071044.214.3③计算齿宽b和模数ntm计算齿宽bb=tdd1=24.4mm计算模数mnt=1.02初选螺旋角=14ntm=mmZdt99.02414cos4.24cos11④计算齿宽与高之比hbh=2.25mnt=2.25*1.02=2.30hb=30.240.24=10.61⑤计算纵向重合度=0.3181d14tan241318.0tan=1.903⑥计算载荷系数K使用系数AK=1.35根据smv/91.0,7级精度,查课本由图4.9得动载系数KV=1.18查课本由图4.12得K==1.11查课本由表4-5得:K=FK=1.2故载荷系数:K＝AKKVKK=1.35*1.18*1.2*1.11=2.12⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径:d1=dt1tKK/3=24.4×35.112.23=28.36mm⑧计算模数nm:nm=mmZd15.12414cos36.28cos11课程设计-9-(3).齿根弯曲疲劳强度设计由弯曲强度的设计公式:nm≥)][(cos212213FSFdYYZYKT1)确定公式内各计算数值①计算载荷系数KK＝AKKVKK=1.35*1.18*1.2*1.11=2.12②轴向重合度1.903螺旋角影响系数Y=0.88③计算当量齿数z＝z/cos＝24/cos314＝26.27z＝z/cos＝180/cos314＝196.63④查取齿形系数图4.18Y＝2.592Y＝2.211⑤应力校正系数Y图4.16Y＝1.596Y＝1.775⑥弯曲疲劳寿命系数:K1FN=0.86K2FN=0.93⑦弯曲疲劳应力[F]1=4.3214.15009.011SKFFFN[F]2=86.2574.138095.022SKFFFN⑧计算大小齿轮的][FSFFY01363.057.303596.1592.2][111FSFFY01642.086.238775.121.2][222FSFFY大齿轮的数值大.选用.2）设计计算①计算模数课程设计-10-mmmmmn72.1241016.0*94.0*4.0*88.0*134000*12.2223按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取mn=2mmz1=nm14cos36.28=13.76那么z2=1033几何尺寸计算（1）计算中心距a=cos2)(21nmzz=14cos22*)10314(=120.28mm将中心距圆整为120mm（2）按圆整后的中心距修正螺旋角=arccos1312022)10314(arccos2)(21nm因值改变不多,故参数,k,hZ等不必修正.（3）计算大.小齿轮的分度圆直径d1=13cos214cos1nmz=28.737mmd2=13cos2103cos2nmz=211.419mm（4）计算齿轮宽度B=mmmmd737.28737.2811圆整的29BB低速齿轮的计算1选精度等级、材料及齿数（1）材料及热处理；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。（2）精度等级选用7级精度；（3）试选小齿轮齿数z1＝24，大齿轮齿数z2＝138；2按齿面接触强度设计2131)][(12HEHdttZZuuTKd（1）确定公式内的各计算数值1）试选Kt＝1.6课程设计-11-2）选取尺宽系数φd＝13）材料的区域系数ZH＝2.4354）78.019.02则68.19.078.05）小齿轮传递的转矩为24.4N.m6)材料的弹性影响系数ZE＝189.8Mpa7）小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1＝600MPa大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2＝550MPa8）计算应力值环数N1=60n1jhL=60×710×1×（2×8×365×10）=2.48×109N2=2.48×109/7.51=3.31×1089）查图4.20得：Z1=1.03Z2=1.0810）齿轮的接触疲劳需用应力取失效概率为1%,安全系数S=1,[H]1=SZHN1lim1=1.03×600=618MPa[H]2=SZHN2lim2=1