单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计.

1机机械械零零件件课课程程设设计计说说明明书书设计题目单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计学院能源与动力学院专业热能与动力工程-动力机械班级动力机械x班学号091102xxxx设计人：xxx指导教师：xxx完成日期：2011年7月13日2目录一、设计任务书------------------------------------------3二、电动机的选择---------------------------------------4三、计算传动装置的运动和动力参数---------------4四、三角带传动设计------------------------------------6五、齿轮的设计计算------------------------------------7六、轴的设计计算---------------------------------------9七、滚动轴承的选择及计算---------------------------12八、键联接的选择及校核计算------------------------13九、联轴器的选择---------------------------------------14十、润滑与密封------------------------------------------14十一、设计小结----------------------------------------15十二、参考资料目录----------------------------------163一、设计任务书用于带式运输机的单级斜齿圆柱齿轮减速器。传动装置简图如下图所示:工作条件及要求：单班制工作，空载启动，单向、连续运转，工作中有轻微振动。运输带速度允许速度误差为±5%。工作期限为十年，检修期间隔为三年。小批量生产。F=2850NV=1.5m/sD=400mm4二、电动机的选择1、电动机类型的选择：Ｙ系列全封闭自扇冷鼠笼型三箱异步电机2、电动机功率的选择：(1)电动机工作所需的有效功率为：Pw=Fw·Vw/1000=2850*1.5/1000=4.275Kw(2)传动机装置的总功率:212345=0.96x0.98x0.98x0.98x0.99x0.96=0.876(3)电机所需的工作功率:P=Pw/总=4.88Kw查表得：Ped=5.5Kw选电动机型号：Y132M2-6则n满=960r/min三、运动参数及动力参数计算1、计算总传动比及分配各级的传动比工作机的转速n=60x1000v/（πD）=60x1000x1.5/(3.14x400)=71.62r/mini总=n满/n=960/71.62=14.40查表取i带=3则i齿=14.40/3=4.80P=4.88Kw5设计计算及说明2、计算各轴转速n0=n满=960r/minnⅠ=n/i带=960/3=320r/minnⅡ=nⅠ/i齿=320/4.80=66.67r/minnw=nⅡ=66.67r/min3、计算各轴的功率(KW)Po=P=4.88kwPⅠ=Px0.96=4.68kwPⅡ=PⅠx0.995x0.97=4.52kwPw=4.52x0.995x0.98=4.41KW4、计算各轴扭矩(N•m)I轴T1=9550PI/nI=9550x4.68/320=139.67NmII轴TII=9550PII/nII=9550x4.52/66.67=647.46Nm工作轴Tw=9550Pw/nw=9550x4.41/66.67=631.70Nm电动机轴输出转矩T0=9550P0/nm=9550x4.88/960=48.55Nm轴名参数电动机轴Ⅰ轴Ⅱ轴工作轴转速（r/min）96032066.6766.67功率（kw）4.884.684.524.41转矩T（N•m）48.55139.67647.46637.70传动比i3.004.801.00效率0.960.9660.9766设计计算及说明结果四、三角带传动设计(1)选择普通V带Pc=KaP=1.1x5.5=6.05kw由图可选用A型普通V带取主动轮基准直径dd1=100mm，从动轮基准直径dd2=3x100=300mm(2)确定带轮基准直径，并验算带速V：V=πdd1n1/60x1000=πx100x960/60x1000=5.03m/s在5~25m/s范围内，带速合适。(3)确定带长和中心矩0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）可得280≤a0≤800初步确定a0=500mm由L0=2a0+πx（dd1+dd2）/2+(dd2-dd1)²/4a0得L0=1648.3mm确定基准长度Ld=1600mm计算实际中心距a≈a0+(Ld-L0)/2=476mm可调范围452a0524选用A型普通V带dd1=100mmdd2=300mmV=5.03m/sLd=1600mma=476mm7(4)验算小带轮包角α=180°-(dd2-dd1)/ax57.3°=156°＞120°（适用）(5)确定带的根数由n0=960r/mindd1=100mmi=3查表P0=0.96kwΔP0=0.11kw查表kα=0.935Kl=0.99由Z=Pca/[p]=1.1x5.5/(0.96+0.11)x0.935x0.99=6.11取Z=7(6)计算张紧力F0查表得q=0.10kg/m,则：F0=500x1.1x5.5/(7x5.03)x(2.5/0.935-1)+0.10x5.03²=146.33N则作用在轴承的压轴力Fq：Fq=2x7x146.33xsin(156°/2)=2003.85N五、齿轮传动的设计计算(l)选择齿轮材料及精度等级α=156°Z=7F0=146.33NFq=2003.85N8小齿轮：选用20CrMnTi，渗碳淬火；齿面硬度为56~62HRC。大齿轮：选用20Cr，渗碳淬火；齿面硬度56~62HRC。（2）按齿轮弯曲强度设计取载荷系数k=1.1，齿轮系数φd=1小齿轮上的转矩：T1=9.55x1000000xp/nⅠ=1.4x10^5N•m初选螺旋角β=15°，取Z1=20，则Z2=4.80x20≈96实际传动比i=Z2/Z1=96/20=4.80齿形系数Zv1=Z1/cosβ^3=22.19Zv2=Z2/cosβ^3=106.52查表得Yf1=2.72Ys1=1.57Yf2=2.18Ys2=1.80因Yf1Ys1/[бF1]＞Yf2Ys2/[бF2],故对小齿轮进行弯曲强度计算Mn≥1.866mm由表取Mn=2mmZ1=20Z2=96i=4.80Mn=2mm9中心距a=Mn(Z1+Z2)/2cosβ=120.09mm取a=120mm确定螺旋角β=arcos[Mn(Z1+Z2)/2a]=14.835°齿轮分度圆直径d1=MnZ1/cosβ=41.38mmd2=MnZ2/cosβ=198.62mm模数m=d1/Z1=2.069齿宽b=φdxd1=1x41.38=41.38mmb2=45mmb1=50mm验算齿面接触强度σH=1025.3Mpa[σH]齿轮圆周速度：v=πd1n1/(60x1000)=0.693m/s用8级精度六、轴的设计计算l、选择轴的材料选用45钢，调质处理；硬度217-255HBW2、估算轴径(1)Ⅰ轴直径由算得参数可知：P1=4.68kw;n1=320r/min则由dmin=C（P/n的三次方根）可算Ⅰ轴最小直径：dmin=22.90mmdminx（1+5%）=24.045mma=120mmd1=41.38mmd2=198.62mmb1=50mmb2=45mmv=0.693m/s10则取Ⅰ轴dmin=25mm。Ⅰ轴为阶梯轴，经实验计算设计各阶梯轴直径如下：dmin=25mm；d1=30mm;d2=35mm。经过验证，此阶梯轴设计可行。（2）Ⅱ轴直径由算得参数可知：P2=4.52kw;n2=66.67r/min则由dmin=C（P/n的三次方根）可算Ⅰ轴最小直径：dmin=42.85mmdminx（1+5%）=44.99则取Ⅱ轴dmin=45mm。Ⅰ轴为阶梯轴，经实验计算设计各阶梯轴直径如下：dmin=45mm；d1=50mm;d2=55mm;d3=60mm。经过验证，此阶梯轴设计可行。Ⅰ轴dmin=25mmd1=30mm;d2=35mmⅡ轴：dmin=45mmd1=50mm;d2=55mm;d3=60mm。113、轴各段长度确定（1）Ⅰ轴长度确定Ⅰ轴最小直径段连接皮带，根据普通V带轮的结构及尺寸公式，长度B=(z-1)e+2f.皮带的选择为A型普通带，查表3—5可知，其中e=15mm,f=10mm,而z=4，可算的B=65mm.接下来两段可根据轴承等确定为：L1=L2=33mm。（2）Ⅱ轴各段长度：Ⅱ轴各段长度在二号图纸中已经标明，其各段长度如下：L1=65mm;L2=36mm;L3=36mm;L4=36mm;L5=8mm;L6=31mm;Ⅰ轴三段长度分别为（从最小直径段开始）：B=65mm.L1=L2=33mm。Ⅱ轴各段长度：L1=65mm;L5=8mm;L6=31mm;L3=36mm;L4=36mm;L2=36mm;124、轴的结构设计轴上零件的定位，固定和装配。单级减速器可将齿轮安拥在箱体中央，相对两轴承对称分布，主动轴采用齿轮轴七、滚动轴承的设计与计算1、选择轴承由于轴承要承受径向和轴向的载荷，故选择角接触球轴承。2、轴承参数确定小齿轮轴的轴承内径dl=35mm大齿轮轴的轴承内径d2=55mm（1）查表8-158小齿轮轴上的轴承选择型号为7007AC大齿轮轴上的轴承选择型号为7011AC（2）7007AC型号的轴承的主要参数.d=35mmD=62mmB=14mm（3）7011AC型号轴承的主要参数:13d=55mmD=90mmB=18mm通过验证，轴承选择合格。八、键联接的选择及校核计算1、Ⅰ轴外伸端d=25mm，考虑到键在轴中部位安装，故选键8x20GB/T1095-2003,b=8mm.L=20mm;h=7mm;t=4.0mm;h-t=3mm;选择45钢，许用挤压应力бp=2T/dkl[б]p=100Mpa则强度足够，合格2、Ⅱ轴外伸端d=45mm，考虑到键在轴中部位安装，故选键12x53GB/T1095-2003,b=14mm.L=50mm;h=9mm;t=5.5mm;h-t=3.5mm;选择45钢，许用挤压应力бp=2T/dkl[б]p=100Mpa则强度足够，合格3、从动轴与齿轮联接处d=60mm考虑到键在轴中部位安装，故选键18x35GB/T1095-2003,b=18mm14选择45钢，许用挤压应力бp=2T/dkl[б]p=100Mpa则强度足够，合格九、联轴器的选择由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑装卸方便及经济问题，选用弹性套柱销联轴器LT7型GB1T4353-1984公称尺寸转矩Tn=500N.m,TcTn,采用L推荐=65mm。十、润滑与密封1、滚动轴承的润滑，V=1.43m/s1.5m/s,采用润滑脂润滑。2、齿轮的润滑采用浸油润滑，侵入油的零件顶部到箱体内底部的距离为H=45mm.3、润滑油的选择查表得，齿轮选用全损耗系统用润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN32润滑油.输承选用ZL-1号通用锂基润滑脂3、密封方法(1)箱体与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法15(2)观察孔和油孔处接合面的密封在观察孔或螺塞与机体之间加石相橡胶纸，垫片行密封。十一、设计小结16十二、参考文献《机械设计课程设计》（第四版）陈秀宁施高义编著《机械设计基础》王新华主编《机械制图》第二版裘文言瞿元赏主编