二级展开式圆柱齿轮传动减速器设计说明书Ⅱ

目录设计任务书……………………………………………………5一.工作条件…………………………………………………5二.原始数据…………………………………………………5三.设计内容…………………………………………………5四.设计任务…………………………………………………5五.设计进度…………………………………………………6传动方案的拟定及说明………………………………………6电动机的选择…………………………………………………6一.电动机类型和结构的选择………………………………7二.电动机容量的选择………………………………………7三.电动机转速的选择………………………………………7四.电动机型号的选择………………………………………7传动装置的运动和动力参数…………………………………8一.总传动比…………………………………………………8二.合理分配各级传动比……………………………………8三.传动装置的运动和动力参数计算………………………8传动件的设计计算……………………………………………9一.高速啮合齿轮的设计……………………………………9二.低速啮合齿轮的设计……………………………………14三.滚筒速度校核……………………………………………192轴的设计计算…………………………………………………19一.初步确定轴的最小直径…………………………………19二.轴的设计与校核…………………………………………20滚动轴承的计算………………………………………………30一.高速轴上轴承（6208）校核……………………………30二.中间轴上轴承（6207）校核……………………………31三.输出轴上轴承（6210）校核……………………………32键联接的选择及校核…………………………………………34一.键的选择…………………………………………………34二.键的校核…………………………………………………34连轴器的选择…………………………………………………35一.高速轴与电动机之间的联轴器…………………………35二.输出轴与电动机之间的联轴器…………………………35减速器附件的选择……………………………………………36一.通气孔……………………………………………………36二.油面指示器………………………………………………36三.起吊装置…………………………………………………36四.油塞………………………………………………………36五.窥视孔及窥视盖…………………………………………36六.轴承盖……………………………………………………37润滑与密封……………………………………………………37一.齿轮润滑…………………………………………………373二.滚动轴承润滑……………………………………………37三.密封方法的选择…………………………………………37设计小结………………………………………………………37参考资料目录…………………………………………………384机械设计课程设计任务书题目：设计用于带式运输机传动系统的齿轮（蜗轮）减速器一．工作条件连续单向旋转、载荷平稳、室内工作、有粉尘(运输带与滚筒摩擦阻力影响已在F中考虑)。二．原始数据运输带工作拉力F（N）：2500卷筒的直径D（mm）：400运输带速度V（m/s）：1.1运输带速度允许误差5%使用年限（年）：10工作制度（班/日）：1生产条件：中等规模机械厂，可加工7-8级齿轮及蜗轮；动力来源：电力、三相交流380/220伏。三．设计内容1.电动机的选择与运动参数计算；2.齿轮传动设计计算；3.轴的设计；4.滚动轴承的选择与校核；5.键和连轴器的选择与校核；6.装配图、零件图的绘制；7.设计计算说明书的编写。四．设计任务1.减速器总装配图一张；2.齿轮、轴、箱体零件图各一张；3.设计说明书一份。5五．设计进度1、第一阶段：传动方案的选择、传动件参数计算及校核、绘制装配草图2、第二阶段：制装配图；3、第三阶段：绘制零件图。传动方案的拟定及说明一个好的传动方案，除了首先满足机器的功能要求外，还应当工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、成本低廉以及维护方便。要完全满足这些要求是很困难的。在拟订传动方案和对多种传动方案进行比较时，应根据机器的具体情况综合考虑，选择能保证主要要求的较合理的传动方案。根据工作条件和原始数据可选方案二，即展开式二级圆柱齿轮传动。因为此方案工作可靠、传动效率高、维护方便、环境适应行好，但也有一缺点，就是宽度较大。其中选用斜齿圆柱齿轮，因为斜齿圆柱齿轮兼有传动平稳和成本低的特点，同时选用展开式可以有效地减小横向尺寸。示意图如下：1—电动机；2—联轴器；3—齿轮减速器；4—联轴器；5—鼓轮；6—带式运输机实际设计中对此方案略微做改动，即：把齿轮放在靠近电动机端和滚筒端。（其他们的优缺点见小结所述）6电动机的选择(以下公式引用自[1]P7~8)一.电动机类型和结构的选择因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转，无特殊要求。所以选用常用的封闭式Y系列三相异步交流的电动机。其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低等优点。二.电动机容量的选择1.工作机所需功率Pw知F=2500NV=1.1m/s所以25001.12.7510001000wFVkwkwp2.电动机的输出功率dp/wdpp32联齿联轴承=ηηηη＝320.990.990.970.990.895/wdppkw3.确定电动机额定功率edP因为edP应等于或稍大于dp。故选择edP=4kw的电动机。三.电动机转速的选择工作机滚筒的转速60*1000*/wNVD=60*1000*1.1/（3.14*400）=52.55r/min因为两极传动的总传动比最好不要超过20，故电动机的同步转小于等于WN*20=1051r/min,同时总传动比应越接近20越好。故选同步转速为1000r/min的电动机。wp=2.75kw=0.895dpkwedP=4kw7四.电动机型号的确定根据上面步骤的计算，查表选出电动机型号为Y132M1-6,其额定功率为4kW，满载转速960r/min。基本符合题目所需的要求。（[1]P196表20---1）传动装置的运动和动力参数(以下公式引用自[1]P8~10)一.总传动比由电动机的满载转速mn和工作机主动轴转速Wn可确定传动装置应有的总传动比为：i总＝mn/Wn其中mn=960r/minWn＝52.55r/min故：i总＝18.27二.合理分配各级传动比由于减速箱是展开式布置，所以选1i＝i1.3总。由i总=18.27，得1i=4.873，2i=3.749三.传动装置的运动和动力参数计算1.各轴转速高速轴：1n=mN=960r/min中间轴：2n=1n/1i=960/4.873=197.00r/min电动机型号：Y132M1-6i总＝18.271i=4.8732i=3.7491n=960r/min2n=197.0r/min3n=52.55r/min8输出轴：3n=WN=2n/2i=197.00/3.749=52.55r/min2.各轴输入功率计算1p=dp联η=3.07*0.99=3.039kw2p=1p齿轴承ηη=3.039*0.99*0.97=2.919kw3p=2p轴承齿ηη=2.919*0.99*0.97=2.803kw3.各轴的输入转矩电动机转矩T=9550dp/1n=9550*3.07/960N.m=30.540N.m1T=95501p/1n=9550*3.039/960N.m=30.232N.m2T=95502p/2n=9550*2.919/197.00N.m=141.505N.m3T=95503p/3n=9550*2.803/52.55N.m=509.394N.m附：各轴转速、输入功率、输入转矩项目电动机轴高速轴I中间轴II输出轴III鼓轮转速（r/min）960960197.0052.5552.55功率（kW）43.0392.9192.8032.75转矩（N·m）30.54030.232141.505509.394510.499传动比114.8733.7491效率10.990.96030.96030.9801传动件的设计计算一.高速啮合齿轮的设计（以下公式引用自[2]第十章）1．选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）按方案（2）所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。2）运输机为一般工作机器，速度不高，故精度等级选用7级精度1p=3.039kw2p=2.919kw3p=2.803kwT=30.540N.m1T=30.232N.m2T=141.505N.m3T=509.394N.m7级精度9（GB10095----88）；3）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。4）试选小齿轮齿数1Z＝20，大齿轮齿数2Z＝97；5）选取螺旋角。初选螺旋角β＝14°2．按齿面接触强度设计按式（10—21）试算，即123121·tHEdHtZZKTuudαφεσ1）确定公式内的各计算数值（1）试选Kt＝1.6（2）计算小齿轮传递的转矩1T=30.232N.m（3）由图10－30选取区域系数HZ＝2.433（4）由表10－7选取齿宽系数dφ＝1（5）由图10－26查得1αε＝0.75，2αε＝0.875，则120.750.8751.625αααεεε（6）由表10－6查得材料的弹性影响系数EZ＝189.81/2Mpa（7）由图10－21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限lim1H＝600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限lim2H＝550MPa；（8）由式10－13计算应力循环次数1N＝601njhL＝60×960×1×（8×300×10）＝1.382×910h2N＝1N/1i＝1.382×910/4.873=2.837×810h（9）由图10－19查得接触疲劳寿命系数1HNK＝0.95；2HNK＝1.071Z＝202Z＝97β＝14°Kt＝1.61T=30.232N.mHZ＝2.433dφ＝1αε1.625EZ＝189.81/2Mpa10（10）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1％，安全系数S＝1，由式（10－12）得H1[]＝1lim1*HNHKS＝0.95×600MPa＝570MPaH2[]＝2lim2*HNHKS＝1.07×550MPa＝588.5MPaH[]＝(H1[]＋H2[])/2＝(570+588.5)=579.25MPa2）计算（1）试算小齿轮分度圆直径1td,1td≥23121·tHEdHKTZZuuαφσε=32321.630.2321014.8732.433189.8·11.6254.873579.25mm=35.73mm（2）计算圆周速度v=10006021ndtπ=35.73960601000π=1.8m/s（3）计算齿宽b及模数ntmb=1dtdφ=1×35.73mm=35.73mmntm=11costdzβ=35.73cos1420。=1.73h=2.25ntm=2.25×1.73mm=3.89mmb/h=35.73/3.89=9.19（4）计算纵向重合度11.5860.318tandzβ0.318120tan14φ=（5）计算载荷系数K已知载荷平稳，所以取KA=1根据v=1.8m/s,7级精度，由图10—8查得动载系数VK=1.07；H[]=579.25MPa1td≥35.73mmntm=1.731.58611由表10—4查的HK的计算公式和直齿轮的相同。故HK=1.12+0.18(1+0.6×12)1×12+0.23×103×35.73=1.586由表10—13查得FK=1.33由表10—3查得HK=FK=1.4。故载荷系数K=A