(题号7)――二级展开式圆柱齿轮减速器设计计算说明书

机械设计课程设计计算说明书设计题目带式运输机传动装置机自10741071101416设计者沈烈映指导老师支前锋2009-12-07淮阴工学院-1-目录一课程设计任务书2二设计要求2三设计步骤21.传动装置总体设计方案32.电动机的选择43.确定传动装置的总传动比和分配传动比54.计算传动装置的运动和动力参数65.齿轮的设计97.滚动轴承和传动轴的设计148.键联接设计289.箱体结构的设计2910.润滑密封设计3111.联轴器设计32四设计小结32五参考资料32-2-111一课程设计任务书课程设计题目：设计带式运输机传动装置（简图如下）1——二级展开式圆柱齿轮减速器2——运输带3——联轴器（输入轴用弹性联轴器，输出轴用的是齿式联轴器）4——电动机5——卷筒原始数据：数据编号12345678运送带工作拉力F/N15002200230025002600280033004000运输带工作速度v/(m/s)1.11.11.11.11.11.41.21.6卷筒直径D/mm220240300400220350350400数据编号910111213141516运送带工作拉力F/N45004800500055006000600080008500运输带工作速度v/(m/s)1.81.251.51.21.31.51.21.3卷筒直径D/mm400500500450450500400450数据编号17181920212223运送带工作拉力F/N9000950010000105001100011500012000运输带工作速度1.41.51.61.71.81.92-3-1．传动装置总体设计方案v/(m/s)卷筒直径D/mm500550600550500450400已知条件1）工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35℃；2）使用折旧期：8年；3）检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；4）动力源：电力，三相交流，电压380/220V5）运输带速度允许误差为±5%；6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。二.设计要求1.完成减速器装配图一张。2.绘制轴、齿轮零件图各一张。3.编写设计计算说明书一份。三.设计步骤1.传动装置总体设计方案本组设计数据：第16组数据：运送带工作拉力F/N3300。运输带工作速度v/(m/s)1.2。卷筒直径D/mm350。1）减速器为二级展开式圆柱齿轮减速器。2）方案简图如下图3)该方案的优缺点：二级展开式圆柱齿轮减速器具有传递功率大，轴具有较大刚性,制造简单,维修方便,使用寿命长等许多优点,在工业上得到广泛应用。NF3300smv2.1mmD350-4-2、电动机的选择1）选择电动机的类型2）选择电动机的容量3）确定电动机转速2、电动机的选择1）选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压380V。2）选择电动机的功率工作机的有效功率为：kWFvPw96.310002.133001000从电动机到工作机传送带间的总效率为：5423421由《机械设计课程设计手册》表1-7可知：1：卷筒传动效率0.962：滚动轴承效率0.99（深沟球轴承）3：齿轮传动效率0.98（7级精度一般齿轮传动）4：联轴器传动效率0.99（弹性联轴器）5：联轴器传动效率0.99（齿式联轴器）所以电动机所需工作功率为kWPPwd55.487.096.33）确定电动机转速按手册推荐的传动比合理范围，二级展开式圆柱齿轮减速器传动比40~8'i而工作机卷筒轴的转速为min656035.02.1rDvnw所以电动机转速的可选范围为min)2600~520(min65)40~8('rrninwd符合这一范围的同步转速有750minr、1000minr和1500minr三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决kWPw96.387.0kWPd55.4min65rnw-5-3、计算传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比i(2)分配传动比定选用同步转速为1500minr的电动机。根据电动机类型、容量和转速，由《机械设计课程设计手册》表12-1选定电动机型号为Y132S-4。其主要性能如下表：电动机型号额定功率（kw）满载转速(r/min)额定转矩堵转转矩额定转矩最大转矩质量（kg）Y132S-45.514402.22.368电动机的主要安装尺寸和外形如下表：3.计算传动装置的总传动比i并分配传动比(1).总传动比i为wmnni(2).分配传动比iii其中：为高速级传动比i，为低速级传动比Ⅱi，且中心高外型尺寸L×（AC/2+AD）×HD底脚安装尺寸A×B地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D×E装键部位尺寸F×GD160645×417.5×385254×2541542×11012×45选定电动机型号Y132S-455.26i09.6i-6-4.计算传动装置的运动和动力参数1）各轴的转速2）各轴的输入功率3）各轴的输入转矩Ⅱii)5.1~3.1(考虑润滑条件等因素，取Ⅰi=1.4Ⅱi初定09.6i35.4i4.计算传动装置的运动和动力参数该传动装置从电动机到工作机共有三轴，依次为Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴1).各轴的转速I轴min1460rnnmII轴min74.239rinnIII轴min55rinn卷筒轴min55rnnw2).各轴的输入功率I轴kwPPd45.1224II轴kwPP08.1223III轴kwPP72.1123卷筒轴kwPP49.1125卷3）.各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩dT为mmNnPTmdd461031.81055.9I轴mmNTTd4241014.8II轴mmNiTT5231081.4III轴mmNiTT6231003.235.4imin1460rnmin74.239rnmin55rnmin55rnwkwP45.12kwP08.12kwP72.11kwP49.11卷-7-5.齿轮的设计1.高速级大小齿轮的设计1)选定齿轮类型、精度等级、材料及齿卷筒轴mmNTT6251000.2卷将上述计算结果汇总与下表，以备查用。轴名功率Pkw转矩T/(N·mm)转速n/(r/min)传动比i效率I轴12.4541014.814606.090.97II轴12.0851081.4239.744.350.97III轴11.7261003.25510.98卷筒轴11.4961000.2555.齿轮的设计1.高速级大小齿轮的设计1)选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。(2)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB/T10095.1、2——2001)。(3)材料选择。由《机械设计》表6.1选择小齿轮材料为45钢（调质），硬度为260HBS，大齿轮为45钢（正火），硬度为210HBS，二者材料硬度差为50HBS。(4)选小齿轮齿数251z，则大齿轮齿数15212ziz(5)按软齿面齿轮非对称安装查表6.5，取齿宽系数0.1d2)初步设计齿轮主要尺寸(1)设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度计算。两者比较校核。(2)按齿面接触疲劳强度设计，即选用直齿圆柱齿轮传动7级精度小齿轮材料45钢（调质）大齿轮材料45钢(正火)251z1522z0.1d5.1tK-8-数2)初步设计齿轮主要尺寸2311)][(132.2HEdtZuuKTd1确定公式内的各计算数值Ⅰ.试选载荷系数5.1tK。Ⅱ.计算小齿轮传递的转矩mmNnPT41511014.8105.95Ⅲ.由课本P117表6.3查得材料系数MpaZE206。Ⅳ.由课本图P110图6.8（b）按齿面硬度查得：小齿轮的接触疲劳强度极限MPaH6101lim；大齿轮的接触疲劳强度极限MPaH5602lim。Ⅴ.计算应力循环次数9111009.460hjLnN8121072.6ⅠiNNⅥ.由课本P108图6.6取接触疲劳寿命系数94.01HNK；98.02HNK。Ⅶ.计算接触疲劳许用应力取安全系数S=1MPaMPaSKHNH4.57361094.0][1lim11MPaMPaSKHNH8.54856098.0][2lim222.计算Ⅰ.试算小齿轮分度圆直径td1，代入][H中较小的值。齿数比08.62515212zzummNT411014.8MpaZE206MPaH6101limMPaH5602lim911009.4N821072.6N94.01HNK98.02HNKMPaH4.573][1MPaH8.548][2mmdt01.631smv82.4-9-mmZuuKTdHEdt01.63)][(132.22311Ⅱ.计算圆周速度v。smndvt82.410006011Ⅲ.计算齿宽b。mmdbtd01.631Ⅴ.计算载荷系数根据smv82.4，7级精度，课本P114图6.10查得动载系数05.1VK；由课本P112表6.2查得使用系数25.1AK；由课本P115图6.13用插值法查得7级精度、小齿轮相对支撑对称分布时，09.1K；故载荷系数：43.1KKKKVAⅥ.按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径mmKKddttt01.6231Ⅶ.计算模数mmzdmt48.21查标准模数系列（GB1357——87）取模数mmm5.2小齿轮齿数251mdzt大齿轮齿数1522zⅧ.几个尺寸计算1.计算分度圆直径mmmzd5.6211圆整取mmb00.6305.1VK25.1AK09.1K43.1Kmmdt01.62mmm5.2251z1522zmmd5.621mmd3802mma25.221-10-mmmzd380222.计算中心距mmdda25.2212213.计算齿轮宽度mmdbd5.621取mmB632，mmB701。4.齿高hmmmh625.525.2(3).按齿根弯曲强度校核弯曲强度的校核公式][23211FSaFadFYYmzKT1.确定公式内的各计算数值Ⅰ.由课本P111图6.9（b）查得：小齿轮的弯曲疲劳强度极限MPaF2251lim；大齿轮的弯曲强度极限MPaF2072lim；Ⅱ.课本P109图6.7取弯曲疲劳寿命系数90.01FNK，95.02FNK；Ⅲ.计算弯曲疲劳许用应力；取弯曲疲劳安全系数4.1FS，应力修正系数0.2STY，有MPaSYKFFSTFNF28.289][1lim11MPaSYKFFSTFNF92.280][2lim22Ⅳ.计算载荷系数K；43.1KKKKVAⅤ.查取齿形系数；由课本P120表6.4查得62.21FaY；139.22FaY圆整取mmb00.63mmB632mmB701mmh625.5MPaF2251limMPaF2072lim90.01FNK95.02FNK4.1FS0.2STYMPaF28.289][1MPaF92.280][243.1K62.21FaY139.22FaY59.11SaY78.12SaY-11-Ⅵ.查取应力校正系数；由课本P120表6.4查得59.11SaY；78.12SaYⅦ.计算大、小齿轮的][FSaFaYY