一级斜齿圆柱齿轮减速器

中北大学机械设计课程设计计算说明书设计题目一级斜齿圆柱齿轮减速器学院（系）：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：姓名：学号：指导老师：完成日期：2012年12月31日中北大学目录第一部分绪论………………………………………………………………1第二部分课题题目及主要技术参数说明…………………………………12.1课题题目………………………………………………………………12.2主要技术参数说明……………………………………………………12.3传动系统工作条件……………………………………………………12.4传动系统方案的选择…………………………………………………2第三部分减速器结构选择及相关性能参数计算…………………………23.1减速器结构……………………………………………………………23.2电动机选择……………………………………………………………23.3传动比分配……………………………………………………………33.4动力运动参数计算……………………………………………………3第四部分齿轮的设计计算…………………………………………………44.1齿轮材料和热处理的选择……………………………………………44.2齿轮几何尺寸的设计计算……………………………………………44.3齿轮的结构设计………………………………………………………8第五部分轴的设计计算……………………………………………………105.1轴的材料和热处理的选择…………………………………………105.2轴几何尺寸的设计计算……………………………………………105.2.1按照扭转强度初步设计轴的最小直径………………………115.2.2轴的结构设计…………………………………………………115.2.3轴的强度校核…………………………………………………14第六部分轴承、键和联轴器的选择………………………………………166.1轴承的选择及校核…………………………………………………166.2键的选择计算及校核………………………………………………176.3联轴器的选择………………………………………………………18第七部分减速器润滑、密封及箱体主要结构尺寸的计算………………187.1润滑的选择确定……………………………………………………187.2密封的选择确定……………………………………………………187.3减速器附件的选择确定………………………………………………197.4箱体主要结构尺寸计算………………………………………………19第八部分总结………………………………………………………………20参考文献………………………………………………………………………21机械设计课程设计计算说明书第2页共21页机械设计课程设计计算说明书第1页共21页计算及说明计算结果第一部分绪论本课程设计主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了《机械设计基础》、《机械制图》、《工程力学》、《公差与互换性》等多门课程知识，并运用《AUTOCAD》软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面：（1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。（3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。（4）加强了我们对Word功能的认识和运用。第二部分课题题目及主要技术参数说明2.1课题题目带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器。2.2主要技术参数说明输送带的最大有效拉力F=2.6KN，输送带的工作速度V=1.7m/s，输送机滚筒直径D=320mm。2.3传动系统工作条件带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷较平稳；两班制（每班工作8小时），要求减速器设计寿命为8年，大修期为3年，中批量生产；三相交流电源的电压为380/220V。F=2.6KNV=1.7m/sD=320mm机械设计课程设计计算说明书第2页共21页2.4传动系统方案的选择图2-1带式输送机传动系统简图第三部分减速器结构选择及相关性能参数计算3.1减速器结构本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。3.2电动机的选择1）工作机输出功率:kwFVPw1000=2.610001.71000kw=4.42kw2）传动效率：查《设计手册》P:5表1-7①V带传动96.01②滚子轴承：99.02③斜齿轮传动：8级精度的一般齿轮传动(油润滑)98.03④联轴器：弹性联轴器99.04⑤滚筒：97.05总传动效率3123450.89总3）电动机输入功率dP4.424.970.89wdPPkwkwkw总因电动机额定功率edP需要略大于dP即可，由附表3—1查出Y系列三相异步电动机的技术参数，选电动机额定功率5.5edPkw。4）转速kWPw96.3总=0.894.97dPkw5.5edPkw机械设计课程设计计算说明书第3页共21页工作机滚筒转速为:6010006010001.7101.51/min3.14320VnrD由于总传动比等于齿轮的传动比与带的传动比之积，查（机械设计课程设计指导书）附表1圆柱齿轮传动其传动比常用值：3-6V带传动其传动比常用值：2-4则总传动比i总合理范围为：6-24故电动转速的大致可选范围为'nin总=（6-24）×101.51=609r/min—2436r/min对额定功率为5.5kw的Y系列电动机而言，可供选择的同步转速有：750r/min、1000r/min、1500r/min，取转速为1000r/min.型号为Y132M2-65）由《设计手册》P167表12-1选Y132S-4型电动机，主要技术数据如下：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Y132M2-65.59602.22.2表3-1电动机的型号3.3传动装置的总传动比及其分配系统总传动比由表1可知电动机的转速n‘=1140r/min根据关系式'nin总得：'9609.46101.51nin总参考《设计手册》P:5表1-8：取取V带传动13i则：齿轮的的传动比219.46==3.153.23iii总3．4动力动力参数的计算1）每个轴的转速电动机输出轴的转速'0960/minnnrn=101.51r/min电动机型号：Y132M2-69.46i总带传动比：13i齿轮传动比：23.2i0960/minnr1320/minnr2101.59/minnr3101.59/minnr机械设计课程设计计算说明书第4页共21页小齿轮轴I的转速011960320/min3nnri大齿轮轴II的转速22320=101.59/min3.15nnri2滚筒轴的转速32101.59nnr/min3）每个轴的输入功率电动机输出轴的输入功率04.97dppkw小齿轮轴I的输入功率10=4.970.96=4.77PPkw1大齿轮轴II的输入功率213=4.770.990.98=4.63PPkw2滚筒轴的输入功率324=4.770.990.99=4.54PPkw24）各个轴的转矩计算电动机输出轴的转矩：0004.799549954949.44m960PTNn小齿轮轴I的转矩：10=49.440.963=142.39TTiNm11大齿轮轴II的转矩：21=142.390.980.993.15=439.56mTTiN322滚筒轴的转矩：324=439.560.990.99=430.81mTTN3以上计算结果列表如下：轴名功率P/KW转矩/(N·m)转速n/(r/min)电动机轴4．9749．44960．00小齿轮I轴4．77142．39320．00大齿轮II轴4．63439．56101．59滚筒轴4．54430．81101．59表面3-2第四部分齿轮的设计4.1齿轮材料和热处理的选择：材料选择:由《机械设计》表10-1选择小齿轮材料为45Cr调质，齿面硬度为280HBS。大齿轮选用45钢调质，齿面硬度为240HBS。二者材料硬度差为40HBS4.2齿轮几何尺寸的设计计算04.97pkw14.77pkw24.63pkw34.54pkw049.44TNm1142.39TNm2143.56TNm3430.81TNm机械设计课程设计计算说明书第5页共21页1．选择精度等级及齿数1）按图2-1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，设计为通用减速器,故选用7级精度（GB10095-88）3）由于传动过程中粉尘较多选用闭式传动,故选用小齿轮齿数为1Z=24,大齿轮齿数2Z=243.2=76.8,取2Z=77。4）选取螺旋升角：初选螺旋升角14。2．按齿面接触强度设计：按《机械设计》（10-21）试算，即322121[]tHEtHKTZZuddu（1）确定公式内的各计算数值1）试选tK=1.6。2）由《机械设计》217页图10-30选取区域系数HZ=2.43303）由《机械设计》215页图10-26查得：1=0.78,2=0.87,则65.121。4)由《机械设计》表10-7选取齿宽系数1d。5)由《机械设计》表10-6查得材料的弹性影响系数：MPaZE8.189216)由《机械设计》图10-21c、d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPaH6001lim；大齿轮的接触疲劳强度极限MPaH5502lim7）由表3-2查得小齿轮传递的转矩：1142.39142390TNmNmm8)由式《机械设计》式10-13计算应力循环次数81160603201(2830010)9.21610Nnjlh8829.216102.88103.2N9)由《机械设计》图10-19取接触疲劳寿命系数1HNK0.90；2HNK0.9510)计算接触疲劳许用应力取失效概率为1％，安全系数S=1，由《机械设计》式10-12得T1=142390NmmN2=142390Nmm机械设计课程设计计算说明书第6页共21页SKHNH1lim11][0.9600540MPaSKHNH2lim22][MPa5.52255095.0许用接触应力：12540522.5531.2522HHHMPaMPa（2）计算1）计算小齿轮分度圆直径1td，由计算公式得td12321.61423904.22.433189.864.8011.653.2531.25mm2)计算圆周速度113.1464.80320/1.1/601000601000tdnvmsms3)计算齿宽b及模数ntm1.11164.8064.80cos64.80cos142.62242.252.252.625.89564.80/10.995.895dttntntbdmmdmmmzhmmmbh4)计算纵向重合度=10.318tan0.318124tan141.903dz5)计算载荷系数K由《机械设计》查表10-2得使用系数Ak=1,根据v=1.1m/s,7级精度,由《机械设计》图10-8查得动载系数1.1vk;由《机械设计》表10-4查得1.42Hk；