双级圆柱斜齿齿轮展开式减速器

机械设计课程设计：双级圆柱斜齿齿轮（展开式）减速器第1页共34页1目录1、设计任务书…………………………………………………………22、减速器的总体方案设计……………………………………………22.1传动方案设计………………………………………………22.2选择电动机…………………………………………………32.3计算总传动比和分配传动比………………………………32.4传动装置的运动和动力参数的计算………………………43、传动零件的参数设计和轴系零部件的初步选择…………………53.1齿轮传动的参数设计………………………………………53.2初算轴的直径……………………………………………103.3联轴器的选择………………………………………………113.4滚动轴承的选择……………………………………………114、减速器装配图设计………………………………………………124.1轴的结构设计……………………………………………124.2轴、滚动轴承及键联接的校核计算……………………194.3箱体的结构及减速器附件设计…………………………304.4润滑密封设计……………………………………………325、设计总结…………………………………………………………33参考文献………………………………………………………………34计算与说明主要结果机械设计课程设计：双级圆柱斜齿齿轮（展开式）减速器第2页共34页2第一部分设计任务书1、设计带式传输机传动装置中的双级圆柱齿轮减速器。设计数据及工作条件：F=3200N;V=1.4m/s;D=320mm；设计要求：1.设计由减速器装配图1张零件图2张，及设计计算说明书一份组成;2.设计中所有标准均按我国标准采用第二部分减速器的总体方案设计一、传动方案设计根据已知条件计算出工作机滚筒的转速为min/60.83100060rDvnw可拟定传动方案为：内部双级圆柱齿轮整体布置如图一：F=3200N;V=1.4m/sD=320mmnw=83.60r/min机械设计课程设计：双级圆柱斜齿齿轮（展开式）减速器第3页共34页3二、选择电动机1．电动机的类型选择根据动力源和工作条件，选用Y系列三相交流异步电动机2．电动机的功率工作机有效功率:Pw=FV/1000=4.48KW设电动机到工作机之间的总效率为η，并设η1，η2，η3η4，η5分别为弹性联轴器、闭式齿轮传动（设齿轮精度为8级）、滚动轴承、开式滚子链传动。滚筒的效率。查文献4表2-2可得：η1=0.99，η2=0.97，η3=0.99，η4=0.92，η5=0.96总效率：η=η12η22η35η4η5=0.992×0.972×0.995×0.92×0.96=0.7745电动机所需功率：Pd=Pw/η=4.48/0.7745=5.784KW查文献4表16-1选取电动机的功率为7.5KW。3．选择电动机的转速为1440r/min。4．电动机型号确定由功率和转速，查文献4表16-1，选择电动机型号为：Y132M-4,并查表16-2，可得：中心高H=132mm；外伸轴径D=38mm；轴外伸长度E=80mm；三、计算总传动比和分配传动比经计算得内外总的传动比wmnni'=1440/83.60=17.22取传动比23i减速器的总传动比61.82/22.17/'i3ii双级圆柱齿轮减速器高速级传动比346.33.1i1i低速级的传动比573.2i/ii12η=0.7745电动机型号：Y132M-4电动机的功率为7.5KW链传动的传动比23i减速器总传动比i=61.8高速级传动比i1=346.3低速级传动比i2=573.2机械设计课程设计：双级圆柱斜齿齿轮（展开式）减速器第4页共34页4四、传动装置的运动和动力参数的计算1、各轴的转速计算nⅠ=nm=1440r/minnⅡ=nⅠ/i1=1440/346.3r/min=430.365r/minnⅢ=nⅡ/i2=167.262r/minnⅣ=nⅢ=167.262r/min3/ninIVV83.63r/min2、各轴的输入功率计算PⅠ=Pdη1=5.784×0.99KW=5.726KWPⅡ=PⅠη2η3=5.726×0.97×0.99KW=5.499KWPⅢ=PⅡη2η3=5.499×0.97×0.99KW=5.281KWPⅣ=PⅢη3η1=5.281×0.99×0.99KW=5.175KW3、各轴的输入转矩计算T1=9550P1/n1=9550×5.726/1440=37.975N·mT2=9550P2/n2=122.025N·mT3=9550P3/n3=301.524N·mT4=9550P4/n4=295.472N·m上述数据归纳总结为表一。表一：轴号转速（r/min）输出功率（kW）输出转矩（N·m）传动比i高速轴Ⅰ14405.72637.975346.3573.21中间轴Ⅱ430.3655.499122.025低速轴Ⅲ167.2625.281301.524滚子链轴Ⅳ167.2625.175295.472nⅠ=nm=1440r/minnⅡ=430.365r/minnⅢ=167.262r/minnⅣ=167.262r/minVn=83.63r/minPⅠ=5.726KWPⅡ=5.499KWPⅢ=5.281KWPⅣ=5.175KWT1=37.975N·mT2=122.025N·mT3=301.524N·mT4=295.472N·m机械设计课程设计：双级圆柱斜齿齿轮（展开式）减速器第5页共34页5第三部分传动零件的参数设计和轴系零部件的初步选择一、减速器内部传动——齿轮传动的参数设计1、高速级传动斜齿齿轮的设计1选择齿轮材料、热处理、齿面硬度、精度等级及齿数齿轮精度8级，因传递功率不大，转速不高，故采用软齿面齿轮传动。小齿轮：45钢（调质），硬度为230HWB轮：45钢（正火），硬度为190HWB传动平稳性，取22z1，则612.73346.3z12z，圆整为742z。软齿面齿轮传动，故按齿面接触疲劳强度设计，然后校核其齿根弯曲疲劳强度。2按齿面接触疲劳强度设计转矩37.975N.mIT(1)初选载荷系数K=1.1，由表10-8.选齿宽系数1d(2)初选螺旋角o15(3)计算当量齿数4.2415cos22coszzo3311v2.8215cos74coszzo3322v由图10-21查得MPa5701HlimMPa3902Hlim取接触疲劳安全系数1SH(4)接触应力循环次数为8h1110368.10853001144060jLn60N8811210099.3346.310368.10iNN由图10-19查得接触疲劳寿命系数93.01NHK,2NHK96.0(5)许用接触应力为8级精度小齿轮:45钢,调质，大齿轮:45钢,正火，22z1,742zK=1.11d4.24z1v2.82zv2MPa5701HlimMPa3902Hlim1SH1N810368.102N=810099.3机械设计课程设计：双级圆柱斜齿齿轮（展开式）减速器第6页共34页6a1.530193.057011lim1MPSKHNHHHa4.374196.039022lim2MPSKHNHHH(6)计算小齿轮分度圆直径32117.31HEdIZKTd41.2(7)确定模数1m=11zd=222.41=1.871nm=1mcos=1.81查表取标准值为1nm=2(8)计算分度圆直径1d1nm1z/cos=56mm2d1nm2z/cos=153mm(9)计算传动中心距12=15cos/zzm2121n1）（99.39mm圆整为12=99mm(10)确定螺旋角=arccos2zzm21n114o8′27″(11)计算齿宽b=1dd=156=56mm圆整后取mm56B1mm61B2(12)计算齿轮的圆周速度100060ndv1113.43m/s由表10-4可知，选用6级精度较为合适3、校核弯曲疲劳强度（1）齿形系数FaY和应力修正系数SaY1Ha1.530MP2Ha4.374MP1nm=21d56mm2d153mm12=99mm=14o8′27″mm56B1mm61B21v=3.43m/s65.21FaY58.11SaY机械设计课程设计：双级圆柱斜齿齿轮（展开式）减速器第7页共34页7由表10-5查得65.21FaY58.11SaY22.22FaY77.12SaY（2）许用弯曲应力F由图10-20查得MPa4401FEMPa3202FE取弯曲疲劳安全系数3.1FS由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数89.01FNK92.02FNK（3）许用弯曲应力为FFNFEFSK111=3.189.0440=300.89MPaFFNFEFSK222=3.192.0320=226.46MPa1F=11a11n1zmbcos6.1SaFIYYKT=123.39MPa300.89MPa2F=1F1a1a2a2aSFSFYYYY=123.3977.122.258.165.2=131.48226.46MPa满足齿根弯曲疲劳强度要求2、低速级传动斜齿齿轮的设计1、选择齿轮材料、热处理、齿面硬度、精度等级及齿数齿轮精度8级，因传递功率不大，转速不高，故采用软齿面齿轮传动。小齿轮：45(钢调质），硬度为230HBW大齿轮：45钢（正火）硬度为190HBW，考虑传动平稳性，取，24z3则62573.224z4，因选用软齿面闭式传动，失效形式为点蚀，故按齿面接触疲劳强度设计，然后校核其齿根弯曲疲劳强度。2、按齿面接触疲劳强度设计转矩122.025N.mIIT(1)初选载荷系数K=1.1，由表10-8.选齿宽系数1d22.22FaY77.12SaYMPa4401FEMPa3202FE3.1FS89.01FNK92.02FNK1F=300.89MPa2F=226.46MPa齿轮精度8级小齿轮45(钢调质）硬度230HBW大齿轮45(钢正火）硬度190HBW，K=1.11d机械设计课程设计：双级圆柱斜齿齿轮（展开式）减速器第8页共34页8(2)初选螺旋角o15(3)计算当量齿数63.2615cos24coszzo3313v8.6815cos62coszzo3324v由图10-21查得MPa5703HlimMPa3904Hlim取接触疲劳安全系数1SH(4)接触应力循环次数为8h3101.3853001430.36560jL2n60N88114102.1573.2101.3iNN由图10-19查得接触疲劳寿命系数93.03NHK96.04NHK(5)许用接触应力为a1.530193.057033lim3MPSKHNHHHa4.374196.039044lim4MPSKHNHHH(6)计算小齿轮分度圆直径32317.31HEdIIZKTd62mm(7)确定模数2m=33zd=2462=2.5832nm=2mcos=2.5查表取标准值为2nm=3(8)计算分度圆直径3d2nm3z/cos=74.54mm63.26z3v8.68zv4MPa5703HlimMPa3904Hlim1SH3N8101.34N=8102.13H=a1.530MP4H=a4.374MP2nm=33d75.54mm机械设计课程设计：双级圆柱斜齿齿轮（展开式）减速器第9页共34页94d2nm4z/cos=192.56mm计算传动中心距23=cos/zzm2121n1）（133.6mm