機械設計課程設計-設計一用于帶式運輸機上的兩級斜齒圓柱齒輪減速器

1、海南大學機械課程設計 二級斜齒圓柱齒輪減速器第一章 設計說明書1、 設計課題：設計一用于帶式運輸機上的兩級斜齒圓柱齒輪減速器要求：擬定傳動關系，由電動機、V型帶、減速器、聯(lián)軸器、工作機構成。2、 已知條件：運輸帶工作壓力：1550N運輸帶工作速度：1.75m/s卷筒直徑D： 320mm3、 工作條件：連續(xù)單向運轉，有輕微振動，空載起動，使用期限10年，小批量生產，兩班制工作，運輸帶速度允許的誤差為。4、 設計工作量：（1）減速器裝配圖（主視圖、左視圖、俯視圖）；（2）一個帶輪，一根輸出軸，以及任意一個齒輪的零件圖；（3）一篇說明書。第二章 機械裝置的總體設計方案2.1電動機選擇2.1.1選擇電

2、動機類型：三相籠型異步電動機 封閉式結構2.1.2選擇電動機容量：電動機所需工作效率為：電動機至運輸帶的傳動總效率（式中分別是帶，軸承，齒輪，聯(lián)軸器，卷筒的效率）查指導書P7表1，10.940.97 取10.96，20.98（滾動軸承），30.960.99，取30.97，40.99，50.96則aPd2.1.3確定電動機的轉速卷筒軸的工作轉速按機械設計指導書上表1的推薦數據，V帶的傳動比24，二級圓柱齒輪減速器的傳動比840，總傳動比，故電動機轉速的可選范圍為，符合這一范圍同步轉速有3000r/min。選定型號為Y112M-2的三相異步電動機，額定功率為4.0kW，型 號額定功率kW轉速r/m

3、in電流A效率%功率因數Y112M-24.028908.1785.50.877.02.22.32.2確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比2.2.1總傳動比 由選定的電動機Y112M-2的參數知，滿載轉速和工作機主動軸轉速，可得傳動裝置總傳動比2.2.2分配傳動裝置各級傳動比 （，分別為帶傳動和減速器的傳動比）為使V帶傳動外廓尺寸不致過大，初取，則減速器的傳動比為根據各原則，查圖得高速級傳動比為，則2.3運動和動力參數計算（1）各軸轉速 由式（9）（11）軸：軸：軸：卷筒軸：(2)各軸輸入功率 輸出功率軸： 軸： 軸： 卷筒軸： (軸的輸出功率由輸入功率乘以各軸承效率所得)(3)各軸輸入轉矩與輸出

4、轉矩電動機機軸輸出的轉矩軸：軸：軸：卷筒軸：各軸的輸出轉矩分別由各軸的輸入轉矩乘以軸承效率分別得、。運動和動力參數計算結果整理如下表：軸名效率P (kW)轉矩T（Nm）轉速n（r/min）傳動比i效率輸入輸出輸入輸出電動機軸3.43410.71128900.96軸3.2973.23126.88426.3461111.542.60.95軸3.1343.07198.92896.949287.1453.8710.95軸2.9792.919248.363253.349104.452.6410.97卷筒軸2.8902.832239.620244.431104.451第三章 主要零部件的設計計算（1）確定

5、計算功率工作情況系數查課本表8-7得：（2）選擇帶型號 由圖8-11選用帶型為Z型帶。（3）選取帶輪基準直徑由表11.6小帶輪基準直徑,則大帶輪直徑選取，大帶輪轉速計 算 及 說 明結 果計算帶長求 求 初選中心距 得 取取Z=7根帶長 基準長度由表8-2得 求中心距及包角中心距 小輪包角求帶根數帶速傳動比帶根數 由表8-4a 由表8-5 x=0.967 (插值法)由表8-2 由表8-4b(式8-26)求軸上載荷張緊力(取q=0.06kg/m)軸上載荷3.2 展開式二級圓柱齒輪減速器齒輪傳動設計3.2.1 高速級齒輪傳動計 算 及 說 明結 果標準斜齒圓柱齒輪傳動材料：查機械設計手冊選擇兩小齒

6、輪的材料為40cr （調質），硬度為260HBS，兩大齒輪的材料為45鋼（調質），硬度為240HBS。1. 初步計算轉矩 齒寬系數 由表10-7 取值 由表12.16 初選，取接觸疲勞極限 由圖1021d得 初步計算許用接觸壓力 初步計算小齒輪直徑 初步齒寬2. 校核計算圓周速度齒數z，模數m 取，由表12.3取查表10-2得 使用系數查表10-8得 動載系數Kv1.12齒間載荷分配系數 由表10-3得由表10-4齒向載荷分布系數=1.45所以載荷系數由課本P201表106得材料影響系數由圖1030選取區(qū)域系數重合度系數，因取，所以螺旋角系數其中：端面重合度近似為縱向重合度總重合度許用接觸應力

7、由圖12.17得： 驗算 計算結果表明，接觸疲勞強度不夠，也就是齒輪尺寸偏小，適當增大尺寸再進行驗算尺寸調整 按以上校核計算相同的步驟，再次求得各參數如下： 取 mm 和不變3.確定傳動主要尺寸中心距. 齒寬（ ）齒根彎曲疲勞強度設計計算當量齒數查課本得：齒形系數及應力修正系數，重合度系數螺旋角系數 齒間載荷分配系數，由表10-3注（3）： 故齒向載荷分布系數 由圖10-13 載荷系數許用彎曲應力 驗算 3.2.2 低速級齒輪傳動設計標準斜齒圓柱齒輪傳動材料：查機械設計手冊選擇兩小齒輪的材料為40cr （調質），硬度為260HBS，兩大齒輪的材料為45鋼（調質），硬度為240HBS。1.初步計

8、算轉矩 齒寬系數 由表10-7 取值 由表12.16取接觸疲勞極限 由圖1021d得 初步計算許用接觸壓力 初步計算小齒輪直徑 初步齒寬2校核計算圓周速度精度等級 由表12.6選取8級精度齒數z，模數m 初取， 由表12.3取m=3則取 查表10-2得 使用系數查表10-8得 動載系數Kv1.12齒間載荷分配系數由表12.10端面重合度近似為由此得：齒向載荷分布系數：表12.11所以載荷系數由課本P201表106得材料影響系數由圖1030選取區(qū)域系數接觸最小安全系數：表12.14 總工作時間：應力循環(huán)次數：接觸壽命系數：圖12.18 0.96 許用接觸應力 3. 確定傳動主要尺寸實際分度圓直徑

9、：，中心距：齒寬：取齒根彎曲疲勞強度驗算重合度系數：齒間載荷分配系數：齒向載荷分布系數： 取載荷系數: 齒形系數：圖12.21 應力修正系數：圖12.22 彎曲疲勞強度：圖12.23c 彎曲最小安全系數：表12.14 應力循環(huán)次數： 彎曲壽命系數：圖12.24 尺寸系數：圖12.25 許用彎曲應力:驗算： 傳動無嚴重過載，故不做靜強度校核。取Kv1.12=1.45=1.641Kv1.12=1.4680.96取3.3 軸系結構設計3.3.1高速軸的軸系結構設計計 算 及 說 明結 果軸I采用40Cr調質處理，為齒輪軸，根據課本表16.2取 高速軸 小齒輪40Cr硬度241HB286HB 取260

10、HB大齒輪45鋼硬度229HB286HB 取240HB計算齒輪受力斜齒輪螺旋角 齒輪直徑：小齒輪 大齒輪小齒輪受力：轉矩 圓周力徑向力軸向力計算支承反力水平面反力垂直面反力 畫彎矩轉矩圖軸受轉矩 許用應力 由表16.3插值法查得 應力校正系數畫當量彎矩圖當量彎矩當量彎矩 在小齒輪中間截面處在右軸頸中間截面處校核軸徑齒根圓直徑 軸徑 高速軸軸承校核查手冊30207軸承的主要性能參數如下：查表選用浸油潤滑 e=0.37 Y=1.6 壽命計算派生軸向力： 軸承軸向力 因為軸承2被壓緊 所以 查表13-5 查表13-5 查表，考慮輕微沖擊，當量動載荷由于，只計算軸承1的壽命：滿足要求。小齒輪大齒輪 大

11、齒輪小齒輪e=0.37Y=1.63.3.3 低速軸的軸系機構設計計 算 及 說 明結 果軸III采用45鋼調質處理，根據課本表16.2取 計算齒輪受力齒輪直徑： 齒輪轉矩 計算支承反力水平面反力垂直面反力 畫彎矩轉矩圖軸受轉矩 許用應力 由表16.3插值法查得 應力校正系數畫當量彎矩圖當量彎矩當量彎矩 在大齒輪中間截面處校核軸徑齒根圓直徑 軸徑 小齒輪聯(lián)軸器 查表19.3 得 K=1.8 查手冊 選用WH6型聯(lián)軸器：公稱轉矩 500Nm，許用轉速3800r/min，軸孔直徑d=35mm。附：1.高級軸受力圖及彎矩扭矩圖：水平受力圖垂直受力圖 2.中間軸受力圖及彎矩扭矩圖：水平受力圖垂直受力圖3

12、.低級軸受力圖及彎矩扭矩圖：水平受力圖垂直受力圖第四章 減速器箱體及其結構設計4.1箱體結構設計減速箱的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結構為了保證齒輪嚙合質量，大端蓋分機體采用配合。減速器機體結構尺寸如下：名稱符號減速器及其形式關系機座壁厚0.025a+3mm=6.84mm,取8mm機蓋壁厚10.02a+3=6.06mm8mm,取8mm機座凸緣厚度b1.5=12mm機蓋凸緣厚度b11.5=12mm機座底凸緣厚度p2.5=20mm取20mm地腳螺釘直徑df0.036a+12=12.288mm取M16mm地腳螺釘數目na250mm,n=4軸承旁連接螺栓直徑d10.75df=13.15m

13、m取M12mm機蓋與機座連接螺栓直徑d2(0.50.6)df=8.7610.52mm取M10mm軸承端蓋螺釘直徑d3(0.40.5)df=7.018.76mm取M8窺視孔蓋螺釘直徑d4(0.30.4)df=5.267.01mm取M8定位銷直徑d(0.70.8)df=12.2714.02mm取M8df、d2、d3至外機壁距離c118 ， 16 , 22d1、d2至凸緣邊緣距離c220, 14大齒輪頂圓與內機壁距離11.2=9.6mm取12mm齒輪端面與內機壁距離2=8mm取10mm機蓋、機座肋厚m1,mm1=m=6.8mm軸承端蓋外徑D2 79 , 79 , 84軸承旁連接螺栓距離ssD2第五章 小結與心得體會此次液壓系統(tǒng)設計主要是設計二級斜齒圓柱齒輪減速器，作為初設計者，毫無經驗，這務必是一次較困難的綜合性的設計，經過本人的努力，加之參考文獻，終于完成了任務，并且?guī)缀跄芡瓿稍O計的各種要求。由于設計者本身知識有限，難免在設計中出現一些漏洞或不足之處，敬請老師給予批評和指正。第六章 參考