(华南农业大学)机械设计课程设计-二级展开式圆柱齿轮减

机械设计课程设计计算说明书设计题目：二级圆柱齿轮减速器学院：工程学院班级：11车辆1班姓名：邱鑫201131150319王建楠201131150320组别：第8组指导老师：王慰祖1目录一、课程设计书…………………………………………………[2]二、设计要求……………………………………………………[2]三、设计步骤……………………………………………………[2]1.传动装置总体设计方案……………………………………[2]2.电动机的选择………………………………………………[3]3.确定传动装置的总传动比和分配传动比…………………[3]4.计算传动装置的运动和动力参数…………………………[4]5.设计V带和带轮……………………………………………[5]6.齿轮的设计…………………………………………………[9]7.传动轴的设计和轴承的选用……………………………[24]8.键联接设计………………………………………………[36]9.箱体结构的设计…………………………………………[37]10.润滑密封设计……………………………………………[39]11.联轴器设计………………………………………………[39]四、设计小结…………………………………………………[40]五、参考资料…………………………………………………[40]2一、课程设计书设计一个螺旋输送机传动装置，用普通V带传动和圆柱齿轮传动组成减速器。输送物料为粉状或碎粒物料，运送方向不变。工作时载荷基本稳定，二班制，使用期限10年（每年工作日300天），大修期四年，小批量生产。题号输送机主轴功率Pw/KW输送机主轴转速n（r/min）74.2115二、设计要求一张A0装配图零件图3-4张不少于30页设计计算说明书三、设计步骤计算及说明计算结果1.传动装置总体设计方案:（1）传动方案：传动方案如图1-1所示，外传动为V带传动，减速器为二级展开式圆柱齿轮减速器。图1-1传动装置总体设计图(2)方案优缺点：展开式由于齿轮相对于轴承为不对称布置，因而沿齿向载荷分布不均，故要求周有较大的刚度。该工作机属于小功率，载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅减低了成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。1233（3）传动效率V带的效率96.01；滚子轴承的效率98.02；齿轮传动的效率（6~7级精度齿轮传动）98.02；联轴器效率99.04；传动装置的总效率a:859.099.098.098.096.023423321a；2.电动机的选择电动机所需工作功率为：kWPkPawd87.5859.02.42.1输送机主轴转速min/115rnw经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比:4~20i，两级圆柱齿轮减速器传动比:60~8i，则总传动比合理范围为:240~16ai，电动机转速的可选范围为:min/27600~1840115)240~16(rninwad综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定Y132S2-2型电机，参数如下表：3.确定传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比由选定的电动机满载转速mn和输送机主动轴转速wn，可得传动装置总传动比为22.25115/2900/wmanni电动机型号额定功率kW同步转速r/min满载转速r/min重量kgY132S2-27.5300029007296.0198.0298.0399.04859.0akWPd87.5min/115rnw22.25ai4（2）分配传动装置传动比iiia0，式中ii,0分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取81.20i，则减速器传动比为98.881.222.25/0iiia对展开式二级圆柱齿轮减速器，可取41.398.83.13.11ii则63.241.398.8/12iii4.计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速min/03.103281.2/2900/01rinnmmin/65.30241.3/03.1032/112rinn　min/08.11563.2/65.302/223rinn（2）各轴输入功率:轴Ⅰ的输入功率:kWPPd64.596.087.511轴Ⅱ的输入功率:kWPP42.598.098.064.53212轴Ⅲ的输入功率:kWPP21.598.098.042.53223（3）各州输出功率:轴Ⅰ的输出功率:kWPP53.598.064.521'1轴Ⅱ的输出功率:kWPP31.598.042.522'2轴Ⅲ的输出功率:kWPP11.598.021.523'3（4）各轴输入转矩:电动机轴的输出转矩:mNnPTmdd33.192900/87.595509550轴Ⅰ的输入转矩：mNiTTdI14.5296.081.233.1910轴Ⅱ的输入转矩：81.20i98.8i41.31i63.22imin/10321rnmin/65.3022rnmin/08.1153rnkWP64.51kWP42.52kWP21.53kWP53.5'1kWP31.5'2kWP11.5'3mNTd33.19mNTI14.525mNiTT76.17098.098.041.314.5232112轴Ⅲ的输入转矩：mNiTT31.43198.098.063.276.17032223（5）各轴的输出转矩:轴Ⅰ的输入转矩：mNTT10.5198.014.5221'1轴Ⅱ的输入转矩：mNTT34.16798.076.17022'2轴Ⅲ的输入转矩：mNTT68.42298.031.43123'3（6）运动和动力参数结果如下表:轴名功率P（kW）转矩T（N*m）转速r/min输入输出输入输出电机轴5.8719.332990轴Ⅰ5.645.5352.1451.101032.03轴Ⅱ5.425.31170.76167.34302.65轴Ⅲ5.215.11431.31422.68115.08表4-15.设计V带和带轮（1）确定计算功率caP由《机械设计》表8-8查得工作情况系数2.1AK则：kWkWPKPAca0.95.72.1（2）选取V带带型根据kWPca0.9，转速n满=2900r/min，查《机械设计》图8-11选取普通V带类型：A型（3）确定带轮直径dd，并验算带速v1）初选小带轮基准直径，由表8-7和表8-9，取mmdd11212）验算带速：smndvmd/01.1710006029001121000601，在（5~25m/s）内，设计合理。mNT76.1702mNT31.4313mNT10.51'1mNT34.167'2mNT68.422'3kWPca0.9mmdd1121smv/01.1763）计算大带轮的基准直径mmdiddd72.31411281.2112由表8-9，圆整为315mm。（4）确定中心距a，并选择V带的基准长度Ld1）由公式（8-20）：)(2)(7.021021ddadd，初定中心距mma52002）由式（8-22）计算带所需的基准长度mmaddddaLddddd54.173042202122100，由表8-2，选带的mmLd17503）按式（8-23）计算实际中心距，mmLLaadd73.529254.17301750520200，中心距变动范围48.5031750015.073.529015.0mindLaa23.582175003.073.52903.0maxdLaa即503.48~582.23mm（5）验算小带轮的包角1因为打滑只在小带轮上发生，所以只校核小带轮的包角，12004.15873.5293.571123151803.57180121adddd符合要求（6）计算带的根数1）计算单根V带的额定功率：由mmdd1121，min/2900rn满查表8-4，得：kWP51.20,根据min/2900rn满，81.21i且带型为Z型，查表8-5，得：kWP34.00,查表8-6，得：95.0Kmmdd3152mma5200mmLd1750mma73.52904.15817查表8-2，得：00.1LK，于是：kWkWKKPPPLr71.200.195.0)34.051.2()(002）计算V带的根数：32.371.20.9rcaPPz，取4根。（7）计算单个V带的初拉力的0F由表8-3得A型带的单位长度质量mkgq/105.0，所以NqvzvKPKFca29.13801.17105.001.17495.00.995.05.25005.2500220（8）计算压轴力PF最小值NzFFP07.1086204.158sin29.138422sin210（9）确定带轮的结构尺寸1）小带轮基准直径mmdmmdd95385.25.21121且mmmmdd3001121，故采用腹板式。小带轮转速为电动机转速，转速较高，故选取带轮材料为铸钢ZG200-400小带轮直径mmdd1121，电机轴直径mmd38，则小带轮孔径mmd38，mmdd76~4.68)0.2~8.1(1，取mmd701，查表8-11得mmefB631539232，则mmBC75.15~7)41~71('，取mmC10'，mmdL76~57)2~5.1(（当dB5.1时，BL，在此不成立）取mmL604zNF29.1380NFp07.10868查表8-11得mmbd0.11，mmha75.2min，mmhf7.8min，mme15，mmf9min，342）大带轮基准直径mmmmdd3003152，采用轮辐式。高速轴最小直径mmd36，取大带轮孔径mmd36，mmmmdd72~8.64)0.2~8.1(1取mmd701，mmefB631539232，mmmmdL72~54)2~5.1(（当dB5.1时，BL，在此不成立）取mmL60。mmnzpha39.35410325.7290290331mmhh31.2839.358.08.012mmhb16.1439.354.04.011mmbb33.1116.148.08.012mmhf08.739.352.02.011mmbd0.11，mmha75.2min，mmhf7.8min，mme15，mmf9min，38图5-1腹板式带轮9图5-2轮辐式带轮图5-3轮槽6.齿轮的设计（一）高速级齿轮传动的设计计算【1】选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按传动装置总设计方案，选用直齿圆柱齿轮传动，压力角取为20。（2）螺旋运输机为一般工作机器，参考《机械设计》表10-6，选用7级精度。（3）选择材料。由《机械设计》表10-1,选择小齿轮材料为45钢(调质)，齿面硬度280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），齿面硬度240HBS。（4）选小齿轮齿数221z，大齿轮齿数02.752241.3112ziz，取752z。20221z752z10【2】按齿面接触疲劳强度设计（1）由下式计算小齿