V带二级斜齿T=680V=07D=3505X2

机械设计（论文）说明书题目：二级斜齿圆柱齿轮减速器系别：XXX系专业：学生姓名：学号：指导教师：职称：目录第一部分课程设计任务书-------------------------------3第二部分传动装置总体设计方案-------------------------3第三部分电动机的选择--------------------------------4第四部分计算传动装置的运动和动力参数-----------------7第五部分齿轮的设计----------------------------------8第六部分传动轴承和传动轴及联轴器的设计---------------17第七部分键连接的选择及校核计算-----------------------20第八部分减速器及其附件的设计-------------------------22第九部分润滑与密封----------------------------------24设计小结--------------------------------------------25参考文献--------------------------------------------25第一部分课程设计任务书一、设计课题：设计两级展开式圆柱齿轮减速器,使用期限5年(300天/年),2班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V。二.设计要求:1.减速器装配图一张(A1或A0)。2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3或A2)。3.设计说明书一份。三.设计步骤:1.传动装置总体设计方案2.电动机的选择3.确定传动装置的总传动比和分配传动比4.计算传动装置的运动和动力参数5.设计V带和带轮6.齿轮的设计7.滚动轴承和传动轴的设计8.键联接设计9.箱体结构设计10.润滑密封设计11.联轴器设计第二部分传动装置总体设计方案1.组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。2.特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3.确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。其传动方案如下：图一:传动装置总体设计图初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。选择V带传动和二级圆柱斜齿轮减速器（展开式）。计算传动装置的总效率a:a=0.96×0.983×0.972×0.99×0.96=0.811为V带的效率,2为轴承的效率,3为齿轮啮合传动的效率,4为联轴器的效率,5为滚筒的效率（包括滚筒和对应轴承的效率）。第三部分电动机的选择1电动机的选择皮带速度v:v=0.7m/s工作机的功率pw:pw=2TV1000D=2×680×0.7350=2.72KW电动机所需工作功率为:pd=pwηa=2.720.81=3.36KW执行机构的曲柄转速为:n=60×1000Vπ×D=60×1000×0.7π×350=38.2r/min经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i1=2~4，二级圆柱斜齿轮减速器传动比i2=8~40，则总传动比合理范围为ia=16~160，电动机转速的可选范围为nd=ia×n=(16×160)×38.2=611.2~6112r/min。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，选定型号为Y112M-4的三相异步电动机，额定功率为4KW,满载转速nm=1440r/min，同步转速1500r/min。2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n和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为:ia=nm/n=1440/38.2=37.7（2）分配传动装置传动比:ia=i0×i式中i0,i1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i0=2.5，则减速器传动比为:i=ia/i0=37.7/2.5=15.1取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为:i12=1.3i=1.3×15.1=4.43则低速级的传动比为:i23=ii12=15.14.43=3.41第四部分计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速:nI=nm/i0=1440/2.5=576r/minnII=nI/i12=576/4.43=130r/minnIII=nII/i23=130/3.41=38.1r/minnIV=nIII=38.1r/min（2)各轴输入功率:PI=Pd×=3.36×0.96=3.23KWPII=PI×=3.23×0.98×0.97=3.07KWPIII=PII×=3.07×0.98×0.97=2.92KWPIV=PIII×=2.92×0.98×0.99=2.83KW则各轴的输出功率：PI'=PI×0.98=3.17KWPII'=PII×0.98=3.01KWPIII'=PIII×0.98=2.86KWPIV'=PIV×0.98=2.77KW(3)各轴输入转矩:TI=Td×i0×电动机轴的输出转矩:Td=9550×pdnm=9550×3.361440=22.3Nm所以：TI=Td×i0×=22.3×2.5×0.96=53.5NmTII=TI×i12×=53.5×4.43×0.98×0.97=225.3NmTIII=TII×i23×=225.3×3.41×0.98×0.97=730.3NmTIV=TIII×=730.3×0.98×0.99=708.5Nm输出转矩为：TI'=TI×0.98=52.4NmTII'=TII×0.98=220.8NmTIII'=TIII×0.98=715.7NmTIV'=TIV×0.98=694.3Nm第五部分V带的设计1选择普通V带型号计算功率Pc:Pc=KAPd=1.1×3.36=3.7KW根据手册查得知其交点在A型交界线范围内，故选用A型V带。2确定带轮的基准直径，并验算带速取小带轮直径为d1=100mm,则：d2=n1×d1×(1-)/n2=i0×d1×(1-)=2.5×100×(1-0.02)=245mm由手册选取d2=250mm。带速验算：V=nm×d1×π/(60×1000)=1440×100×π/(60×1000)=7.54m/s介于5~25m/s范围内，故合适。3确定带长和中心距a0.7×(d1+d2)≤a0≤2×(d1+d2)0.7×(100+250)≤a0≤2×(100+250)245≤a0≤700初定中心距a0=472.5mm，则带长为:L0=2a0+π×(d1+d2)/2+(d2-d1)2/(4×a0)=2×472.5+π×(100+250)/2+(250-100)2/(4×472.5)=1506mm由表9-3选用Ld=1600mm，确定实际中心距为：a=a0+(Ld-L0)/2=472.5+(1600-1506)/2=519.5mm4验算小带轮上的包角:=1800-(d2-d1)×57.30/a=1800-(250-100)×57.30/519.5=163.5012005确定带的根数：Z=Pc/((P0+P0)×KL×K故要取Z=3根A型V带。6计算轴上的压力：由初拉力公式有：F0=500×Pc×(2.5/K-1)/(Z×V)+q×V2=500×3.7×(2.5/0.96-1)/(3×7.54)+0.10×7.542=136.9N作用在轴上的压力：FQ=2×Z×F0×sin(1/2)=2×3×136.9×sin(163.5/2)=812.8N第六部分齿轮的设计（一）高速级齿轮传动的设计计算1齿轮材料、热处理及精度：考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用渐开线斜齿轮。1）材料：高速级小齿轮选用40Cr钢调质，齿面硬度为小齿轮：274~286HBW。高速级大齿轮选用45钢调质，齿面硬度为大齿轮：225~255HBW。取小齿齿数：Z1=22，则：Z2=i12×Z1=4.43×22=97.46取：Z2=1002）初选螺旋角:=130。2初步设计齿轮传动的主要尺寸，按齿面接触强度设计：d1t≥32KtT1ψdεα×u±1u×ZHZE[σH]2确定各参数的值:1)试选Kt=1.62)T1=53.5Nm3)选取齿宽系数d=14)由表8-5查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa5)由图8-15查得节点区域系数ZH=2.456)由式8-3得：=[1.88-3.2×(1/Z1+1/Z2)]×cos=[1.88-3.2×(1/22+1/100)]×cos130=1.6597)由式8-4得：=0.318dZ1tan=0.318×1×22×tan130=1.618)由式8-19得:Z11.659=0.7769)由式8-21得：Z=cosβ=cos13=0.9910)查得小齿轮的接触疲劳强度极限:Hlim1=650MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限:Hlim2=530MPa。11)计算应力循环次数：小齿轮应力循环次数：N1=60nkth=60×576×1×5×300×2×8=8.29×108大齿轮应力循环次数：N2=60nkth=N1/u=8.29×108/4.43=1.87×10812)由图8-19查得接触疲劳寿命系数:KHN1=0.89,KHN2=0.9213)计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1,得:[H]1=KHN1σHlim1S=0.89×650=578.5MPa[H]2=KHN2σHlim2S=0.92×530=487.6MPa许用接触应力:[H]=([H]1+[H]2)/2=(578.5+487.6)/2=533.05MPa3设计计算:小齿轮的分度圆直径:d1t:d1t≥32KtT1ψdεα×u±1u×ZHZE[σH]2=32×1.6×53.5×10001×1.659×4.43+14.43×2.45×189.8533.052=45.8mm4修正计算结果：1)确定模数：mn=d1tcosβZ1=45.8×cos13022=2.03mm取为标准值:2mm。2)中心距：a=Z1+Z2mn2cosβ=()22+100×22×cos130=125.2mm3)螺旋角：=arccosZ1+Z2mn2a=arccos()22+100×22×125.2=1304)计算齿轮参数：d1=Z1mncosβ=22×2cos130=45mmd2=Z2mncosβ=100×2cos130=205mmb=φd×d1=45mmb圆整为整数为：b=45mm。5)计算圆周速度v:v=πd1n160×1000=3.14×45×57660×1000=1.36m/s由表8-8选取齿轮精度等级为8级。6)同前，ZE=189.8MPa。由图8-15查得节点区域系数为:ZH=2.45。7)由式8-3得：=[1.88-3.2×(1/Z1+1/Z2)]×cos=[1.88-3.2×(1/22+1/100)]×cos130=1.6598)由式8-4得：=0.318dZ1tan=0.318×1×22×tan130=1.619)10)同前，取:Z11.659=0.77611)由式8-21得：Z=cosβ=cos13=0.9912)由表8-2查得系数：KA=1，由图8-6查得系数：KV=1.1。13)Ft=2T1d1=2×53.5×100045=2377.8NKAFtb=1×2377.845=52.8100Nmm14)由tant=tann/cos得：t=arctan(tann/cos)=arctan(t