单级斜齿圆柱齿轮减速器课程设计

机械设计课程设计计算说明书设计题目：带式运输机传动装置专业0班设计者：指导老师：2009年12月27日专业课设计课程设计说明书一、传动方案拟定……………………………………………二、电动机的选择……………………………………………三、计算总传动比及分配各级的传动比……………………四、运动参数及动力参数计算………………………………五、传动零件的设计计算……………………………………六、轴的设计计算……………………………………………七、滚动轴承的选择及校核计算……………………………八、键联接的选择及计算……………………………………九、润滑方式的确定………………………………………十、参考资料………………………………………………计算过程及计算说明一、传动方案拟定1．设计题目名称单级斜齿圆柱齿轮减速器。2．运动简图3．工作条件运输机双班制工作，单向运转，有轻微振动，小批量生产，使用年限6年。4，原始数据1．输送带牵引力F=1100N2．输送带线速度V=1.5m/s3．鼓轮直径D=250mm二、电动机选择1、选择电动机的类型：按工作要求和工况条件，选用三相鼠笼式异步电动机，封闭式结构，电压为380V，Y型。2、计算电机的容量dP：a——电机至工作机之间的传动装置的总效率：85.096.099.097.099.095.03543321a式中：1－带传动效率：0.95；2－滚子轴承传动效率：0.993－圆柱齿轮的传动效率：0.97；4－弹性联轴器的传动效率：0.995—卷筒的传动效率：0.96已知运输带的速度v=0.95m/s：kwawdPPkwFvwwP1000所以：kwFvwadP03.296.085.010005.111001000从表22-1中可选额定功率为3kw的电动机。3、确定电机转速：卷筒的转速为：min/65.11425014.35.1100060100060rDvn按表14-8推荐的传动比合理范围，取V带传动比4~21i单级圆柱齿轮减速器传动比6~42i，则从电动机到卷轴筒的总传动比合理范围为：24~8i。故电动机转速可选的范围为：min/2752~91765.114)24~8(rnind符合这一范围的转速有：1000r/min、1500r/min，；综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，可见第1种方案比较合适，因此选用电动机型号为Y100L2-4，其主要参数如下：型号功率（KW）转速（r/min）堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y100L2-4314202.22.2额定功率kW满载转速KHDADEFGHLAB31420122451602860824100380205三、计算总传动比及分配各级的传动比：总传动比：39.1265.1141420nni卷筒总分配传动比：取一级斜齿圆柱齿轮的传动比：51i，则一V带的传动比：48.2539.120i四、运动参数及动力参数计算：将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴，34231201——依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与轴4之间的传动效率。1、各轴转速：1轴：min/58.57248.21420001rinn2轴min/5.114558.572112rinn卷筒轴：min/5.11423rnn2、各轴输入功率，输出功率：输入功率：1轴：kwPPPdd93.195.003.210112轴：KWPPP91.197.099.093.13211212卷筒轴：KWPPP87.199.099.091.14233423输出功率：1轴：KWpP91.199.093.121'12轴：KWpP89.199.091.122'2卷筒轴：KWpP85.199.087.123'33各轴输入转矩，输出转矩：电动机的输出转矩：mNnPTdd*65.13142003.29550955001轴输入转矩：mNnPT*19.3258.57293.1955095501112轴输入转矩:mNnPT*31.1595.11491.195509550222卷筒轴输入转矩：mNnPT*97.1555.11487.195509550334输出转矩分别为输入转矩乘以轴承效率0.99。运动和动力参数计算结果如下表：轴名功率P（KW）转矩T（N*m）转速（r/min）传动比效率输入输出输入输出电动机轴2.0313.65142050.951轴1.931.9132.1931.87572.582.480.962轴1.911.89159.31157.72114.51.000.98卷筒轴1.871.85155.97154.41114.5五、传动零件的设计计算：1.设计V带（1）确定V带型号kA=1.2PC=KAP=1.2×3=3.6KW根据cP=3.6KW0n=1420r/min,选择A型V带，取mmd901。大轮的基准直径：7.21898.09048.2)1(102did。取mmd2242。为带传动的弹性滑动02.0~01.0。（2）验算带速：smsmVnd/25/69.66000014209014.310006011带速合适。（3）确定V带基准长度dL和中心距a0：根据：)(2)(7.021021ddadd可得a0应在mm628~8.219之间，初选中心距a0=600mm带长：mmaddddaL17006004)90224(26002412)(22)90224()(2022100取mmLd1800。计算实际中心距：mmaLLad650217001800600200。（4）验算小带轮包角：12020.1683.57650902241803.5718012add合适。（5）求V带根数Z：KKppPLc)(00今,90min,/142011mmrdn得：kwP07.10传动比：5.2)02.01(90224)1(12ddikwP17.00由20.1681查表得98.0K，查表得：01.1KL，由此可得：93.201.198.0)17.007.1(6.3)(00KKppPLc取Z=3根。（6）求作用在带轮轴上的压力QF：查表得q=0.10kg/m，故得单根V带的初拉力：NqzvvKPFc49.14310.0)198.05.2(69.636.3500)15.2(50069.6220作用在轴上压力：NzFFQ38.85622.168sin49.143322sin210。（7）确定带轮的结构尺寸，给制带轮工作图小带轮基准直径d1=90mm采用实心式结构。大带轮基准直径d2=224mm，采用腹板式结构，基准图见零件工作图。2、齿轮设计（1）选选齿轮的材料、精度和确定许用应力：因传递功率不大，转速不高，小齿轮用40Cr调质，齿面硬度HBS286~217，MPaH750~6501lim，MPaFE620~5601大齿轮用45钢调质，齿面硬度HRC286~197，MPaH620~5502lim，MPaFE480~4102。取0.1,25.1sSHF；取8.189,5.2ZZEH；[1F]=MPaSFFE48025.16001[2F]=MPaSFFE36025.14502[1H]=MPaSHH70017001lim[2H]=MPaSHH60016002lim(2)按轮齿弯曲强度设计计算齿轮精度用8级，取载荷系数K=1.2，，齿宽系数8.0d，小齿轮上的转矩：1010416122.358.57293.1955000055.9nTPN*mm大齿轮上的转矩：10104226193.155.11491.1955000055.9nTPN*mm初选螺旋角150齿数：取221Z，则1102252Z齿形系数：06.12215110,12.241522coscos3231ZZvv查图11-8得,73.21YFa22.22YFa。由图11-9得,58.11YSa81.12Ysa。因0112.036081.122.20089.048058.173.2222111FSaFaFSaFaYYYY，故应该对大齿轮进行弯曲强度计算。小齿轮法向模数：mmKCOSYYZTmFSaFadn18.1150089.08.022.32.1223224321112112210cos由表4-1取mmmn25.1。中心距：mmCOSCOSaZZmn4.85152)11022(25.1221取a=90mm。确定螺旋角：'33239021102225.1arccos2)(arccos21azzmn齿轮分度圆直径mmZmdn30'3323cos2225.1cos11mmZmdn11.150'3323cos11025.1cos22齿宽mmbdd24308.01取mmmmbb30,2512（3）验算齿面接触强度：安全。MPaMPauubKdTZZZHEH60009.45248.248.302.2493.152.12'3323cos5.28.1891211.150102422（5）齿轮的圆周速度smvnd/23.26000014203014.310006001故选8级制造精度是合宜的。（5）设计小结：名称代号单位小齿轮大齿轮中心距amm90传动比i2.48模数mmm1.25螺旋角(0)'3323齿数z22110分度圆直径d1mm30150.11材料及齿面硬度40CrHBS286~21745钢HRC286~197六、轴的设计计算输入轴设计：1、按扭矩初算轴径选用45号钢调质处理，硬度217~286HBS。查课本第245页表14-2取35MpaC=110。mmnPCd49.1658.57293.111033，考虑有键槽，将直径增大5%，则d=16.49×(1+5%)mm=17.32∴选d=18mm2、齿轮轴的结构设计（1）轴上零件的定位，固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定（2）确定轴各段直径和长度工段：mmd181长度取mmL401∵ch2c=1.5mm∴II段:mmhdd245.12218212初选用7205AC型角接触球轴承，查指导书表可知其内径为25mm,宽度为15mm.考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为55mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长：mmL9255152022III段直径：mmd253小齿轮直径335.112302mhddaamm小齿轮宽度加退刀槽4010303Lmm取过渡段直径304dmm,204Lmm取轴承直径255dmm，165Lmm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=205mm(3)按弯矩复合强度计算①求分度圆直径：已知mmd301②求转矩：已知mNT*19.321③求圆周力：FtNdTFt214630321902211④求径向力FrNFFtr78.