课程设计书

共页第页课程设计书课题：设计一带式输送机传动用的双级圆柱斜齿轮展开式减速器。工作条件：1、主要用于运送谷物、型砂、碎矿石、煤等。2、工作时输送机运转方向不变，工作载荷稳定。3、输送鼓轮的传动效率取为0.97。4、工作寿命15年，每年300个工作日，每日工作16h。设计参数：1、输送带的牵引力F=2.4kN2、输送带的速度ν=1.6m/s3、输送带鼓轮的直径D=480mm设计要求：1、绘制减速器装配工作图一张（A0）。2、绘制零件工作图一张（A3）。3、编写设计计算说明书一份，约8000字左右。共页第页设计步骤一、传动方案的拟定及说明1、传动方案的拟定带式输送机传动简图：1—输送带鼓轮2—链传动3—减速器4—联轴器5—电动机2、传动方案的说明1、减速器类型：两级展开式圆柱斜齿轮减速器。2、外传动为链传动。3、①根据带式输送机的设计参数可以判断该工作机属于小功率、载荷变化不大的情况，可以采用链传动（结构简单，价格便宜，标准化程度高，成本低廉）。②该减速器内的传动元件—齿轮相对于轴承不对称，因此沿齿宽载荷分布不均匀，要求轴具有较大的刚度；同时，两级展开式圆柱斜齿轮减速器是两级减速器中应用最广泛的一种，因此减速器采用两级展开式。③总的来说，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件，工作可靠，结构简单，尺寸紧凑，加工方便，成本低廉，传动效率高和使用维护方便。共页第页《机械设计》课程设计说明书设计计算与说明计算结果二、传动装置总体设计计算（一）选择电动机1、选择电动机类型及结构形式根据机械设备的工作条件和要求，可选择Y系列笼型、全封闭自扇冷式结构三相异步交流电动机。2、选择电动机的容量（1）工作机的输出功率kwkwFvpwo84.36.14.2（2）从电动机到工作机输送带间的总效率5423421上式中，54321、、、、分别为联轴器、轴承、齿轮、滚筒和链轮（滚子链）的传动效率，查表2-3，取,98.0,99.021.96.0,97.0,97.0543则，80.096.097.097.098.099.024故电动机的输出功率kwppwod8.480.084.33、确定电动机转速按表2-2推荐的传动比合理范围，二级展开式斜齿轮减速器的传动比；减40~8i按表2-1推荐，链传动比为，链5~2i工作卷筒的转速为：min/7.6348014.36.1100060rnw则电动机转速可选范围：min/)0.12740~2.1019(7.63)5~2()40~8(rniinwd链减符合这一范围的同步转速有1500r/min、3000r/min，综合kwpwo84.380.0kwpd8.4min/7.63rnw共页第页考虑，决定选用同步转速为1500r/min的电动机，型Y132S-4.由表20-1可知该电动机的额定功率为5.5kw,满载速度min/1440rnp。（二）计算传动装置的总传动比，并分配传动比（1）总传动比61.227.631440wpnni（2）分配传动比321iiii为实现两级大齿轮直径相近，取214.1ii,另，根据表2-1链传动比的合理范围，取3.23i，则有7.33.261.224.14.131iii66.23.27.361.22312iiii(三)计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴的转速min/6.633.2min/3.146min/3.14666.2min/2.389min/2.3897.3min/1440min/144032111rrinnrrinnrrinnrnnШwШp（2）各轴的输入功率kwppkwppkwppkwppШШd05.497.098.030.430.497.098.052.452.497.098.075.475.499.08.4523232111卷（3）各轴的输入转矩Y132S--4kwp5.5额min/1440rnp61.22i7.31i66.22i3.23imin/6.63min/3.146min/2.389min/14401rnrnrnrnwШkwpkwpkwpkwpШ05.430.452.475.41卷共页第页mNrkwnpTmNrkwnPTmNrkwnPTmNrkwnPTmNrkwnPTШШШpd14.608min/6.6305.49550955069.280min/3.14630.49550955090.110min/2.38952.49550955050.31min/144075.49550955083.31min/14408.4955095501110卷卷卷注意：上式中0T为电动机轴输出转矩。将计算结果汇总于下表A--A，以备查用。表A-A轴名功率（kw）转矩（mN）转速（r/min）传动比效率电动机4.831.83144010.9914.7531.5014403.70.95П4.52110.90389.22.660.95Ш4.30280.69146.302.30.94卷筒轴4.05608.1463.6三、齿轮设计（一）高速级圆柱斜齿轮设计1、选择齿轮材料及精度等级（1）选择齿轮材料由于此对齿轮传递的功率，转速并不太高，故大、小齿轮均选用软齿面。参考10-2，小齿轮：45钢调质，硬度217-255HBW，取236HBW;大齿轮：45钢正火，硬度169-217HBW,取193HBW.（2）选择精度等级由表10-4选择8级精度，要求表面粗糙度mRa3.6~2.32、按齿面接触疲劳强度设计因为是闭式软齿面齿轮传动，故按齿面接触疲劳强度进行设计，由于两轮均为钢质齿轮，可用式（10-11）求1d值。然后按照弯曲疲劳强度校核。mNTmNTmNTmNTmNTШ14.60869.28090.11050.3183.3110卷小齿轮：调质，硬度236HBW.大齿轮：正火，硬度193HBW.8级精度共页第页（1）载荷系数K。查表10-5取K=1.2.（2）高速级小齿轮齿数1z、大齿轮的齿数2z取小齿轮的齿数1z=24，则89247.3112ziz。（3）初选螺旋角β=12度，齿宽系数8.0d。（在双级齿轮减速器中，齿轮非对称布置，且为软齿面，由表10-8可查齿宽系数）（4）许用接触应力[H]由表10-1查得aHaHMPMP390,5902lim1lim，由表10-3查得1HS.接触应力循环系数：99129111068.17.31022.61022.6)1630015(114406060iNNjLnNh由图10-3查得接触疲劳寿命系数.97.0,99.021NTNTZZ许用接触应力为aHNTHHaaHNTHHMPSZMPMPSZ3.378197.0390][1.584199.0590][22lim211lim1aHHHHMP3.4763.38723.1),3.3871.584(5.0min][23.1]),[]([5.0min][221（5）计算小齿轮分度圆直径由表10-6查得8.189EZmmZuuKTdHEd75.45)34.4768.18917.3(7.38.07.42.11050.31)][17.3()1(32332113、计算齿轮的几何尺寸（1）确定模数86.12412cos75.4511zdm查表5-2(机械设计基础P89),取2.1K8.012892421dzzmmdMPMPMPZZNNMPMPaHaHaHNTNTaHaH75.4534.476][3.387][1.584][97.099.01068.11022.63905901212192912lim1lim共页第页标准值m=2.0（2）计算（高速级）分度圆直径21dd、mmmzdmmmzd178890.248240.22211（3）计算传动中心距ammzzma52.11512cos)8924(0.25.0)(cos21211圆整后mma116（判断：大齿轮的齿顶圆直径发生干涉现象）不会所以设计的大齿轮与轴因,2,182)(21782'*2'admmmhhddana（4）确定螺旋角06.131162)8924(0.2arccos2)(arccos21azzm（5）计算齿宽21bb、.45,)50~45(10~5,404.38488.012121mmbmmbbmmbmmdbd取经圆整后取（5）计算齿轮的圆周速度smsmndv/62.3/10006014404814.310006011由表10-4可知，选用8级精度合适。4、校核弯曲疲劳强度（1）齿形系数FaY和应力修正系数SaY小、大齿轮的当量齿数96.2506.13cos24cos3311zzv3.9606.13cos89cos3322zzv由表10-7查得595.1,60.211SaFaYY79.1,18.222SaFaYY0.2mmmammdmmd1161784812106.13smvmmbmmb/62.35055213.9696.2521vvzz共页第页（2）许用弯曲应力[F]由表10-2查得aFaFMPMP170,2302lim1lim由表10-3查得3.1FS由表10-4查得弯曲疲劳寿命系数85.0,9.021NTNTYY许用弯曲应力为：aaFNTSTFFaFNTSTFFMPMPSYYMPMPaSYY3.2223.185.02170][5.3183.19.02230][22lim211lim1（3）校核弯曲疲劳强度aaSaFaFaaSaFaFMPMPYYbmdKTMPMPYYbmdKT46.6179.118.2482403150020.160.160.132.65595.160.248240315002.16.16.12211211111则],[],[2211FFFF满足齿根弯曲疲劳强度要求。5、齿轮的结构设计根据齿轮的结构设计的标准（对于锻造齿轮而言，当圆柱齿轮的齿根圆至键槽底部的距离时，应将齿轮与轴mx)5.2~2(制成一体即齿轮轴；当齿轮的齿顶圆直径ad=200~500时，为了减轻重量，节约材料，常采用腹板式结构）所以，小齿轮应当与轴制成一体，大齿轮采用腹板式。6、高速级齿轮设计数据总结表（B-B），以备查用。表B-B项目齿数模数齿宽（mm）螺旋角(°)分度圆直径（mm）小齿轮2424513.0648大齿轮8924013.06178中心距mma1441(二)低速级圆柱斜齿轮设计79.1595.118.260.22121SaSaFaFaYYYY85.09.03.1170230212lim1limNTNTFaFaFYYSMPMPaFaFMPMP3.222][5.318][21满足齿根弯曲疲劳强度。共页第页1、选择齿轮材料及精度等级（1）选择齿轮材料根据表A-A数据，可以看出低速级齿轮传递的功率并不算太大，故大小齿轮都选用软齿面。参考表10-2，根据各种材料的应用范围，可选大小齿轮的材料。小齿轮：45钢调质，硬度HBW255~217,取250HBW；大齿轮：45钢调质，硬度,255~217HBW取220HBW.（2）选择精度等级因为是普通减速器，由表10-4选择8级精度，要求齿面粗糙度.3.6~2.3mRa2、按齿面接触疲劳强度设计因为是闭式软齿面齿轮传动，故按