华南理工大学《机械设计课程设计》二级减速器

第-1-页目录设计任务书…………………………………………………2第一部分传动装置总体设计……………………………4第二部分V带设计………………………………………6第三部分各齿轮的设计计算……………………………9第四部分轴的设计………………………………………13第五部分校核……………………………………………19第六部分主要尺寸及数据………………………………21设计任务书一、课程设计题目：设计带式运输机传动装置（简图如下）原始数据：数据编号35710运输机工作转矩T/(N.m)690630760620运输机带速V/(m/s)0.80.90.750.9卷筒直径D/mm320380320360工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限为10年，小批量生产，单班制工作（8小时/天）。运输速度允许误差为%5。二、课程设计内容1）传动装置的总体设计。2）传动件及支承的设计计算。3）减速器装配图及零件工作图。4）设计计算说明书编写。每个学生应完成：第-2-页1）部件装配图一张（A1）。2）零件工作图两张（A3）3）设计说明书一份（6000~8000字）。本组设计数据：第三组数据：运输机工作轴转矩T/(N.m)690。运输机带速V/(m/s)0.8。卷筒直径D/mm320。已给方案：外传动机构为V带传动。减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。第一部分传动装置总体设计一、传动方案（已给定）1）外传动为V带传动。2）减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。3）方案简图如下：二、该方案的优缺点：该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且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，大幅降低了成本。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。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。总体来讲，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，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。计算与说明结果三、原动机选择（Y系列三相交流异步电动机）第-3-页工作机所需功率：Pww=0.96(见课设P9)min.14832.014.38.0RDVn传动装置总效率：a（见课设式2-4）87654321a99.0199.0299.0397.0499.0597.0699.0795.08（见课设表12-8）85.095.099.097.099.097.099.099.099.0a电动机的输出功率：Pd（见课设式2-1）KwaWdPP23.485.06.3取KPwd5.5选择电动机为Y132M1-6型（见课设表19-1）技术数据：额定功率（Kw）4满载转矩（minr）960额定转矩（mN）2.0最大转矩（mN）2.0Y132M1-6电动机的外型尺寸（mm）：（见课设表19-3）A：216B：178C：89D：38E：80F：10G：33H：132K：12AB：280AC：270AD：210HD：315BB：238L：235四、传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配1、总传动比：ia（见课设式2-6）2048960nnima2、各级传动比分配：（见课设式2-7）iiiia3215.207.362.220ia初定62.21i07.32i5.23i第-4-页第二部分V带设计外传动带选为普通V带传动1、确定计算功率：Pca1）、由表5-9查得工作情况系数1.1KA2）、由式5-23（机设）kKPwAcaP65.55.51.12、选择V带型号查图5-12a(机设)选A型V带。3.确定带轮直径da1da2（1）、参考图5-12a（机设）及表5-3（机设）选取小带轮直径mmda1121Hda21（电机中心高符合要求）（2）、验算带速由式5-7（机设）smdnVa111163.5100060112960100060（3）、从动带轮直径da2mmdidaa24.29311261.212查表5-4（机设）取mmda2802（4）、传动比i5.211228012ddaai（5）、从动轮转速min1123805.2960Rnni4.确定中心距a和带长Ld（1）、按式（5-23机设）初选中心距ddaddaaaa2102127.07874.2740a取mma7000（2）、按式(5-24机设)求带的计算基础准长度L0第-5-页mmmmddddddddaL1960)7004)112280()280112(27002(2)()(2222212100查图.5-7(机设)取带的基准长度Ld=2000mm(3)、按式(5-25机设)计算中心距:ammmmaLLad20.7)219602000700(200(4)、按式（5-26机设）确定中心距调整范围mmmmaLad780)200003.0720(03.0maxmmmmaLad690)2000015.0720(015.0min5.验算小带轮包角α1由式(5-11机设)12016660180121adddd6.确定V带根数Z(1)、由表（5-7机设）查得dd1=112n1=800r/min及n1=980r/min时，单根V带的额定功率分呷为1.00Kw和1.18Kw，用线性插值法求n1=980r/min时的额定功率P0值。KwKwP16.1)800960(80098000.118.100.1(0(2)、由表（5-10机设）查得△P0=0.11Kw(3)、由表查得（5-12机设）查得包角系数96.0k(4)、由表(5-13机设)查得长度系数KL=1.03(5)、计算V带根数Z，由式（5-28机设）49.403.196.0)11.016.1(56.5)(00KKPPPLcaZ取Z=5根7．计算单根V带初拉力F0，由式（5-29）机设。NqVZvKPFaca160)15.2(50020q由表5-5机设查得8．计算对轴的压力FQ，由式（5-30机设）得NNZFFQ1588)2160sin16052(2sin210第-6-页9．确定带轮的结构尺寸，给制带轮工作图小带轮基准直径dd1=112mm采用实心式结构。大带轮基准直径dd2=280mm，采用孔板式结构，基准图见零件工作图。第三部分各齿轮的设计计算一、高速级减速齿轮设计（直齿圆柱齿轮）1.齿轮的材料，精度和齿数选择，因传递功率不大，转速不高，材料按表7-1选取，都采用45号钢，锻选项毛坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。齿轮精度用8级，轮齿表面精糙度为Ra1.6，软齿面闭式传动，失效形式为占蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，取Z1=34则Z2=Z1i=34×2.62=892.设计计算。（1）设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。（2）按齿面接触疲劳强度设计，由式（7-9）31112uudKHtZZZdaEZHtT1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.42/384=134794N·mm由图（7-6）选取材料的接触疲劳，极限应力为бHILim=580бHILin=560由图7-7选取材料弯曲疲劳极阴应力бHILim=230бHILin=210应力循环次数N由式（7-3）计算N1=60n,at=60×(8×360×10)=6.64×109N2=N1/u=6.64×109/2.62=2.53×109由图7-8查得接触疲劳寿命系数；ZN1=1.1ZN2=1.04由图7-9查得弯曲；YN1=1YN2=1由图7-2查得接触疲劳安全系数：SFmin=1.4又YST=2.0试选Kt=1.3由式(7-1)(7-2)求许用接触应力和许用弯曲应力PZSaNHHmM6381minlimPZSaNHHHM5822minlim2PYSYaNFSTlinFFK3281min11PYSYaNFSTlinFFM3002min22将有关值代入式(7-9)得10.6512)(31221uudtHEUtTKZZZd第-7-页则V1=(πd1tn1/60×1000)=1.3m/s(Z1V1/100)=1.3×(34/100)m/s=0.44m/s查图7-10得Kv=1.05由表7-3查和得KA=1.25.由表7-4查得Kβ=1.08.取Kα=1.05.则KH=KAKVKβKα=1.42,修正mmtdd68.663.142.1311M=d1/Z1=1.96mm由表7-6取标准模数：m=2mm(3)计算几何尺寸d1=mz1=2×34=68mmd2=mz2=2×89=178mma=m(z1＋z2)/2=123mmb=φddt=1×68=68mm取b2=65mmb1=b2+10=753.校核齿根弯曲疲劳强度由图7-18查得，YFS1=4.1，YFS2=4.0取Yε=0.7由式(7-12)校核大小齿轮的弯曲强度.132321153.407.01.4234113678437.122FadFPMmZK2121254.391.40.453.40FaFSFSFFPYYM二、低速级减速齿轮设计（直齿圆柱齿轮）1.齿轮的材料，精度和齿数选择，因传递功率不大，转速不高，材料按表7-1选取，都采用45号钢，锻选项毛坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。齿轮精度用8级，轮齿表面精糙度为Ra1.6，软齿面闭式传动，失效形式为占蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，取Z1=34则Z2=Z1i=34×3.7=1042.设计计算。（1）设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。（2）按齿面接触疲劳强度设计，由式（7-9）31112uudKHtZZZdaEZHtT1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.20/148=335540N·mm由图（7-6）选取材料的接触疲劳，极限应力为бHILim=580бHILin=560由图7-7选取材料弯曲疲劳极阴应力бHILim=230бHILin=210应力循环次数N由式（7-3）计算N1=60nat=60×148×(8×360×10)=2.55×109N2=N1/u=2.55×109/3.07=8.33×108由图7-8查得接触疲劳寿命系数；ZN1=1.1ZN2=1.04由图7-9查得弯曲；YN1=1YN2=1由图7-2查得接触疲劳安全系数：SFmin=1.4又YST=2.0试选Kt=1.3由式(7-1)(7-2)求许用接触应力和许用弯曲应力第-8-页PZSaNHHmM5801minlimPZSaNHHHM5862minlim2PYSYaNFSTlinFFK3281min11PYSYaNFSTlinFFM3002min22将有关值代入式(7-9)得mmuudtHEUtTKZZZd43.7012)(31221则V1=(πd1tn1/60×1000)=0.55m/s(Z1V1/100)=0.55×(34/100)m/s=0.19m/s查图7-10得Kv=1.05由表7-3查和得KA=1.25.由表7-4查得Kβ=1.08.取Kα=1.05.则KH=KAKVKβKα=1.377,修正mmtdd8.713.137.1311M=d1/Z1=2.11mm由表7-6取标准模数：m=2.5mm(3)计算几何尺寸d1=mz1=2.5×34=85mm