30二级圆柱斜齿轮减速器-机械设计课程设计说明书 (1)

1目录第一章传动系统总体方案设计..........................21．1选择电动机..........................................21.1.1选择电动机类型.............................................21.1.2选择电动机容量.............................................21.1.3确定电动机转速.............................................21．2传动装置总传动比的分配.............................31.2.1传动装置的总传动比.........................................31.2.2分配各级传动比.............................................31．3计算传动装置的运动参数和动力参数...................31.3.1各轴的转速.................................................31.3.2各轴的功率.................................................31.3.3各轴的转矩.................................................3第二章传动零件的设计................................42．1齿轮的设计.........................................42.1.1轴Ⅰ和轴Ⅱ相啮合的一对齿轮设计.............................42.1.2轴Ⅱ和轴Ⅲ相啮合的一对齿轮设计.............................82．2轴的设计..........................................112.2.1轴Ⅱ的设计................................................112.2.2轴Ⅲ的设计................................................132.2.3轴Ⅰ的设计................................................202．3轴承寿命的校核....................................222.3.1轴Ⅰ上轴承寿命的校核......................................222．4键强度的校核................................................232.4.1轴Ⅲ上键强度的校核........................................23第三章箱体结构及减速器附件设计.....................243．1箱体设计...........................................243.1.1铸造箱体的结构设计........................................243．2箱体附件设计......................................253.2.1箱体附件的设计.............................................25参考文献............................................262第一章传动系统总体方案设计1．1选择电动机1.1.1选择电动机类型按照工作要求和条件，选用Y型全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为380V。1.1.2选择电动机容量电动机所需功率，按照公式可得：dPawnη=由公式可得：=wPkwFvwη1000根据带式输送机工作类型，可以取工作机的效率为96.0=wη传动装置的总效率为233221ηηηη=a查表可得机械传动和摩擦副的效率概略值，确定各部分的效率为：联轴器效=1η0.99，滚动轴承传动效率（一对）=2η0.98，闭式齿轮传动效率=3η0.97，代入公式可得8679.097.098.099.0232=××=η所需电动机的功率为kwFvPwd7.496.08676.010005.216001000因载荷平稳，电动机的额定功率cdP略大于dP即可。由表格所示Y系列三相异步电动机的技术参数，选电动机的额定功率cdP为5.5kw。1.1.3确定电动机转速卷筒轴工作转速为min/157.106450π5.2100060π100060rDvn由表可知，两级圆柱齿轮减速器一般传动比为8~40，则总传动比合理范围1ai=8~40，故电动机转速的可选范围为min/157.106)40~8(11rninad=849.526~4246.28r/min符合这一范围的同步转速有min/750r、min/1000r、min/1500r、，由于3min/750r无特殊条件要求，不常用，故仅将同步转速为min/1000rmin/3000r、min/3000rmin/1500r、三种方案进行比较。先试选min/1000r，其型号为Y132M2-6的电动机，其满载为min/960r.1．2传动装置总传动比的分配1.2.1传动装置的总传动比02.9157.106960nnim1.2.2分配各级传动比高速级的传动比02.95.102.93.11i=3.4267.3低速级的传动比68.346.267.304.9428.304.912iii试选1i=3.6，2i=2.51．3计算传动装置的运动参数和动力参数1.3.1各轴的转速Ⅰ轴：nImin/960rnmⅡ轴：nⅡmin/67.266min/6.314401ΙrrinⅢ轴：nⅢmin/67.106min/2.5266.67rr滚筒轴：=wnnⅢ=min/67.106r1.3.2各轴的功率Ⅰ轴：pI=kwkwpm445.599.05.51Ⅱ轴：pⅡ=pⅠkwkw17.597.098.0445.532Ⅲ轴：pⅢ=pⅡkwkw92.497.098.017.5ηη32滚筒轴：=wppⅢkwkw774.499.098.092.4121.3.3各轴的转矩电动机轴：mnmnnpTmm7.549605.5955095500Ⅰ轴：TⅠ=mnmn16.54960445.59550Ⅱ轴：TⅡmnmn57.19767.266176.595504Ⅲ轴：TⅢmnmn47.44067.10692.49550滚筒轴：mnmnTw40.42767.106774.49550将以上算得的运动参数和动力参数列于表1-2中。表1-2参数轴号电动机轴Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴滚筒轴转速n/（r/min）960960266.67106.67106.67功率p/kw5.55.4455.1764.924.774转矩T/(mN•)54.754.16197.57440.47427.40传动比i13.62.51效率η0.990.950.950.97第二章传动零件的设计2．1齿轮的设计2.1.1轴Ⅰ和轴Ⅱ相啮合的一对齿轮设计2.1.1.1选精度等级、材料及齿数1)材料选择及热处理方法所设计的齿轮传动属于闭式传动，这里采用硬齿面齿轮，查表得，选用的材料为：小齿轮选用40Cr调制处理硬度为48至55HRC大齿轮选用45钢调制处理硬度为48至55HRC2)精度等级选用7级精度。3)选小齿轮齿数为241z，则大齿轮齿数为862z。4)选取螺旋角，初选螺旋角°=14β。2.1.1.2按齿面接触强度设计5由公式可得⑦计算模数mmmmZdmn558.12414cos54.38cos1132α11)][(u1ξφ2≥HEHdttZZuTkdσ+1)确定公式内的各计算数值①试选6.1=tK②由图选取区域系数433.2=HZ③由图可查得78.01，87.0ξ2则65.187.078.021④小齿轮的转矩为mmNmNT5416016.541⑤由表选取齿宽系数0.8⑥由表查得材料的弹性影响系数218.189MPaZE=⑦按图查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPaH11001lim，大齿轮的接触疲劳极限MPaH11002lim⑧由式可得，计算应力循环次数31776.310300838.0960606011hjLnn，92109216.0n⑨由图取接触疲劳寿命系数90.01HNK,95.02=HNK⑩计算接触疲劳许用应力取失效概率为1％，安全系数S=1，由式可得MPaSKHNH990σ][1lim11MPaMPaSKHNH1045110095.0σ][2lim22⑪计算接触应力MPaMPaHHH5.1017210459902][][][212)计算①计算小齿轮分度圆直径td1，有计算公式得mmdt0.38)5.10178.189433.2(6.36.465.18.0116.546.12321②计算圆周速度smsmv/90912.1/1000609600.38π③计算齿宽b及模数ntmb=1mmmm4.300.388.0536.12414cos0.38ntm6h=2.25mmmnt45.3536.125.281.845.34.30hb④计算纵向重合度βξ5224.114tan248.031.0tan31.01Zd⑤计算载荷系数K已知使用系数1=AK,根据V=1.536m/s,7级精度。由图查得动载荷系数08.1vK由表查得29.1HK由图查得27.1FK由表查得2.1FHKK,故载荷系数K=67.129.12.108.11⑥按实际的载荷系数核正所算得分度圆直径，有公式可得mmmmKKddtt54.386.167.13833112.1.1.3按齿根弯曲疲劳强度设计3α212β1][ξφβcos2≥FSaFadnYYZYKTmσ1)确定计算参数①计算载荷系数64592.127.12.108.11FFVAKKKKK②根据纵向重合度5224.1，由图查得螺旋角影响系数88.0=βY③计算当量齿数27.2614cos24cos3311ZZV14.9414cos86cos3312ZZV④查取齿形系数，由表可得600.21FaY210.22FaY⑤查取应力校正系数，由表查得596.11SaY780.12SaY⑥由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限MPaFE6201，大齿轮的弯曲疲劳强度极限MPaFE6202⑦由图10-18查取弯曲疲劳寿命系数85.01FNK88.02FNK⑧计算弯曲疲劳许用应力7取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由公式可得MPaMPaSKFNF42.3764.162085.0]σ[11MPaMPaSKFNF71.3894.162088.0][22⑨计算大，小齿轮的][FSaFaYYσ并加以比较01102.042.376596.1600.2][111FSaFaYY01094.071.389780.121.2][222FSaFaYY大齿轮的数值大2)设计计算mmmn24.101102.065.1248.0)14(cos88.016.5464.12322对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数nm大于齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数nm，取nm=2，已