33机械设计课程设计-二级斜齿圆柱齿轮减速器

机械设计课程设计原始资料一、设计题目热处理车间零件输送设备的传动装备二、运动简图图11—电动机2—V带3—齿轮减速器4—联轴器5—滚筒6—输送带1三、工作条件该装置单向传送,载荷平稳,空载起动,两班制工作,使用期限5年(每年按300天计算),输送带的速度容许误差为±5%.四、原始数据滚筒直径D（mm）：320运输带速度V（m/s）：0.75滚筒轴转矩T（N·m）：900五、设计工作量1减速器总装配图一张2齿轮、轴零件图各一张3设计说明书一份六、设计说明书内容1.运动简图和原始数据2.电动机选择3.主要参数计算4.V带传动的设计计算5.减速器斜齿圆柱齿轮传动的设计计算6.机座结构尺寸计算7.轴的设计计算8.键、联轴器等的选择和校核9.滚动轴承及密封的选择和校核10.润滑材料及齿轮、轴承的润滑方法11.齿轮、轴承配合的选择212.参考文献七、设计要求1.各设计阶段完成后,需经指导老师审阅同意后方能进行下阶段的设计;2.在指定的教室内进行设计.一.电动机的选择一、电动机输入功率wP60600.75244.785/min223.140.32wvnrRn90044.7854.21995509550wwTnPkw二、电动机输出功率dP其中总效率为32320.960.990.970.990.960.833v带轴承齿轮联轴滚筒4.2195.0830.833wdPPkw查表可得Y132S-4符合要求,故选用它。Y132S-4(同步转速1440minr，4极)的相关参数表1额定功率满载转速堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩质量5.5kw1440minr2200Nmm2300Nmm68kg二.主要参数的计算一、确定总传动比和分配各级传动比传动装置的总传动比144032.1544.785mwnin总查表可得V带传动单级传动比常用值2~4，圆柱齿轮传动单级传动比常用值3为3~5，展开式二级圆柱齿轮减速器121.3~1.5ii。初分传动比为2.5Vi带，14.243i，23.031i。二、计算传动装置的运动和动力参数本装置从电动机到工作机有三轴，依次为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ轴，则1、各轴转速1440576min2.5mVnnriⅠ带2135.75344.288min3.031nnriⅡⅢ2、各轴功率05.50.965.28ddVPPPkwⅠⅠ带5.280.990.975.070PPPkwⅡⅠⅠⅡⅠ轴承齿轮5.0700.990.974.869PPPkwⅢⅡⅡⅢⅡ轴承齿轮3、各轴转矩5.59550955036.4761440dddPTNmn036.4762.50.9687.542dVTTiNmⅠⅠ带187.5424.2430.990.97356.695TTiNmⅡⅠⅠⅡ2356.6953.0310.990.971038.221TTiNmⅢⅡⅡⅢ表2项目电机轴高速轴Ⅰ中间轴Ⅱ低速轴Ⅲ1576135.753min4.243nnriⅠⅡ4转速(min)r1440576135.75362.706功率()kw5.55.285.0704.869转矩Nm36.47687.542356.6951038.221传动比2.54.2433.031效率0.960.960.922三V带传动的设计计算一、确定计算功率caP查表可得工作情况系数1.2Ak故1.25.56.6caAPkPkw二、选择V带的带型根据caPn、，由图可得选用A型带。三、确定带轮的基准直径dd并验算带速v1、初选小带轮的基准直径1dd。查表8-6和8-8可得选取小带轮的基准直径190ddmm2、验算带速v按计算式验算带的速度19014406.782601000601000ddnvms因为530msvms，故此带速合适。3、计算大带轮的基准直径2dd按式(8-15a)计算大带轮的基准直径212.590225ddVdidmm带根据教材表8-8，圆整得2224ddmm。54、确定V带的中心距a和基准直径dL（1）按计算式初定中心距0500amm12012(0.7()2())ddddddadd（2）按计算式计算所需的基准长度22100120()2()24dddddddLadda2(22490)2430(90224)24430=1364mm查表可选带的基准长度1400dLmm（3）按计算式计算实际中心距a0014001364(430)44822ddLLaammmm中心距的变化范围为427490mmmm。5、验算小带轮上的包角112157.357.318018022490163120448dddda6、计算带的根数（1）计算单根V带的额定功率rP由1901440minddmmnr和查表可得01.064Pkw根据1440min2.7nri，和A型带，查表可得00.169Pkw、0.956k、0.96Lk。故r00P1.0640.1690.9560.961.132LPPkkkw（2）计算V带的根数Zr6.65.830P1.132caP故取V带根数为6根7、计算单根V带的初拉力的最小值0minF查表可得A型带的单位长度质量0.10qkgm620min2.5500cakPFqvkZv22.50.9566.6(5000.16.782)1360.95666.782NN应使带的实际初拉力00minFF。8、计算压轴力pF压轴力的最小值为10minmin2sin2PFZF16326136sin2。1614N四减速器斜齿圆柱齿轮传动的设计计算一、高速级齿轮1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按图所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。（2）运输装置为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。（3）材料选择：查表可选择小齿轮材料为40Cr(调质)，硬度为280HBS；大齿轮材料为45钢(调质)，硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。（4）选小齿轮齿数120Z，大齿轮齿数24.2432085Z，取285Z（5）选取螺旋角，初选螺旋角142、按齿面接触强度设计，按计算式试算即321121tHEtdHkTZZudu（1）确定公式内的各计算数值①试选1.6tk，由图10-2610.740，20.820则有121.560②小齿轮传递转矩187.542TNm③查图10-30可选取区域系数2.433HZ查表10-7可选取齿宽系数1d④查表10-6可得材料的弹性影响系数12189.8EZMP。⑤查图10-21d得按齿面硬度选取小齿轮的接触疲劳强度极限lim1600HaMP，大齿轮的接触疲劳强度极限lim2550HaMP。7⑥按计算式计算应力循环次数811606057612830058.29410hNnjL8828.294101.95104.243N⑦查图可选取接触疲劳寿命系数11.02HNk，21.12HNk。⑧计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数1S，按计算式(10-12)得1lim111.02600612HNHHakMPS2lim221.12550616HNHHakMPS（2）计算相关数值①试算小齿轮分度圆直径1td，由计算公式得32121.687.54210005.242.433189.850.0711.5604.24614tdmm②计算圆周速度1150.075761.509601000601000tdnvms③计算齿宽b及模数ntm1150.0750.07dtbdmm11cos50.07cos142.42920tntdmmmZ2.252.252.4295.466nthmmmmm50.079.165.466bh④计算总相重合度10.318tan0.318120tan141.586dZ1261261661422HHHaMP8⑤计算载荷系数k查表可得使用系数1Ak，根据1.509vms，7级精度，查表10-8可得动载系数1.07Vk，由表10-4查得HK的值与直齿轮的相同，为1.4191.350Fk，1.4HFkk故载荷系数11.071.41.4192.126AVHHkkkkk⑥按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，按计算式得33112.12645.81455.0461.6ttkddmmk⑦计算模数nm11cos55.046cos142.67120ndmmmZ3、按齿根弯曲强度设计，按计算式(10-17)试算即321212cosFaSanFdkTYYYmZ（1）确定公式内的各计算数值①、计算载荷系数11.071.41.352.022AVFFkkkkk②根据纵向重合度1.586，查图10-28可得螺旋角影响系数0.88Y。③查图可选取区域系数2.433HZ，30.795，40.875则有34'1.67④查表取应力校正系数11.569SaY，21.783SaY。⑤查表取齿形系数12.724FaY，22.194FaY。(线性插值法)⑥查图10-20C可得小齿轮的弯曲疲劳强度极限1500FEaMP，大齿轮的弯曲疲劳强度极限2380FEaMP。⑦查图可取弯曲疲劳寿命系数10.87FNk，20.90FNk。9⑧计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数1.4S，按计算式(10-22)计算得1110.87500310.7141.4FNFEFakMPS2220.90380244.2861.4FNFEFakMPS⑨计算大、小齿轮的FaSaFYY并加以计算1112.7241.5690.014310.714FaSaFYY2222.1941.7830.016244.286FaSaFYY大齿轮的数值较大。（2）设计计算32222.02287.54210000.88cos140.0161.9791201.586nmmm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，故取2nmmm，已可满足弯曲强度，但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径155.046dmm来计算应有的齿数，于是有11cos55.046cos1426.7052ndZm取127Z，则2114.24327115ZiZ4、几何尺寸计算（1）计算中心距12271152146.3472cos2cos14nZZmamm将中心距圆整为147amm。（2）按圆整后的中心距修正螺旋角1012271152arccosarccos14.98622147nZZma。因值改变不多，故参数、k、HZ等不必修正。（3）计算大、小齿轮的分度圆直径1127255.901coscos14.986nZmdmm。221152238.099coscos14.986nZmdmm。（4）计算齿轮宽度1155.90155.901dbdmm圆整后取155Bmm，260Bmm。二、低速级齿轮1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按图所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动