二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器机械设计课程设计 精品.docx

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机械设计课程设计说明书

题目：

带式输送机

1.题目及总体分析…………………………………………………3

2.各主要部件选择…………………………………………………4

3.电动机选择………………………………………………………4

4.分配传动比………………………………………………………5

5.传动系统的运动和动力参数计算………………………………6

6.设计高速级齿轮…………………………………………………7

7.设计低速级齿轮…………………………………………………12

8.链传动的设计……………………………………………………16

9.减速器轴及轴承装置、键的设计………………………………18

１轴（输入轴）及其轴承装置、键的设计………………………18

２轴（中间轴）及其轴承装置、键的设计………………………24

３轴（输出轴）及其轴承装置、键的设计………………………29

10.润滑与密封………………………………………………………34

11.箱体结构尺寸……………………………………………………35

12.设计总结…………………………………………………………36

13.参考文献…………………………………………………………36

一.题目及总体分析

题目：

设计一个带式输送机的减速器

给定条件：

由电动机驱动，输送带的牵引力，运输带速度，运输机滚筒直径为。

单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘。

工作寿命为八年，每年300个工作日，每天工作16小时，具有加工精度7级（齿轮）。

减速器类型选择：

选用展开式两级圆柱齿轮减速器。

特点及应用：

结构简单，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大的刚度。

高速级齿轮布置在远离转矩输入端，这样，轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形可部分地互相抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。

高速级一般做成斜齿，低速级可做成直齿。

整体布置如下：

图示：

5为电动机，4为联轴器，３为减速器，2为链传动，1为输送机滚筒，6为低速级齿轮传动，7为高速级齿轮传动，。

辅助件有:

观察孔盖,油标和油尺,放油螺塞,通气孔,吊环螺钉,吊耳和吊钩,定位销,启盖螺钉,轴承套,密封圈等.。

二.各主要部件选择

部件

因素

选择

动力源

电动机

齿轮

斜齿传动平稳

高速级做成斜齿，低速级做成直齿

轴承

此减速器轴承所受轴向力不大

球轴承

联轴器

结构简单，耐久性好

弹性联轴器

链传动

工作可靠，传动效率高

单排滚子链

三.电动机的选择

目的

过程分析

结论

类型

根据一般带式输送机选用的电动机选择

选用Y系列封闭式三相异步电动机

功率

工作机所需有效功率为Pw＝F×V＝7000N×0.5m/s

圆柱齿轮传动（8级精度）效率（两对）为η1＝0.972

滚动轴承传动效率（四对）为η2＝0.984

弹性联轴器传动效率η3＝0.99

输送机滚筒效率为η4＝0.97

链传动的效率η5＝0.96

电动机输出有效功率为

电动机输出功率为

型号

查得型号Y132S-4封闭式三相异步电动机参数如下

额定功率p=5.5kW

满载转速1440r/min

同步转速1500r/min

选用

型号Y132S-4封闭式三相异步电动机

四.分配传动比

目的

过程分析

结论

分配传动比

传动系统的总传动比其中i是传动系统的总传动比，多级串联传动系统的总传动等于各级传动比的连乘积；nm是电动机的满载转速，r/min；nw为工作机输入轴的转速，r/min。

计算如下,

取

取

i:

总传动比：

链传动比：

低速级齿轮传动比：

高速级齿轮传动比

五.传动系统的运动和动力参数计算

目的

过程分析

结论

传动系统的运动和动力参数计算

设：

从电动机到输送机滚筒轴分别为1轴、2轴、3轴、4轴；对应于各轴的转速分别为、、、；对应各轴的输入功率分别为、、、；对应名轴的输入转矩分别为、、、；相邻两轴间的传动比分别为、、；相邻两轴间的传动效率分别为、、。

轴号

电动机

两级圆柱减速器

工作机

1轴

2轴

3轴

4轴

转速n（r/min）

n0=1440

n1=1440

n2=342.86

n3=97.96

n4=32.65

功率P（kw）

P=5.5

P1=4.244

P2=4.034

P3=3.834

P4=3.607

转矩T（N·m）

T1=28.146

T2=112.390

T3=373.869

T4=1055.326

两轴联接

联轴器

齿轮

齿轮

链轮

传动比i

i01=1

i12=4.2

i23=3.5

i34=3

传动效率η

η01=0.99

η12=0.97

η23=0.97

η34=0.96

六.设计高速级齿轮

1．选精度等级、材料及齿数，齿型

1）确定齿轮类型．两齿轮均为标准圆柱斜齿轮

2）材料选择．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。

３）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度

4）选小齿轮齿数Ｚ1＝２４，大齿轮齿数Ｚ2＝ｉ1·Ｚ1＝4.2×24=100.8,取Z2=101。

5）选取螺旋角。

初选螺旋角

2．按齿面接触强度设计

按式（10－21）试算，即

１）确定公式内的各计算数值

（１）试选

（２）由图１０－３０，选取区域系数

（３）由图１０－２６查得　

（４）计算小齿轮传递的转矩

（５）由表１０－７选取齿宽系数

（６）由表１０－６查得材料的弹性影响系数

（７）由图１０－２１ｄ按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限

（８）由式１０－１３计算应力循环次数

（９）由图１０－１９查得接触疲劳强度寿命系数

（１０）计算接触疲劳强度许用应力

　　　　取失效概率为１％，安全系数为S=1，由式１０－１２得

２）计算

　（１）试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得

　（２）计算圆周速度

　（３）计算齿宽ｂ及模数

　（４）计算纵向重合度

　（５）计算载荷系数K

　　　已知使用系数

　　　根据，７级精度，由图１０－８查得动载荷系数

　　　由表１０－４查得

　　　由图１０－１３查得

　　　假定，由表１０－３查得

故载荷系数

　（６）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式１０－１０ａ得

（７）计算模数

3．按齿根弯曲强度设计

由式１０－１７　

1）确定计算参数

（１）计算载荷系数

（２）根据纵向重合度，从图１０－２８查得螺旋角影响系数

（３）计算当量齿数

（４）查取齿形系数

由表１０－５查得　

　（５）查取应力校正系数

　　　由表１０－５查得　

　（６）由图１０－２０ｃ查得，小齿轮的弯曲疲劳强度极限

　　　　大齿轮的弯曲疲劳强度极限

（７）由图１０－１８查得弯曲疲劳强度寿命系数

（８）计算弯曲疲劳许用应力

　　　取弯曲疲劳安全系数S＝1.4，由式１０－１２得

　（９）计算大小齿轮的

　　　　大齿轮的数据大

2）设计计算

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，取＝1.5mm，已可满足弯曲强度。

但为了同时满足接触疲劳强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数。

于是有

取，则

4．几何尺寸计算

1）计算中心距

将中心距圆整为109mm

２）按圆整后的中心距修正螺旋角

因值改变不多，故参数、、等不必修正。

3）计算大、小齿轮的分度圆直径

4）计算大、小齿轮的齿根圆直径

5）计算齿轮宽度

圆整后取；

5．验算

合适

七.设计低速级齿轮

1．选精度等级、材料及齿数，齿型

1）确定齿轮类型．两齿轮均为标准圆柱直齿轮

2）材料选择．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。

３）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度

4）选小齿轮齿数Ｚ1＝２４，大齿轮齿数Ｚ2＝ｉ1·Ｚ1＝3.5×24=84。

2．按齿面接触疲劳强度设计

由设计计算公式１０－９ａ进行试算，即

1）确定公式各计算数值

（1）试选载荷系数

（2）计算小齿轮传递的转矩

（3）由表１０－７选取齿宽系数

（4）由表１０－６查得材料的弹性影响系数

（5）由图１０－２１ｄ按齿面硬度查得

小齿轮的接触疲劳强度极限

大齿轮的接触疲劳强度极限

（６）由式１０－１３计算应力循环次数

（７）由图１０－１９查得接触疲劳强度寿命系数

（８）计算接触疲劳强度许用应力

　　取失效概率为１％，安全系数为S=1，由式１０－１２得

2）计算

（1）试算小齿轮分度圆直径，代入中的较小值

（2）计算圆周速度v

（3）计算齿宽ｂ

（4）计算齿宽与齿高之比ｂ／ｈ

模数

　　　　齿高

（5）计算载荷系数K

　　　　根据，７级精度，由图１０－８查得动载荷系数

　　　　假设，由表１０－３查得

　　由表１０－２查得使用系数

由表１０－４查得

　　　　由图１０－2３查得

故载荷系数

　（６）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式１０－１０ａ得

（７）计算模数ｍ

3．按齿根弯曲强度设计

由式１０－５得弯曲强度的设计公式为

1）确定公式内的计算数值

（1）由图１０－２０ｃ查得

小齿轮的弯曲疲劳强度极限

大齿轮的弯曲疲劳强度极限

（2）由图１０－１８查得弯曲疲劳寿命系数

（3）计算弯曲疲劳许用应力

　　取失效概率为１％，安全系数为S=1.4，由式１０－１２得

（4）计算载荷系数

（５）查取齿形系数

由表１０－５查得　

　（６）查取应力校正系数

　　　由表１０－５查得　

　（７）计算大小齿轮的，并比较

　　　　大齿轮的数据大

2）设计计算

对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数ｍ大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，可取有弯曲强度算得的模数2.11，并就近圆整为标准值ｍ＝2.2ｍｍ。

但为了同时满足接触疲劳强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数。

于是有取

大齿轮齿数　取

4．几何尺寸计算

1）计算分度圆直径

2）计算齿根圆直径

3）计算中心距

4）计算齿宽

取　

5．验算

合适

八．链传动的设计

1．选择链轮齿数和材料

取小齿轮齿数，大齿轮的齿数为

材料选择40钢，热处理：

淬火、回火

2．确定计算功率

由表9－6查得，由图9－13查得，单排链，则计算功率为：

3．选择链条型号和节距

根据及查图9－11，可选24A-1。

查表9－1，链条节距为。

4．计算链节数和中心距

初选中心距。

取。

相应得链长节数为，取链长节数节。

查表9－8得到中心距计算系数，则链传动的最大中心中心距为：

5