机械设计课程设计计算说明书二级展开式圆柱斜齿轮减速器解读.docx

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机械设计课程设计计算说明书二级展开式圆柱斜齿轮减速器解读

机械设计课程设计

计算说明书

设计题目二级展开式圆柱齿轮减速器

专业班

设计者

指导老师

2012年12月26日

西安西安交通大学城市学院

目录

一、设计任务书------------------------------------------------------------------------------------------

（2）

二、传动方案的拟定------------------------------------------------------------------------------------

（2）

三、电动机的选择和计算------------------------------------------------------------------------------（3）

四、整个传动系统运动和动力参数的选择与计算------------------------------------------------（4）

五、联轴器的选择---------------------------------------------------------------------------------------（5）

六、轴的设计计算------------------------------------------------------------------------------------------（6）

七、铸铁箱体结构尺寸-----------------------------------------------------------------------------------（14）

八、轴的设计---------------------------------------------------------------------------------------------（15）

九、轴的校核-----------------------------------------------------------------------------------------------（17）

十、轴承的校核------------------------------------------------------------------------------------------（21）

十一、键的选择与校核---------------------------------------------------------------------------------（23）

十二、减速器附件设计-----------------------------------------------------------------------------------（23）

十三、润滑与密封---------------------------------------------------------------------------------------（30）

十四、设计小结---------------------------------------------------------------------------------------------（26）

十五、参考资料--------------------------------------------------------------------------------------------（26）

设计计算内容

计算结果

一、设计任务书

1．要求：

连续单向运转，工作时有轻微振动，空载启动，使用年限8年，小批量生产，单班制工作，输送带速度允许误差。

2．已知：

带的圆周力F=1900N，带速度V=2.45m/s,卷筒直径D=360mm。

3．设计任务：

①减速器装配图一张；

②零件工作图2张；

③零件说明书1份。

二、传动方案的拟定

传动方案如下图1所示：

3．电动机选择

1.电动机的类型和结构形式的选择

经综合分析，选用Y系列三相交流异步电动机，此系列电动机具有高效节能、噪声小、振动小、运行安全可靠的特点。

Y系列电动机，额定电压为380V，额定频率为50HZ.。

本设计中电动机采用封闭式结构。

2.电动机容量的选择

工作机所需功率

传动装置总效率

所需电机输出

滚筒转速

综合考虑，选Y132M2--6，Ped=5.5kWnm=960r/min

4、整个传动系统运动和动力参数的选择与计算

1.传动装置所要求的总传动比为：

同时

i1——高速级传动比

由

考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相似取1.4

高速级传动比

低速级传动比

2.传动装置的运动和动力参数

（1）.各轴的转速：

Ⅰ轴：

Ⅱ轴：

Ⅲ轴:

（2）.各轴的输入功率（kw）

Ⅰ轴：

Ⅱ轴：

Ⅲ轴:

滚筒：

（3）．各轴输入扭矩的计算（N·m）

电动机轴的输出转矩为：

故，Ⅰ轴：

Ⅱ轴：

Ⅲ轴：

滚筒：

将各轴的运动和动力参数列于表1。

表1各轴的运动和动力参数

轴号

功率

转矩T/（N.m）

转速

传动比

效率

电动机轴

5.419

53.908

960

1

0.99

Ⅰ轴

5.365

53.369

960

3.0984

0.96

Ⅱ轴

5.152

158.609

309.387

2.3834

0.96

Ⅲ轴

4.947

363.021

129.998

1

0.96

卷筒轴

4.751

348.609

129.998

五.联轴器的选择

最小轴径

Ⅰ轴：

轴：

Ⅲ轴：

电动机轴径d=38mm

Ⅰ轴：

主动J1型轴孔C型键槽

d=38mmL1=82mm

从动J1型轴孔C型键槽

d=32mmL1=82mm

TL6型联轴器GB/T4323-84

六．轴的设计计算

1.高速级齿轮传动设计

1）.齿轮材料，热处理

考虑此减速器小批量生产，为便于加工，故大小齿轮都选用软齿面渐开线斜齿轮

高速级小齿轮选用45钢调质，齿面硬度230-250HBS，取小齿轮齿数=27

高速级大齿轮选用45钢正火，齿面硬度190-210HBS，大齿轮齿数取Z=85.

误差小于5%

2）．初步设计齿轮传动的主要尺寸

（1）.确定许用弯曲应力

①.弯曲疲劳极限应力

大齿轮σFlim=220MPa

小齿轮σFlim=250MPa

②.寿命次数

应力循环次数

YN1=0.88YN2=0.93

③.试验齿轮应力修正系数

YST=2

④.最小安全系数

按一般可靠度SFmin=1.25

⑤.许用弯曲应力

（2）.确定许用接触应力

①.接触疲劳应力

大齿轮σHlim=580MPa

小齿轮σHlim=550MPa

②.寿命系数

应力循环次数

ZN1=0.9ZN2=0.92

③.最小安全系数

按一般可靠度SHmin=1

④.许用接触应力

[σH2]＜[σH1]，取[σH]=[σH2]=506MPa

（3）.按齿面接触强度确定中心距

①．载荷系数设齿轮按8级精度制造

电机驱动，轻微振动取K=1.2

②．齿宽系数按非对称布置软齿面取

③.弹性系数ZE=189.8

4.节点区域系数

初设螺旋角

ZH=2.46

5.重合度系数

端面重合度

轴向重合度

6.螺旋角系数

7.设计中心距

取mn=2，重求中心距

圆整中心距，取a=115mm

调整β

（4）.确定齿轮参数尺寸

1.取齿数z1=27z2=85

2.模数mn=2mm

3.实际齿数比

4.确定分度圆直径

5.确定齿宽

取b=b2=55mm

b1=b2+5=60mm

（5）.验算轮齿弯曲强度

1.当量齿数

2.齿形系数和修正系数

线性差法可得

YFa1=2.586YSa1=1.597

YFa2=2.174YSa2=1.796

3.重合度系数Yε

重新计算端面重合度

4.螺旋角系数

由β及εβ≥1，取Yβ=0.83

5.校核弯曲强度

=

（6）.设计结果

齿轮参数及几何尺寸

模数mn=2mm

齿数z1=27z2=85

齿宽b2=55mmb1=60mm

分度圆直径d1=55.446mm

d2=178.661mm

中心距a=115mm

螺旋角β=13.116°

齿轮精度8级

齿轮材料小齿轮45钢，调质，230-250HBS

大齿轮45钢，正火，190-210HBS

1.低速级齿轮传动设计

1）.齿轮材料，热处理

考虑此减速器小批量生产，为便于加工，故大小齿轮都选用软齿面渐开线斜齿轮

高速级小齿轮选用45钢调质，齿面硬度230-250HBS，取小齿轮齿数=39

高速级大齿轮选用45钢正火，齿面硬度190-210HBS，大齿轮齿数取Z=101.

误差小于5%

2）．初步设计齿轮传动的主要尺寸

（1）.确定许用弯曲应力

①.弯曲疲劳极限应力

大齿轮σFlim=220MPa

小齿轮σFlim=250MPa

②.寿命次数

应力循环次数

YN2=0.93YN2=0.99

③.试验齿轮应力修正系数

YST=2

④.最小安全系数

按一般可靠度SFmin=1.25

⑤.许用弯曲应力

（2）.确定许用接触应力

①.接触疲劳应力

大齿轮σHlim=550MPa

小齿轮σHlim=580MPa

②.寿命系数

应力循环次数

ZN2=0.92ZN3=0.98

③.最小安全系数

按一般可靠度SHmin=1

④.许用接触应力

[σH2]＜[σH3]，取[σH]=[σH2]=533.6MPa

（3）.按齿面接触强度确定中心距

①．载荷系数设齿轮按8级精度制造

电机驱动，轻微振动取K=1.2

②．齿宽系数按对称布置软齿面取

③.弹性系数ZE=189.8

5.节点区域系数

初设螺旋角

ZH=2.46

5.重合度系数

端面重合度

轴向重合度

8.螺旋角系数

9.设计中心距

取mn=2，重求中心距

圆整中心距，取a=135mm

调整β

（4）.确定齿轮参数尺寸

1.取齿数z1=39z2=92

2.模数mn=2mm

3.实际齿数比

4.确定分度圆直径

5.确定齿宽

取b=b2=80mm

b1=b2+5=85mm

（5）.验算轮齿弯曲强度

1.当量齿数

2.齿形系数和修正系数

线性差法可得

YFa1=2.37YSa1=