同轴式二级圆柱齿轮减速器设计书
目 录 设计任务书……………………………………………………1 传动方案的拟定及说明………………………………………4 电动机的选择…………………………………………………4 计算传动装置的运动和动力参数……………………………5 传动件的设计计算……………………………………………5 轴的设计计算…………………………………………………8 滚动轴承的选择及计算………………………………………14 键联接的选择及校核计算……………………………………16 连轴器的选择…………………………………………………16 减速器附件的选择……………………………………………17 润滑与密封……………………………………………………18 设计小结………………………………………………………18 参考资料书目…………………………………………………18 机械设计课程设计任务书 题目:设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器 一. 总体布置简图 1—电动机;2—联轴器;3—齿轮减速器;4—带式运输机;5—鼓轮;6—联轴器 二. 工作状况: 载荷平稳、单向旋转 三. 原始数据 鼓轮的扭矩T(N·m):850 鼓轮的直径D(mm):350 运输带速度V(m/s):0.7 带速允许偏差(%):5 运用年限(年):5 工作制度(班/日):2 四. 设计内容 1. 电动机的选择与运动参数计算; 2. 斜齿轮传动设计计算 3. 轴的设计 4. 滚动轴承的选择 5. 键和连轴器的选择与校核; 6. 装配图、零件图的绘制 7. 设计计算说明书的编写 五. 设计任务 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. 设计进度 1、 第一阶段:总体计算和传动件参数计算 2、 其次阶段:轴与轴系零件的设计 3、 第三阶段:轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 4、 第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写 传动方案的拟定及说明 由题目所知传动机构类型为:同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。 本传动机构的特点是:减速器横向尺寸较小,两大吃论浸油深度可以大致相同。结构较困难,轴向尺寸大,中间轴较长、刚度差,中间轴承润滑较困难。 电动机的选择 1. 电动机类型和结构的选择 因为本传动的工作状况是:载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y(IP44)系列的电动机。 2. 电动机容量的选择 1) 工作机所需功率Pw Pw=3.4kW 2) 电动机的输出功率 Pd=Pw/η η==0.904 Pd=3.76kW 3. 电动机转速的选择 nd=(i1’·i2’…in’)nw 初选为同步转速为1000r/min的电动机 4.电动机型号的确定 由表20-1查出电动机型号为Y132M1-6,其额定功率为4kW,满载转速960r/min。基本符合题目所需的要求。 计算传动装置的运动和动力参数 传动装置的总传动比及其安排 1. 计算总传动比 由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为: i=nm/nw nw=38.4 i=25.14 2. 合理安排各级传动比 由于减速箱是同轴式布置,所以i1=i2。 因为i=25.14,取i=25,i1=i2=5 速度偏差为0.5%<5%,所以可行。 各轴转速、输入功率、输入转矩 项 目 电动机轴 高速轴I 中间轴II 低速轴III 鼓 轮 转速(r/min) 960 960 192 38.4 38.4 功率(kW) 4 3.96 3.84 3.72 3.57 转矩(N·m) 39.8 39.4 191 925.2 888.4 传动比 1 1 5 5 1 效率 1 0.99 0.97 0.97 0.97 传动件设计计算 1. 选精度等级、材料及齿数 1) 材料及热处理; 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。 2) 精度等级选用7级精度; 3) 试选小齿轮齿数z1=20,大齿轮齿数z2=100的; 4) 选取螺旋角。初选螺旋角β=14° 2. 按齿面接触强度设计 因为低速级的载荷大于高速级的载荷,所以通过低速级的数据进行计算 按式(10—21)试算,即 dt≥ 1) 确定公式内的各计算数值 (1) 试选Kt=1.6 (2) 由图10-30选取区域系数ZH=2.433 (3) 由表10-7选取尺宽系数φd=1 (4) 由图10-26查得εα1=0.75,εα2=0.87,则εα=εα1+εα2=1.62 (5) 由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8Mpa (6) 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲惫强度极限σHlim1=600MPa;大齿轮的解除疲惫强度极限σHlim2=550MPa; (7) 由式10-13计算应力循环次数 N1=60n1jLh=60×192×1×(2×8×300×5)=3.32×10e8 N2=N1/5=6.64×107 (8) 由图10-19查得接触疲惫寿命系数KHN1=0.95;KHN2=0.98 (9) 计算接触疲惫许用应力 取失效概率为1%,平安系数S=1,由式(10-12)得 [σH]1==0.95×600MPa=570MPa [σH]2==0.98×550MPa=539MPa [σH]=[σH]1+[σH]2/2=554.5MPa 2) 计算 (1) 试算小齿轮分度圆直径d1t d1t≥ ==67.85 (2) 计算圆周速度 v===0.68m/s (3) 计算齿宽b及模数mnt b=φdd1t=1×67.85mm=67.85mm mnt===3.39 h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mm b/h=67.85/7.63=8.89 (4) 计算纵向重合度εβ εβ==0.318×1×tan14=1.59 (5) 计算载荷系数K 已知载荷平稳,所以取KA=1 依据v=0.68m/s,7级精度,由图10—8查得动载系数KV=1.11;由表10—4查的KHβ的计算公式和直齿轮的相同, 故 KHβ=1.12+0.18(1+0.6×1)1×1+0.23×1067.85=1.42 由表10—13查得KFβ=1.36 由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故载荷系数 K=KAKVKHαKHβ=1×1.03×1.4×1.42