热处理车间清洗零件的传动系统中的二级斜齿圆柱齿轮减速器论文

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1、 .工学院机械设计课程设计说明书题 目： 用于热处理车间清洗零件的传动系统中的二级斜齿圆柱齿轮减速器班 级： 机电101班 学 号： 5 姓 名： 梁宝元 指导教师： 韦丹柯 2013-1-10目 录设计任务书- 3 -第一章 传动方案的分析与拟定- 4 -第二章 电动机的选择与计算- 5 -2.1 电动机的选择- 5-2.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比- 6 -2.2.1 总传动比- 6 -2.2.2分配传动装置传动比- 6 -2.3 计算传动装置的运动和动力参数- 6 -2.3.1 各轴转速- 6 -2.3.2 各轴输入功率- 6 -2.3.3 各轴输入转矩- 6 -第三章 传动零

2、件的设计计算- 7 -3.1 设计带和带轮- 7 -3.2 二级展开式斜齿齿轮减速器设计- 8 -3.2.1 第一次修正传动比 - 9 -3.2.2 高速级齿轮传动的设计计算- 9 -3.2.3第二次修正传动比 （修正低速级）-12 -3.2.4 低速级齿轮传动的设计计算- 12 -3.2.5最终传动比和各参数的修正（各设计参数附表）- 16 -第四章 轴的设计与计算- 14 -4.1 传动轴的设计- 14 -4.1.1 V带齿轮各设计参数附表- 14 -4.1.2 主动轴与主动轴的轴承设计工作能力计算- 17 -4.1.3 中间轴与主动轴的轴承设计工作能力计算- 22 -4.1.4 从动轴与

3、主动轴的轴承设计工作能力计算- 28 -第五章 连接件的选择与计算- 31 -5.1 键的设计和计算- 32 -5.2 联轴器设计- 33 -第六章 大小带轮的结构参数.- 33 -第七章 箱体的设计- 37 -7.1 箱体结构设计- 37 -第八章 润滑、密封装置的选择与设计- 38 -8.1 润滑密封设计-38 -设计小结- 39 -参考文献- 39 -37 / 37第一章 传动方案的分析与拟定1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3.确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。

4、其传动方案如下：图1-1:传动装置总体设计图初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。选择V带传动和二级圆柱斜齿轮减速器（展开式）。传动装置的总效率0.950.990.85为V带的效率,为滚动轴承的效率，为斜齿轮的效率，齿轮为8级精度.为联轴器的效率，第二章 电动机的选择与计算2.1 电动机的选择卷筒的转速nn=43.65r/min运输带功率Pw:Pw=2.06KW电动机输出功率P0:P0P/2.06/0.852.42kW额定功率Pw:Pw=(11.3) P0(11.3)2.22=2.222.88KW经查表按推荐的传动比合理围，V带传动的传动比24，二级圆柱斜齿轮减速器传动比840，

5、则总传动比合理围为16160，电动机转速的可选围为:n0n（16160）40.11641.766417.6r/min方案电动机型号额定功率/KW同步转速/r/min满载转速/r/min总传动比外伸轴径/mm外伸轴长度/mm中心高/mm1Y100L2-431500142032.5328601002Y132S-63100096021.993880132综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比。选定方案一型号为Y100L24的三相异步电动机，额定功率为3.0，满载转速nm=1420 r/min，同步转速1500r/min。2.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比 2.2.

6、1 总传动比由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为：nm/n1420/43.6532.53 2.2.2分配传动装置传动比为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取3，则减速器总传动比为32.53/310.84双级斜齿圆柱齿轮减速器高速级传动比为=3.90低速级传动比为=/ =10.84/3.90=2.782.3 计算传动装置的运动和动力参数 2.3.1 各轴转速1420/3473.33r/min473.33/3.90121.37r/min/121.37/2.78=43.65r/min=43.65r/min 2.3.2 各轴输入功率（=3KW）30.952.85kW22

7、.850.980.972.73kW22.730.980.972.62kW4=2.620.992.57kW 2.3.3 各轴输入转矩电动机轴的输出转矩:=95502.85/473.33=57.50 Nm=95502.73/121.37=214.81 Nm=95502.62/43.65=573.22Nm=95502.57/43.65=562.28Nm运动和动力参数结果如下表：轴号转速n/r/min功率/KW扭矩T/ Nm电动机轴142031473.332.8557.502121.372.73214.81343.652.62573.22443.652.57562.28第三章 传动零件的设计计算3.1

8、 设计带和带轮确定计算功率查2表6-8（P75）得：,式中为工作情况系数，为传递的额定功率,既电机的额定功率.选择带型号根据,查2图6-7（P76）选用带型为A型带选取带轮基准直径查图表8-11（P157）得小带轮基准直径，则大带轮基准直径,圆整大带轮查表8-8（P157）后取。实际传动比：从动轮的实际转速：=450.79r/min验算带速v在525m/s围，带充分发挥。确定中心距a和带的基准长度初步选取中心距：初定中心距，所以带长：=查表8-2（P146）选取基准长度得实际中心距:中心距变化围：取验算小带轮包角,包角合适。确定v带根数z，由公式得根据，查2表6-5（P73），用线性插值法得查

9、表8-4b（P153）查得功率增量为查表8-2（P146）得带长度修正系数.查表8-5（P155）,并由插值法得由公式得故选Z=3根带。计算预紧力查2表6-1(P68)可得,故单根普通带紧后的初拉力为: =143N计算作用在轴上的压轴力:带轮的结构设计因为小带轮基准小于300毫米，故采用腹板式结构，大带轮基准直径大于300毫米，采用轮辐式结构。由电机外伸轴径可知小带轮轴径为28mm，小带轮的基准直径，采用3根V带传动，查机械设计表8-10（P161）得计算的小带轮轮缘宽度,根据手册取标准值为50，轮毂长度查得其值为42mm，小带轮=10mm，大带轮轮缘宽度和小带轮一样，大带轮轮毂长度为56mm

10、,大带轮直径为315mm。其他参数如下表：带轮结构参数符号小带轮 大带轮 带型AAb1111b13.213.2h2.752.75h8.78.7e1515f101066 3438c10mm10mmdd=1.92d=53.7d=2d d2825100mm315mmdada=+2ha=105.5da=+2ha3.2 二级展开式斜齿齿轮减速器设计3.2.1 第一次修正传动比由V带算出实际的V带传动比=3.15，则32.53，32.53/3.1510.33，所以高速级传动比修正为=3.66；转速修正，1420/3.15450.79r/min，功率P不变。 3.2.2 高速级齿轮传动的设计计算1 、材料，

11、热处理与精度考虑此减速器的功率与现场安装的限制，故大小齿轮都选用软齿面渐开线圆柱斜齿齿轮齿轮材料与热处理 材料：高速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为小齿轮240HBS取小齿齿数高速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为大齿轮200HBS,，取. 初选齿轮精度由查表7-7（P107），选择8级精度。初定螺旋角2、计齿轮传动的主要尺寸按齿面接触强度设计公式：确定公式各参数的值:转矩:试选查图10-30 （P217）齿轮材料的弹性系数 由表10-7（P205）选取齿宽系数 由表10-6（P201）查得材料的弹性影响系查图10-26（P215）得， 则由图10-21d（P209）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强

12、度极限：大齿轮的接触疲劳强度极限由式计算循环次数 许用接触应力查图10-19（P207）,计算接触疲劳许用应力取失效率为1%，安全系数S=1，由式得3、小齿轮的分度圆直径计算圆周速度。计算齿宽b与模数初选螺旋角计算纵向重合度。计算载荷系数K。已知使用系数,根据v=1.21m/s,8级精度，由图10-8（P194）查得动载系数；由表10-4 （P196）查得；由图10-13（P198）；由表10-3查得。故动载系数按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由公式得mm计算模数。4、按齿根弯曲强度设计。由式（1）确定计算参数。计算载荷系数。根据纵向重合度，从图10-28（P217）查得螺旋角影响系数

13、计算当量齿数。查取齿形系数。由表10-5（200）查得，查取盈利校正系数。由表10-5（200）查得，由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限与大齿轮的弯曲强度极限，；由图10-18取弯曲疲劳寿命系,计算弯曲疲劳许用应力。去弯曲疲劳安全系数S=1.4，由公式得计算大、小齿轮的并加以比较。大齿轮数值大。5、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塑大于齿根弯曲疲劳计算的法面模数，取；取，则,6、几何尺寸计算（1）计算中心距将中心距圆整为130mm。（2）按圆整后的中心距修正螺旋角因为的值改变不多，故参数、等不必修正。（3）计算大、小齿轮的分度圆直径（4）计算齿轮宽度圆整后取,高

14、速级实际传动比为3.2.3第二次修正传动比（修正低速级） 由上得V带传动比，高速级实际传动比为则32.53，32.53/3.1510.33、则，则修正后的低速级传动比为，、则，功率P不变。3.2.4 低速级齿轮传动的设计计算1 、材料，热处理与精度考虑此减速器的功率与现场安装的限制，故大小齿轮都选用软齿面渐开线圆柱斜齿齿轮齿轮材料与热处理 材料：高速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为小齿轮240HBS取小齿齿数高速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为大齿轮200HBS,，取. 初选齿轮精度由查表7-7（P107），选择8级精度。初定螺旋角2、计齿轮传动的主要尺寸按齿面接触强度设计公式：确定公式各参数的值

15、:转矩:试选查图10-30 （P217）齿轮材料的弹性系数 由表10-7（P205）选取齿宽系数 由表10-6（P201）查得材料的弹性影响系查图10-26（P215）得， 则由图10-21d（P209）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由式计算循环次数 许用接触应力查图10-19（P207）,计算接触疲劳许用应力取失效率为1%，安全系数S=1，由式得3、小齿轮的分度圆直径计算圆周速度。计算齿宽b与模数初选螺旋角计算纵向重合度。计算载荷系数K。已知使用系数,根据v=1.21m/s,8级精度，由图10-8（P194）查得动载系数；由表10-4 （P196）查得；由图

16、10-13（P198）；由表10-3查得。故动载系数按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由公式得mm计算模数。4、按齿根弯曲强度设计。由式（1）确定计算参数。计算载荷系数。根据纵向重合度，从图10-28（P217）查得螺旋角影响系数计算当量齿数。查取齿形系数。由表10-5（200）查得，查取盈利校正系数。由表10-5（200）查得，由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限与大齿轮的弯曲强度极限，；由图10-18取弯曲疲劳寿命系,计算弯曲疲劳许用应力。去弯曲疲劳安全系数S=1.4，由公式得计算大、小齿轮的并加以比较。大齿轮数值大。5、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

17、塑大于齿根弯曲疲劳计算的法面模数，取；取，则，6、几何尺寸计算（1）计算中心距将中心距圆整为160mm。（2）按圆整后的中心距修正螺旋角因为的值改变不多，故参数、等不必修正。（3）计算大、小齿轮的分度圆直径（4）计算齿轮宽度圆整后取,低速级实际传动比为齿轮各项数据如下：（说明：高速轴齿轮为1，中间轴大齿轮为2，小齿轮为3，低速轴打齿轮为4）名称符号 高速级 低速级齿轮1齿轮2齿轮3齿轮4螺旋角 =14.250度=15.0665度传动比ii=3.66i=2.815齿数Z27Z2=992776法面模数mm=2m=3端面模数mm=2.063m=3.10发面压力角=20=20分度圆直径d=55.714

18、=204.286=83.833=236.117齿顶圆直径=59.84=208.41=90.10=242.333齿根圆直径=50.56=199.13=76.12=228.35中心距a130160齿宽BB1=65B2=60B3=90B4=85结构齿轮轴腹板式实体式腹板式3.2.5最终传动比和各参数的修正（各设计参数附表）由上计算得， 由EXCEL表格计算得。最终修正传动比为：32.529 3.150 10.327 3.667 2.815 总的传动比误差修正后：各轴运动与动力参数轴号转速n/（r/min）功率/kw扭矩T/(n.m)1450.794 2.850 60.377 2122.944 2.7

19、37 212.593 343.677 2.628 574.653 443.677 2.576 563.217 第四章 轴的设计与计算4.1 传动轴的设计 4.1.1 V带齿轮各设计参数附表1.各传动比V带高速级齿轮低速级齿轮3.153.6672.8152. 各轴转速n(r/min)(r/min)(r/min)(r/min)450.794122.94443.67743.6773. 各轴输入功率 P（kw）（kw）（kw）(kw)2.85 2.7372.6282.5764. 各轴输入转矩 T(Nm) (Nm) (Nm) (Nm)60.377212.539574.653563.2175. 带轮主要参

20、数小轮直径（mm）大轮直径（mm）中心距a（mm）基准长度（mm）带的根数z10031546516003 4.1.2 主动轴. 求输出轴上的功率P，转速，转矩P=2.85KW =450.794r/min=60.377Nm. 求作用在齿轮上的力已知高速级小齿轮的分度圆直径为而圆周力F，径向力F与轴向力的方向如图示. 初步确定轴的最小直径先按初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为45钢,调质处理,根据，因最小直径与大带轮配合，故有一键槽，可将轴径加大5%，即，选用普通V带轮，取大带轮的毂孔直径为，故取 ，大带轮的基准直径，采用3根V带传动，查表得大带轮轮毂长度L=60mm。.轴的结构设计主动轴设计结

21、构图:5 (主动轴) 各轴段直径的确定与大带轮相连的轴段是最小直径，取；大带轮定位轴肩的高度取，则；右端轴承端非定位定位轴肩高度，选7306AC型轴承，则；根据轴段选取键槽尺寸规格根据齿根圆的直径，e=(dg-d5)/2-h/2=(50.56-38)/2-8/2=2.281.216齿轮端面与机壁距离1520机座肋厚I.轴承端盖的设计型号7306AC7309AC7211AC轴承外径D72mm90mm100mm螺钉直径8mm8mm10mm螺钉数446e915，m有结构定第八章 润滑、密封装置的选择与设计8.1 润滑密封设计对于二级圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小

22、于，所以采用脂润滑，箱体选用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度.油的深度为H+7+6 H=50 =7所以H+=50+7+7+6=70其中油的粘度大，化学合成油，润滑效果好。密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗度应为。密封的表面要经过刮研。而且，凸缘联接螺柱之间的距离不宜太大，国150mm。并匀均布置，保证部分面处的密封性。设计小结这次关于带式运输机上的两级展开式圆柱斜齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过二个星期的设计实践，使我对机械设计有了更

23、多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础.机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、公差与配合、CAD实用软件、机械工程材料等于一体。这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想;训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反系和解决工程实际问题的能力;巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。在这次的课程设计过程中,综合运用先修课程中所学的有关知识与技能,结合各个教学实践环节进行机械课程的设计,一方面,逐步提高了我们的理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力,特别是提高了分析问题和解决问题的能力,为我们以后对专业产品和设备的设计打下了宽广而坚实的基础。设计中还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识，继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力。参考文献1 光 波 机械设计课程设计 第二版 高等教育 20032濮良贵 机械设计 第八版 高等教育 20063 高中庸 机械原理 华中科技大学2011