机械设计课程设计设计一用于带式运输机上的两级斜齿圆柱齿轮减速器

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1、第一章 设计说明书1、 设计课题：设计一用于带式运输机上的两级斜齿圆柱齿轮减速器要求：拟定传动关系，由电动机、V型带、减速器、联轴器、工作机构成。2、 已知条件：运输带工作压力：1550N运输带工作速度：1.75m/s卷筒直径D： 320mm3、 工作条件：连续单向运转，有轻微振动，空载起动，使用期限10年，小批量生产，两班制工作，运输带速度允许的误差为。4、 设计工作量：（1）减速器装配图（主视图、左视图、俯视图）；（2）一个带轮，一根输出轴，以及任意一个齿轮的零件图；（3）一篇说明书。第二章 机械装置的总体设计方案2.1电动机选择2.1.1选择电动机类型：三相笼型异步电动机 封闭式结构2.

2、1.2选择电动机容量：电动机所需工作效率为：电动机至运输带的传动总效率（式中分别是带，轴承，齿轮，联轴器，卷筒的效率）查指导书P7表1，10.940.97 取10.96，20.98（滚动轴承），30.960.99，取30.97，40.99，50.96则aPd2.1.3确定电动机的转速卷筒轴的工作转速按机械设计指导书上表1的推荐数据，V带的传动比24，二级圆柱齿轮减速器的传动比840，总传动比，故电动机转速的可选范围为，符合这一范围同步转速有3000r/min。选定型号为Y112M-2的三相异步电动机，额定功率为4.0kW，型 号额定功率kW转速r/min电流A效率%功率因数Y112M-24.0

3、28908.1785.50.877.02.22.32.2确定传动装置的总传动比和分配传动比2.2.1总传动比 由选定的电动机Y112M-2的参数知，满载转速和工作机主动轴转速，可得传动装置总传动比2.2.2分配传动装置各级传动比 （，分别为带传动和减速器的传动比）为使V带传动外廓尺寸不致过大，初取，则减速器的传动比为根据各原则，查图得高速级传动比为，则2.3运动和动力参数计算（1）各轴转速 由式（9）（11）轴：轴：轴：卷筒轴：(2)各轴输入功率 输出功率轴： 轴： 轴： 卷筒轴： (轴的输出功率由输入功率乘以各轴承效率所得)(3)各轴输入转矩与输出转矩电动机机轴输出的转矩轴：轴：轴：卷筒轴：

4、各轴的输出转矩分别由各轴的输入转矩乘以轴承效率分别得、。运动和动力参数计算结果整理如下表：轴名效率P (kW)转矩T（Nm）转速n（r/min）传动比i效率输入输出输入输出电动机轴3.43410.71128900.96轴3.2973.23126.88426.3461111.542.60.95轴3.1343.07198.92896.949287.1453.8710.95轴2.9792.919248.363253.349104.452.6410.97卷筒轴2.8902.832239.620244.431104.451第三章 主要零部件的设计计算（1）确定计算功率工作情况系数查课本表8-7得：（2）

5、选择带型号 由图8-11选用带型为Z型带。（3）选取带轮基准直径由表11.6小带轮基准直径,则大带轮直径选取，大带轮转速计 算 及 说 明结 果计算带长求 求 初选中心距 得 取取Z=7根带长 基准长度由表8-2得 求中心距及包角中心距 小轮包角求带根数带速传动比带根数 由表8-4a 由表8-5 x=0.967 (插值法)由表8-2 由表8-4b(式8-26)求轴上载荷张紧力(取q=0.06kg/m)轴上载荷3.2 展开式二级圆柱齿轮减速器齿轮传动设计3.2.1 高速级齿轮传动计 算 及 说 明结 果标准斜齿圆柱齿轮传动材料：查机械设计手册选择两小齿轮的材料为40cr （调质），硬度为260H

6、BS，两大齿轮的材料为45钢（调质），硬度为240HBS。1. 初步计算转矩 齿宽系数 由表10-7 取值 由表12.16 初选，取接触疲劳极限 由图1021d得 初步计算许用接触压力 初步计算小齿轮直径 初步齿宽2. 校核计算圆周速度齿数z，模数m 取，由表12.3取查表10-2得 使用系数查表10-8得 动载系数Kv1.12齿间载荷分配系数 由表10-3得由表10-4齿向载荷分布系数=1.45所以载荷系数由课本P201表106得材料影响系数由图1030选取区域系数重合度系数，因取，所以螺旋角系数其中：端面重合度近似为纵向重合度总重合度许用接触应力由图12.17得： 验算 计算结果表明，接触

7、疲劳强度不够，也就是齿轮尺寸偏小，适当增大尺寸再进行验算尺寸调整 按以上校核计算相同的步骤，再次求得各参数如下： 取 mm 和不变3.确定传动主要尺寸中心距. 齿宽（ ）齿根弯曲疲劳强度设计计算当量齿数查课本得：齿形系数及应力修正系数，重合度系数螺旋角系数 齿间载荷分配系数，由表10-3注（3）： 故齿向载荷分布系数 由图10-13 载荷系数许用弯曲应力 验算 3.2.2 低速级齿轮传动设计标准斜齿圆柱齿轮传动材料：查机械设计手册选择两小齿轮的材料为40cr （调质），硬度为260HBS，两大齿轮的材料为45钢（调质），硬度为240HBS。1.初步计算转矩 齿宽系数 由表10-7 取值 由表1

8、2.16取接触疲劳极限 由图1021d得 初步计算许用接触压力 初步计算小齿轮直径 初步齿宽2校核计算圆周速度精度等级 由表12.6选取8级精度齿数z，模数m 初取， 由表12.3取m=3则取 查表10-2得 使用系数查表10-8得 动载系数Kv1.12齿间载荷分配系数由表12.10端面重合度近似为由此得：齿向载荷分布系数：表12.11所以载荷系数由课本P201表106得材料影响系数由图1030选取区域系数接触最小安全系数：表12.14 总工作时间：应力循环次数：接触寿命系数：图12.18 0.96 许用接触应力 3. 确定传动主要尺寸实际分度圆直径：，中心距：齿宽：取齿根弯曲疲劳强度验算重合

9、度系数：齿间载荷分配系数：齿向载荷分布系数： 取载荷系数: 齿形系数：图12.21 应力修正系数：图12.22 弯曲疲劳强度：图12.23c 弯曲最小安全系数：表12.14 应力循环次数： 弯曲寿命系数：图12.24 尺寸系数：图12.25 许用弯曲应力:验算： 传动无严重过载，故不做静强度校核。取Kv1.12=1.45=1.641Kv1.12=1.4680.96取3.3 轴系结构设计3.3.1高速轴的轴系结构设计计 算 及 说 明结 果轴I采用40Cr调质处理，为齿轮轴，根据课本表16.2取 高速轴 小齿轮40Cr硬度241HB286HB 取260HB大齿轮45钢硬度229HB286HB 取

10、240HB计算齿轮受力斜齿轮螺旋角 齿轮直径：小齿轮 大齿轮小齿轮受力：转矩 圆周力径向力轴向力计算支承反力水平面反力垂直面反力 画弯矩转矩图轴受转矩 许用应力 由表16.3插值法查得 应力校正系数画当量弯矩图当量弯矩当量弯矩 在小齿轮中间截面处在右轴颈中间截面处校核轴径齿根圆直径 轴径 高速轴轴承校核查手册30207轴承的主要性能参数如下：查表选用浸油润滑 e=0.37 Y=1.6 寿命计算派生轴向力： 轴承轴向力 因为轴承2被压紧 所以 查表13-5 查表13-5 查表，考虑轻微冲击，当量动载荷由于，只计算轴承1的寿命：满足要求。小齿轮大齿轮 大齿轮小齿轮e=0.37Y=1.63.3.3

11、低速轴的轴系机构设计计 算 及 说 明结 果轴III采用45钢调质处理，根据课本表16.2取 计算齿轮受力齿轮直径： 齿轮转矩 计算支承反力水平面反力垂直面反力 画弯矩转矩图轴受转矩 许用应力 由表16.3插值法查得 应力校正系数画当量弯矩图当量弯矩当量弯矩 在大齿轮中间截面处校核轴径齿根圆直径 轴径 小齿轮联轴器 查表19.3 得 K=1.8 查手册 选用WH6型联轴器：公称转矩 500Nm，许用转速3800r/min，轴孔直径d=35mm。附：1.高级轴受力图及弯矩扭矩图：水平受力图垂直受力图 2.中间轴受力图及弯矩扭矩图：水平受力图垂直受力图3.低级轴受力图及弯矩扭矩图：水平受力图垂直受

12、力图第四章 减速器箱体及其结构设计4.1箱体结构设计减速箱的箱体采用铸造（HT200）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮啮合质量，大端盖分机体采用配合。减速器机体结构尺寸如下：名称符号减速器及其形式关系机座壁厚0.025a+3mm=6.84mm,取8mm机盖壁厚10.02a+3=6.06mm8mm,取8mm机座凸缘厚度b1.5=12mm机盖凸缘厚度b11.5=12mm机座底凸缘厚度p2.5=20mm取20mm地脚螺钉直径df0.036a+12=12.288mm取M16mm地脚螺钉数目na250mm,n=4轴承旁连接螺栓直径d10.75df=13.15mm取M12mm机盖与机座连接螺栓直径d2(0

13、.50.6)df=8.7610.52mm取M10mm轴承端盖螺钉直径d3(0.40.5)df=7.018.76mm取M8窥视孔盖螺钉直径d4(0.30.4)df=5.267.01mm取M8定位销直径d(0.70.8)df=12.2714.02mm取M8df、d2、d3至外机壁距离c118 ， 16 , 22d1、d2至凸缘边缘距离c220, 14大齿轮顶圆与内机壁距离11.2=9.6mm取12mm齿轮端面与内机壁距离2=8mm取10mm机盖、机座肋厚m1,mm1=m=6.8mm轴承端盖外径D2 79 , 79 , 84轴承旁连接螺栓距离ssD2第五章 小结与心得体会此次液压系统设计主要是设计二

14、级斜齿圆柱齿轮减速器，作为初设计者，毫无经验，这务必是一次较困难的综合性的设计，经过本人的努力，加之参考文献，终于完成了任务，并且几乎能完成设计的各种要求。由于设计者本身知识有限，难免在设计中出现一些漏洞或不足之处，敬请老师给予批评和指正。第六章 参考文献1机械设计（第八版）西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著 高等教育出版社2. 机械设计（第四版）西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著 高等教育出版社3.机械课程设计指导书（第二版） 高等教育出版社4.机械原理西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著 高等教育出版社5.机械设计课程设计图册哈尔滨工业大学 高等教育出版社6.材料力学I（第4版） 高等教育出版社其他有关数据由手册获取。 （零件图及装配图见附件）