课程设计单级斜齿圆柱齿轮减速器..docx
课程设计单级斜齿圆柱齿轮减速器. 台州学院 机械工程学院 机械设计课程设计说明书 设计题目：带式输送机传动系统设计 单级斜齿圆柱齿轮减速器 专业班级 10材料成型1班姓名于广林1036230003 指导教师王金芳 完成日期 2022 年 12 月 21 日 目录 一、电动机的选择 (3) 二、计算总传动比及分配各级的传动比 (4) 三、运动参数及动力参数计算 (4) 四、传动零件的设计计算 (5) 五、轴的设计计算 (13) 六、滚动轴承的选择及校核计算 (26) 七、减速器附件的选择. . 28 八、润滑与密封 (30) 九、参考文献 (32) 计算过程及计算说明 一、电动机选择 1、电动机类型的选择： Y 系列三相异步电动机 2、电动机功率选择： （1）电动机工作所需的有效功率为 Pd= FV/1000=1400×1.9/1000=2.66 KW （2）传动装置的总功率： 查表可得：带传动的效率带=0.96 齿轮传动效率齿轮 =0.98 联轴器效率联轴器 =0.99 滚筒效率 滚筒 =0.95 滚动轴承效率 轴承 =0.98 滑动轴承效率 轴承 =0.97 总=带×2轴承 ×齿轮 × 联轴器 ×滚筒 × 滑动轴承 F=1400N V=1.9m/s D=300mm 1-电动机 2-带传动 3-减速器 4-联轴器5-滚筒 6-传送带 2 1 4 5 6 3 =0.96×0.982×0.98×0.99×0.96×0.97 =0.82 （3）电机所需的工作功率： P d= P/总=2.66/0.82 =3.24KW 查手册得Ped=5.5KW 选电动机的型号：Y 132S-4型 则 n满=1440r/min，同步转速1500 r/min 二、计算总传动比及分配各级的传动比 工作机的转速n=60×1000v/(D) =60×1000×1.9/3.14×300 =121.02r/min i总=n满/n=1440/121.02=12.39 查表取i带=3则i齿=12.39/3=4.13 三、运动参数及动力参数计算 1、计算各轴转速 n0=n满=1440(r/min) n I=n0/i带=1440/3=480（r/min） n II=n I/i齿=480/4.13=121.07(r/min) n III=n II=121.07 (r/min) 2、计算各轴的功率（KW）总=0.82 P d=3.24KW 电动机型号 Y 132S-4 P ed=5.5KW n满=1440r/min n=121.02 r/min i总=12.39 i带=3 i齿=4.13 n0=1440 r/min n I =480r/min n II=121.07r/min n III=121.07r/min P0=P d=3.24KW P I=P0×带=3.24×0.96=3.11KW P II=P I×轴承×齿轮=3.11×0.98×0.98 =2.99KW P III=P II×联×轴承=2.134×0.99×0.98 =2.90KW 3、计算各轴扭矩（N·mm） T0=9550P0/n0=9550×3024/1440 =20.63N·m T I=9550P I/n I=9550×3.11/480 =59.39N·m T II=9550P II/n II =9550×2.99/121.07 =235.83N·m T III =9550P III/n III =9550×2.90/121.07 =228.73N·m 四、传动零件的设计计算 1、带轮传动的设计计算 (1)选择普通V带截型 由表3-5得：k A=1.1 P ca=K A P=1.2×3.24=3.56KW p0=3.24 KW P I=3.11KW P II=2.99KW P III=2.90KW T0=20.63N·m T I=59.39N·m T II=235.83N·m T III=228.38N·m 查表得：选V带 (2)确定带轮基准直径，并验算带速 由表8-6和表8-8取主动轮基准直径为 d d1=90mm 从动轮基准直径dd2= id d1=3×90=270mm 取d d2=280mm 带速V：V=d d1n1/60×1000 =×90×1440/60×1000 =7.07m/s 在525m/s范围内，带速合适。 校正传动比 i带=280/90=3.11 i齿=12.39/3.11=3.99 （3）确定带长和中心矩 0.7(d d1+d d2)a02(d d1+d d2) 0.7(90+280)a02×(90+280) 所以有：259a0740 初步确定中心距a0 =400mm 由L0=2a0+(d d1+d d2)/2+(d d2-d d1)/4a0得：L0=2×300+(90+280)/2+(280-90)2/4×300 = 1403.6mm 由表3-7确定基准长度Ld=1400mm d d1=90mm d d2=280mm V=7.07m/s a0 =400mm L d=1400mm 计算实际中心距 aa0+L d-L0/2=300+（1400-1403.6 ）/2 =398.2mm (4) 验算小带轮包角 1=1800-（d d2-d d1）/a×57.30 =1800-（280-90）/398.2×57.30 =152.660>900（适用） （5）确定带的根数 由n0=1440r/min d d1=90mm i=3 查表8-4a和表8-4b得 P0=1.07kw P0=0.17kw 查表得K=0.93 查表8-5得K L=0.96 由Z=P ca/p=KAP/(P1+P1)KK L得： =1.×3.24/(1.07+0.17) ×0.93×0.96 =3.24取Z=4根 （电动机可以带动，已查找相关资料，无须担心） (6) 计算张紧力F0 由表3-1查得q=0.07kg/m，则： F0=500P ca/（ZV）（2.5/K-1）+qV2 =500×3.56×（2.5-0.93）/（4×7.07×0.93）+0.10×7.072N a=398.2mm 1=152.660 Z=4根 F0 =111.27N =111.27N 则作用在轴承的压轴力F Q ： F Q =2ZF 0sin1/2=2×4×111.27×sin152.660/2 =864.94N 2、齿轮传动的设计计算 （1）选择齿轮材料及精度等级 参考表初选材料。小齿轮选用40Cr 调质;齿面硬度为280HBS 。大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度240HBS ；根据小齿轮齿面硬度280HBS 和大齿轮齿面硬度240HBS 。 （2） 查表10-8，选用7级精度 （3） 参数选择 取小齿轮的齿数Z 1=30 大齿轮齿数：Z 2=i ×3.99120 u=120/30=4 计算传动比误差为0.027%<5%,满足要求。 （4） 初选螺旋角为=14°（P214） （5） 按接触强度设计，查10-21计算分度圆直径 2 1 3 1) (12H E H d t t Z Z u u T K d ?±? 确定各参数的值: 试选Kt=1.6 F Q =864.94N i 齿=3.99 Z 1=30 Z 2=120 u=4 =14° 选取区域系数 Zh=2.433 =0.82=0.91 则： d =0.8+0.91=1.71 接触许用应力 531.25 Mpa （6） 查表10-7齿宽系数d=1.2 （7） 查表材料弹性影响系数Ze=189.8Mpa 3.计算小齿轮分度圆直径 代入数值 2 1 3 1) (12H E H d t t Z Z u u T K d ?+? =44.38mm d 1t =44.38mm 计算圆周速度 =?= 1000601 1 n d t 1.161m/s 计算齿宽b 和模数nt m 计算齿宽b b=t d d 1?=53.26mm 计算摸数m n nt m = 1.43 计算齿宽与高之比h b 齿高h=2.25 nt m =2.25×1.43=3.23mm h b =53.26/3.23 =16.49 计算纵向重合度 =531.25Mpa T 1=59.39N·mm =0.3181Z d 14tan 241318.0tan ?=2.86 计算载荷系数K 使用系数A K =1 根据s m v /62.1=,7级精度, 查课本得 动载系数K V =1.1 K H =1.32 查课本得: K F =1.35 查课本得: K H =F K =1.2 故载荷系数: K K K K H K H =1×1.1×1.2×1.32=1.74 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 d 1=d t 1t K K /3 =45.71mm 计算模数n m n m = 1.48 4. 齿根弯曲疲劳强度设计 由弯曲强度的设计公式 n m )(cos 212213 F S F a d Y Y Z Y KT ? ? 确定公式内各计算数值 小齿轮传递的转矩59.39kN·m 确定齿数z 因为是硬齿面，故取z 30，z i z 3.98×30119.40 传动比误差 i u z / z 119.40/300.027% i 0.0275，在允许 计算当量齿数 z z /cos 30/ cos 3 14? 32.86 z z /cos 120/ cos 3 14? 131.43 初选齿宽系数 按对称布置，由表查得 1 初选螺旋角 初定螺旋角 14 载荷系数K K K K K K =1×1.1×1.2×1.35 1.78 查取齿形系数Y 和应力校正系数Y 查得: 齿形系数Y 2.52 Y 1.65 应力校正系数Y 2.14 Y 1.83 计算大小齿轮的 F S F F Y 并比较 安全系数由表查得S 1.4 F S F F Y 1=0.014 F S F F Y 2=0.0164.所以取大齿轮数值 设计计算 1 计算模数 Mn 1.16，取Mn 为2 重新计算大小齿轮齿数 Z1=23 ，Z2=89 几何尺寸计算 计算中心距 a=cos 2)(21n m z z +=115.46mm Z V1=32.86 Z V2=131.43 Z1=23 Z2=89
