单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计..docx
单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计. 机械零件课程设计说明书 设计题目单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计 学院能源与动力学院专业热能与动力工程-动力机械班级动力机械x班学号 091102xxxx 设计人：xxx 指导教师：xxx 完成日期：2022年7月13日 目录 一、设计任务书-3 二、电动机的选择-4 三、计算传动装置的运动和动力参数-4 四、三角带传动设计-6 五、齿轮的设计计算-7 六、轴的设计计算-9 七、滚动轴承的选择及计算-12 八、键联接的选择及校核计算-13 九、联轴器的选择-14 十、润滑与密封-14 十一、设计小结-15 十二、参考资料目录-16 一、设计任务书 用于带式运输机的单级斜齿圆柱齿轮减速器。传动装置简图如 下图所示: 工作条件及要求：单班制工作，空载启动，单向、连续运 转，工作中有轻微振动。运输带速度允许速度误差为±5%。 工作期限为十年，检修期间隔为三年。小批量生产。 F=2850N V=1.5m/s D=400mm 二、电动机的选择 1、电动机类型的选择： 系列全封闭自扇冷鼠笼型三箱异步电机 2、电动机功率的选择： (1)电动机工作所需的有效功率为： Pw=Fw 2Vw/1000=2850*1.5/1000=4.275Kw (2) 传动机装置的总功率: 2 12345=?=0.96x0.98x0.98x0.98x0.99x0.96=0 .876 (3 ) 电机所需的工作功率:P=Pw/总=4.88Kw 查表得：Ped=5.5Kw 选电动机型号：Y132M2-6 则n 满=960r/min 三、运动参数及动力参数计算 1、计算总传动比及分配各级的传动比 工作机的转速 n=60x1000v/（D ） =60x1000x1.5/(3.14x400) =71.62r/min i 总=n 满/n=960/71.62=14.40 查表取i 带=3 则 i 齿=14.40/3=4.80 P=4.88Kw 设计计算及说明 2、计算各轴转速 n0=n满=960r/min n=n/i带=960/3=320 r/min n=n/i齿=320/4.80=66.67 r/min nw=n=66.67r/min 3、计算各轴的功率( KW) Po =P =4.88kw P=Px0.96=4.68kw P=Px0.995 x 0.97 = 4.52 kw Pw=4.52 x 0.995 x 0.98 = 4.41 KW 4、计算各轴扭矩( N ?m) I轴T1 = 9550PI/nI = 9550 x 4.68 / 320 = 139.67 Nm II轴TII = 9550PII/nII = 9550 x 4.52 /66.67 = 647.46 Nm 工作轴Tw = 9550Pw/nw = 9550 x 4.41 / 66.67 = 631.70 Nm 电动机轴输出转矩T0 = 9550P0/nm = 9550 x 4.88 / 960 = 48.55 Nm 电动机轴轴轴工作轴轴名 参数 转速（r/min）960 320 66.67 66.67 功率（kw） 4.88 4.68 4.52 4.41 48.55 139.67 647.46 637.70 转矩T（N ?m） 传动比i 3.00 4.80 1.00 效率 0.96 0.966 0.976 设计计算及说明结果四、三角带传动设计 ( 1) 选择普通V 带 Pc=KaP=1.1x5.5=6.05kw 由图可选用A型普通V带 取主动轮基准直径dd1=100mm，从动轮基准直径dd2=3x100=300mm (2) 确定带轮基准直径，并验算带速V： V=dd1n1/60x1000 =x100x960/60x1000=5.03m/s 在525 m/s 范围内，带速合适。 (3) 确定带长和中心矩 0.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2） 可得280a0800 初步确定a0=500mm 由L0=2a0+x（dd1+dd2）/2+(dd2-dd1)2/4a0得 L0=1648.3mm 确定基准长度Ld=1600mm 计算实际中心距 aa0+(Ld-L0)/2=476mm 可调范围452 dd1=100mm dd2=300mm V=5.03m/s Ld=1600mm a=476mm ( 4 ) 验算小带轮包角 = 1 80°- ( dd2-dd1) /a x57 .3° =156°120°（适用） (5) 确定带的根数 由n0=960r/min dd1=100mm i=3 查表P0=0.96kw P0=0.11kw 查表k=0.935 Kl=0.99 由Z=Pca/p =1.1x5.5/(0.96+0.11)x0.935x0.99 =6.11取Z=7 (6) 计算张紧力F0 查表得q=0.10kg/m,则： F0=500x1.1x5.5/(7x5.03)x(2.5/0.935-1)+0.10x5.032=146.33N 则作用在轴承的压轴力Fq： Fq=2x7x146.33xsin(156°/2)=2022.85 N 五、齿轮传动的设计计算 (l)选择齿轮材料及精度等级=156° Z=7 F0=146.33N Fq=2022.85 N 小齿轮：选用 20CrMnTi，渗碳淬火； 齿面硬度为 5662HRC。 大齿轮：选用20Cr，渗碳淬火； 齿面硬度5662HRC。 （2）按齿轮弯曲强度设计 取载荷系数k=1.1，齿轮系数d=1 小齿轮上的转矩：T1=9.55x1000000xp/n=1.4 x 105 N ?m 初选螺旋角=15°，取Z1=20，则 Z2=4.80x2096 实际传动比i=Z2/Z1=96/20=4.80 齿形系数Zv1=Z1/cos3=22.19 Zv2=Z2/cos3=106.52 查表得Yf1=2.72 Ys1=1.57 Yf2=2.18 Ys2=1.80 因Yf1 Ys1/F1Yf2Ys2/F2,故对小齿轮进行弯曲强度计算 Mn1.866mm 由表取Mn=2mm Z1=20 Z2=96 i=4.80 Mn=2mm 中心距a=Mn(Z1+Z2)/2cos=120.09mm 取a=120mm 确定螺旋角=arcosMn(Z1+Z2)/2a=14.835° 齿轮分度圆直径d1=MnZ1/cos=41.38mm d2= MnZ2/cos=198.62mm 模数m=d1/Z1=2.069 齿宽b=dxd1=1x41.38=41.38mm b2=45mm b1=50mm 验算齿面接触强度 H =1025.3 Mpa < H 齿轮圆周速度：v=d1n1/(60x1000)=0.693m/s 用8级精度 六、轴的设计计算 l 、选择轴的材料 选用45 钢，调质处理；硬度217-255 HBW 2、估算轴径 (1)轴直径 由算得参数可知： P1=4.68kw ; n1=320r/min 则由dmin=C（P/n的三次方根）可算轴最小直径：dmin=22.90mm dminx（1+5%）=24.045mm a=120mm d1=41.38mm d2=198.62mm b1=50mm b2=45mm v=0.693m/s 则取轴dmin=25mm。 轴为阶梯轴，经实验计算设计各阶梯轴直径如下：dmin=25mm； d1=30mm; d2=35mm。经过验证，此阶梯轴设计可行。 （2）轴直径 由算得参数可知： P2=4.52kw ; n2=66.67r/min 则由dmin=C（P/n的三次方根）可算轴最小直径：dmin=42.85mm dmin x（1+5%）=44.99 则取轴dmin=45mm。 轴为阶梯轴，经实验计算设计各阶梯轴直径如下：dmin=45mm；d1=50mm; d2=55mm; d3=60mm。 经过验证，此阶梯轴设计可行。轴 dmin=25mm d1=30mm; d2=35mm 轴： dmin=45mm d1=50mm; d2=55mm; d3=60mm。 3、轴各段长度确定 （1）轴长度确定 轴最小直径段连接皮带，根据普通V带轮的结构及尺寸公式，长度B=(z-1)e+2f. 皮带的选择为A型普通带，查表35可知，其中e=15mm,f=10mm,而z=4，可算的B=65mm. 接下来两段可根据轴承等确定为： L1=L2=33mm。 （2）轴各段长度： 轴各段长度在二号图纸中已经标明，其各段长度如下： L1=65mm; L2=36mm; L3=36mm; L4=36mm; L5=8mm; L6=31mm; 轴三段长度分别为（从最小直径段开始）： B=65mm. L1=L2=33mm。 轴各段长度： L1=65mm; L5=8mm; L6=31mm; L3=36mm; L4=36mm; L2=36mm;
