机械设计课设--双级圆柱齿轮减速器(链传动说明书).docx

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1、机械设计课设-双级圆柱齿轮减速器(链传动说明书) 、 目录 一机械设计课程设计任务书- 2二电动机的选择计算 (2) 三传动比分配 (4) 四传动装置运动和动力参数计算 (4) 五传动零件的设计计算 (6) 1 链传动设计计算 (6) 2 减速器高速级斜齿圆柱齿轮设计计算 (7) 3减速器低速级斜齿圆柱齿轮设计计算 (12) 六轴承与联轴器的选择 (17) 七轴、轴承及键的强度校核 (18) 1轴的设计与强度校核（高速轴） (18) 2滚动轴承的选择及寿命验算 (22) 3键联接的选择和验算 (23) 八减速器的密封种类的选择 (24) 九减速器的附件选择 (24) 十润滑油的牌号及油量计算

2、(25) 十一设计体会 (26) 十二参考文献 (28) 一.设计任务 1带式运输机传动装置设计的布置: 2.设计的技术数据： 运输带的工作拉力F=4600 N, 运输带的工作速度V=0.95m/s, 运输带的滚筒直径D=400mm, 运输带的宽度B=400mm 3.工作情况要求： 用于机械加工车间运输工作，2班工作制,载荷有轻度冲击，使用5年，小批量生产。在中等规模制造厂制造。动力来源：电力三相交流380/220V。速度允差 P r 3.确定电动机转速 传动滚筒轴转速 n W =60V/D=(600.95)/(0.4)=45.4 r/min 现以同步转速为 1500、1000r/min 二种

3、方案进行比较。 由表27-1查得电动机数据，计算总传动比列于下表1 表1 电动机数据及总传动比 P W = 4.37kw = 0.79 P r = 5.53kw n W =45.4 r/min 经比较两个方案可见，方案2选用价格较便宜，传动比较合适，它的传动装置结构比较紧凑，故决定选用方案2。电动机型号为： Y160M-6. 额定功率为： P0=7.5kw 同步转速为： n=1000r/min 满载转速为： n0=970r/min 由参考表27-2查得电动机中心高H=160mm，轴伸直径和长度：DE=42110mm。 三 .传动比分配(总传动比一级减速器3-5；二级减速器-10-25。直齿取较

4、小值，斜齿取较大值。蜗杆8-20比较合适) 当设计多级传动的传动装置时，分配传动比很重要。 要做到尺寸紧凑，结构协调，成本低，维修方便。 i=n0/nw=970/45.4=21.37 据参考表17-9：取链传动传动比 i 链 = 2 （ 闭 式 ）则：减速器传动比：i减=i/i链=21.37/2=10.685 P0=7.5kw n=1000r/min n0=970r/min i=21.37 I链=2 i减=10.685 i1=3.798 i2=2.813 Po=5.53kw no=970r/min T0=54.44 N m P1=5.47kw n1=970rmin T1=53.85Nm 取两级

5、齿轮减器高速级传动比： 798.3685.1035.135.11=?=?=减i i 低速级传动比 12/i i i 减=2.813 四传动装置运动和动力参数计算 0轴：即电动机轴 Po=Pr=5.53kw no=970r/min To=9.55Po/no=9.55（5.53103/970）=54.44 N m 轴：即减速器高速轴 10010=p p p =?=?联 5.530.99=5.47kw n 1=n 0 =970r/min T 1=9.55 P 1/n 1=9.55（5.47103/970）=53.85 Nm 轴：即减速器中间轴 P 2=P 112 =P 1齿承 =5.470.970.

6、99=5.25kw n 2=n 1/12i =970/3.798=255.4 r/min T 2=9.55 P2/n2 =9.55(5.25103)/ 255.4=196.31Nm 轴：即减速器低速轴 P 3=P 223=P 2齿承=5.250.970.99=5.04kw n 3=n 2/23i =255.4/2.813=90.8r/min T 3=9.55 P 3/n 3=9.55(5.04103)/ 90.8=530.09Nm 轴：传动滚筒轴 P 4=334p ? =P 3承链=5.040.990.92=4.59kw 43/=n n i =链90.82=45.4r/min T 4=9.55

7、 P 4/n 4=9.55(4.59103)/ 45.4=965.52Nm 上述结果汇于下表2： 表 2 各轴运动及动力参数 P 2=5.25kw n 2=255.4r/min T 2=196.31Nm P 3=5.04kw n 3=90.8r/min T 3=530.09 Nm P 4=4.59kw n 4=45.4r/min T 4=965.52Nm 五传动零件的设计计算：（滚子链常用于低速级，功率在100KW 以下，链条速度不超过15m/s ，最大传动比8） 1.链传动设计计算 已知：传递功率P=5.04kw ，主动链轮转速1n =90.8r/min ，从动轮转速2n =45.4 r/m

8、in ,载荷有轻度冲击。 （1）确定链轮齿数 计算传动比 i=1n /2n =90.8/45.4=2 一般先确定链条速度，在确定z1，设链速v=38m/s,由表4-13选取1z =23 又2z =1i z ?=2?23=46 则取2z =47.（优先选奇数且为质数） (2）选取链型号，确定链节距p 由式得 0/A Z P p K K P K =1.50.755.04/1=5.67KW i=2 1z =23 2z =47 V=1.105m/s 0p L =110.445节 式中，工况系数A K 由表4-14查得为1.5，小链轮齿系数Z K 由 图4-39查得为0.75，多排链系数P K 按单排链

9、由表4-15查得为1。根据0P =5.67 kw 及1n =90.8r /min ，由图4-37选定链型 号为20A ，由表查得其节距P=31.75mm (3)验算带速 111/(601000)v z n p =?=23?90.8?31.75/(60?1000) =1.105m/s8m/s 链速适宜。 (4)计算链节数与实际中心距 .初取中心距 0a =(3050)P=(3050) ?31.75=952.51587.5mm 取0a =1200mm .计算链节数 02 012210222p a z z z z P L P a +-?=+ ? 2 22347120225.312472375.311

10、2022? ? ?-+?=110.445节 p L =110节 .确定实际中心距 0 02 P P L L a a P -=+ mm 94.119275.312 445 .1101101200=?-+ = (5)确定润滑方法及润滑油品种 根据链速v=1.105 m/s 及链号20A ，由图4-42选滴油 润滑。根据表4-17选46号低粘节能通用齿轮油。 (6)计算对轴的作用力 取Q K =1.25 p L =110节 a=1192.94mm 1000/Q Q K P v =1000 ?1.25 ?5.04/1.105=5701.36N (7)设计链轮主要几何尺寸 分度圆直径 mm p d 17

11、.23323180sin 75 .3123180sin 1=? ?=? ? ?= mm p d 25.46547180sin 75 .3147180sin 2=? ?= 链设计完毕 2.减速器高速级斜齿圆柱齿轮设计计算 已知：小齿轮输入的功率p1=5.47kw ，小齿轮的转速1n =970r/min ，传动比i=3.798，工作载荷有轻微冲击，每天工作16小时，每年工作300天，预期寿命5年。 (1）选择齿轮材料、确定精度等级及许用应力（一般是45号钢，小齿轮硬，大齿轮软相差30-50HBS ） 小齿轮选45钢，调质处理，查表5-1，硬度为 217255HB ，取235250HB 大齿轮选45

12、钢，正火处理，查表5-1，硬度为 162217HB ，取190215HB 选齿轮精度等级为8级（GB10095-88）查表每一种机械又有一定 的等级 查图5-16,得lim1H =580 MPa ，lim2H =545 MPa 计算应力循环次数N,由式（5-33） 1N = 160n jLh =609701(516300)=1.40109 2N =1N /u=1.4109 /3.798=3.69108 查图5-17，得1N Z =1.0 ,2N Z =1.08(允许一定点蚀) 1N =1.4109 2N =0.369109 1H =580MPa 2H =588.6MPa H Z =2.47 a

13、 =0.35 取W Z =1.0,min H S =1.0 ，由式（5-28）确定接触疲劳许用应力 1H =lim1H 1N Z W Z /min H S =(5801.01.0)/1=580MPa 2H =lim2H 2 N Z W Z /min H S =(5451.081.0)/1.0=588.6MPa (2)按接触疲劳强度确定中心距a (a u + 式中1T =53850Nmm 初取2.12=Z K t ，=120，99.0cos =Z 估取t =n = 200 ，b =120 ，则 其中 H Z = 20 sin 20cos 12cos 2=2.47 取a =0.35，由表5-5 ，

14、得E Z 初定中心距t a t a ( 1u + = mm 8.119)580 99.08.18947.2(798.335.02538502.1)1798.3(3 2 =?+= 取a =130mm ，取标准模数n m =2mm 齿数和Z = 2cos n a m = 16.127299 .01302=?，取Z =127 1z = Z / (u+1) =26.47 圆整取1z =26，2z =127-26=101 实际传动比：i 实=2z 1z =10126=3.885， 传动比误差： n m =2mm a=130mm Z =127 1z =26 2z =101 A K =1.25 Kv=1.0

15、5 2b =50mm i 理i 实/i 理=2.3%5% 在允许范围内 精确求 =arcos()12/2n m z z a + =arcos2127(2130) =3391.12 与暂取=12接近，故H Z 、Z 可不修正 1d =1/cos n m z =226/cos 3391.12 =53.230mm 2d =2/cos n m z =2101/cos 3391.12=206.777 mm 圆周速度11 601000 n d v = ?= s m /7.21000 60230 .53970=? 取齿轮精度为8度 (3)校核齿面接触疲劳强度 查表5-3得：A K =1.25 1 100 v

16、z =(2.726)/100=0.702m s 查图5-4b 得：Kv=1.05 齿宽b=a a =0.35130=45.5mm 取2b =50mm ，1b =50+(510)=55mm 则1/b d =50/53.23=0.94 查图5-7a 和表5-4得K = 1.13，K =1.2 A v K K K K K =1.251.051.131.2=1.780 齿顶圆直径: 112a n d d m =+=53.23+22=57.230mm 222a n d d m =+=206.777+22=210.777mm 端面压力角arctan(tan /cos )t n = = arctan （tan 20o /cos12.3391）=20.434 1b =55mm K = 1.13 K =1.2 K =1.780 z =0.77 H Z =2.45 Z =0.99 E Z