机设计-分流式二级直齿圆柱齿轮减速器2课件

1、 机械设计课程设计计算说明题 目 设计运输机传动装置（分流式二级圆柱齿轮减速器） 指导教师 郭老师 院 系 班 级 学 号 姓 名 完成时间 目录一设计任务书二、传动方案拟定. 三、电动机的选择. 四、计算总传动比及分配各级的传动比 五、运动参数及动力参数计算 六、传动零件的设计计算 七、轴的设计计算 八、滚动轴承的选择及校核计算 九、键联接的选择及计算 十、联轴器的选择.十一、润滑与密封.十二、参考文献十三、附录（零件及装配图）计 算 及 说 明结 果一 . 设计任务书1，技术条件与说明以及设计要求 1.1技术条件与技术要求： 1）传动装置的使用寿命预定为10年，每年按300天计算，3班制工

2、作每班按8小时；2）工作机的载荷性质是平稳、轻微冲击、单向回转；3）电动机的电源为三相交流电，电压为380/220伏；4）传动布置简图是由于受车间位置的限制而拟订出来的，不应随意修改，但对于传动件的型式，则允许作适宜的选择；5）输送带允许的相对速度误差。1.2 设计要求1）减速器A1装配图1张；2）A3零件图2张（CAD绘图，低速轴和闷盖）；3）设计计算说明书一份（标准格式）； 2原始数据运输带曳引力F（N）：3500运输带速度V（m/s）：1.3滚筒直径D (mm)： 350二传动方案的拟定输送机由电动机驱动，电动机1通过联轴器2将动力传入减速器3，在经联轴器4传至输送机滚筒5，带动输送带6

3、工作。传动系统中采用两级分流式圆柱齿轮减速器结构较复杂，高速级齿轮相对于轴承位置对称，沿齿宽载荷分布较均匀，高速级和低速级分别为斜齿圆柱齿轮和直齿圆柱齿轮传动。=72000hF=3500NV=1.3m/sD=350mm分流式二级圆柱齿轮减速器三电动机的选择1 选择电动机类型 按已知工作条件和要求，选用Y系列一般用途的三相异步电动机2 选择电动机的容量1）滚筒所需功率： =FV/1000=35001.3/1000=4.55 kw 滚筒的转速=601000V/D=70.94r/min2）电动机至滚筒之间传动装置的总效率为： 0.8003其中， ，分别为传动系统中联轴器，齿轮传动及轴承的效率，是滚筒

4、的效率，=0.99，=0.97，=0.98 =0.97 3）确定电动机的额定功率电动机的输出功率为=/ =4.55/0.8003=5.685kw 确定电动机的额定功率 选定电动机的额定功率=7.5 kw 3、 选择电动机的转速 =70.94 r/min 该传动系统为分流式圆柱齿轮传动，查阅教材表18-1推荐传动比为=860 则总传动比可取 8至60之间 则电动机转速的可选范围为=8=870.94=567.52r/min =60=6070.94=4256.4r/min可见同步转速为1000r/min ，1500r/min ，3000r/min的电动机都符合，这里初选同步转速为1000r/min

5、，1500r/min ，3000r/min的三种电动机进行比较，如下表： 由参考文献1中表16-1查得：方案电动机型号额定功率（KW）电动机转速n/(r/min)质量/kg同步转速满载转速1Y132S2-27.5300029002.02.3702Y132M-47.5150014402.22.3813Y160M-67.510009702.02.01194Y160L87.5750720 2.02.0145 由表中数据，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量，价格以及总传动比，即选定方案3 四总传动比确定及各级传动比分配4.1 计算总传动比由参考文献1中表16-1查得：满载转速nm=970 r / m

6、in；总传动比i=nm /=970/70.94=13.67 4.2 分配各级传动比查阅参考文献1机械设计课程设计中表23各级传动中分配各级传动比 取高速级的圆柱齿轮传动比= =4.3，则低速级的圆柱齿轮的传动比为 =/=13.67/4.3=3.2 =4.55kw=70.94r/min=0.8003=5.685kw=7.5 kw=567.52r/min=4256.4.2r/min电动机型号为Y160M6i=13.67= 4.3 =3.2五计算传动装置的运动和动力参数1. 各轴转速电动机轴为轴0，减速器高速级轴为轴，中速轴为轴,低速级轴为轴，滚筒轴为轴，则 = 970 r/min 970/4.3

7、r/min=225.6 r/min 225.6/ 3.2 r/min = 70.5 r/min解得滚筒速度在输送带速度允许误差为5范围内2按电动机额定功率计算各轴输入功率 =7.5 kw =kw=6.846kw =6.8460.970.98 kw =6.508kw =6.5080.98 kw =6.378kw =6.3780.990.980.97 kw =6.002 kw2. 各轴转矩 =95506.846/970 =67.40 =95506.508/225.6 =275.49 =95506.378/70.5 =863.97 =95506.002/70.5 =813.04表3 轴的运动及动力参

8、数项目电动机轴0高速级轴I中间轴II低速级轴III带轮轴IV转速（r/min）970970225.670.570.5功率（kw）7.56.8466.5086.3786.002转矩()73.8467.40275.49863.97813.04传动比1 4.33.21效率0.9130.9510.9800.941六、齿轮传动设计 1.高速级齿轮传动设计 （1）选择材料、精度及参数 a . 按图1所示传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动 b . 带式运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 7级精度（GB10095-88） c . 材料选择。查图表（P191表10-1），选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为

9、280 HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240 HBS，二者的硬度差为40 HBS。 d . 初选小齿轮齿数=24，则大齿轮齿数=4.324=104=4.3 e .选取齿宽系数：=1.02）按齿面接触强度设计 按下式试算 1）确定公式内的各计算数值 a . 试选=1.3 b. 分流式小齿轮传递的转矩=/2=33.7 c. 由表10-7选取齿宽系数=1.0 d. 查图（表10-6）选取弹性影响系数=189.8 e. 由图10-21d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； f. 由式 N=60nj 计算应力循环次数 =60970172000=4.1904 =4

10、.1904/4.3 =9.7451 g由图10-19取接触疲劳寿命系数 ;h计算接触疲劳许用应力：取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-21）得 2） 计算 a. 按式计算小齿轮分度圆直径 带入数据计算： mm =44.643 mm b. 计算圆周速度 =3.1444.643970/（601000）m/s =2.27m/s c. 计算齿宽b b=144.643mm=44.643mm d. 计算齿宽与齿高之比b/h 模数 e. 计算载荷系数K 使用系数=1，根据=2.27m/s，7级精度查图表（P194图10-8）得动载系数=1.12 查图表（P195表10-3）得齿间载荷分布系数=1

11、由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承对称布置时，；由b/h=10.667. 查图10-13得； 由式 得载荷系数=11.1211.313=1.471 f. 按实际载荷系数校正所得分度圆直径 由式 得=46.52mm g. 计算模数mm=/=46.52/24 mm =1.94 mm 3）按齿根弯曲疲劳强度设计 按式计算1） 确定计算系数a. 由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿弯的弯曲疲劳强度极限；b. 由图10-18取弯曲疲劳寿命系数 , ;c. 计算弯曲疲劳许用应力 去弯曲疲劳安全系数 S=1.4， 由式（10-12）得 d. 计算载荷系数由式 得=11.1211.

12、26=1.411 e. 查取齿形系数查图表（P表10-5）=2.65 ，=2.1768f. 查取应力校正系数查图表（P表10-5）=1.58 ，=1.7932g. 计算大小齿轮的并加以比较 =2.651.58/303.57=0.01379 =2.17681.7932/238.86=0.01634大齿轮的数值大2） (2)设计计算 mm =1.392 mm 由以上计算结果，取m=2 ，按接触疲劳强度得的分度圆直径=44.643 mm计算应有的齿数取=30 ，则=4.330=129 （4） 几何尺寸计算1） 计算分度圆直径 2） 计算中心距 159mm 将中心距圆整为159mm 3） 计算齿轮宽度

13、 =160mm=60mm圆整后取=60mm ，=65mm4） 结构设计 由e2，小齿轮做成齿轮轴 由160mm=72000h 故所选用轴承满足寿命要求。确定使用深沟球轴承62092轴上的轴承选择与计算由轴的设计已知，初步选用深沟球轴承6208，由于受力对称，故只需要校核一个。其受力=2174.35N，=0，=3，n=225.6r/min1）查滚动轴承样本（指导书表15-5）知深沟球轴承6208的基本额定动载荷C=22800N，基本额定静载荷=15800N2）求轴承当量动载荷P 因为=0，径向载荷系数X=1，轴向载荷系数Y=0，因工作情况平稳，按课本（P表13-6），取P=（X+Y）=1.2（1

14、2174.35+0）N =2609.22N3）验算轴承寿命 h=49292.6h=72000h 故所选用轴承满足寿命要求。确定使用深沟球轴承6208. 3输出轴上的轴承选择与计算由轴的设计知，初步选用深沟球轴承6214，由于受力对称，只需要计算一个，其受力=/2=3369.772 N，=0，=3 ，转速n=70.5/min1）查滚动轴承样本（指导书表15-3）知深沟球轴承6214的基本额定动载荷C=46800N，基本额定静载荷=37500N 2）求轴承当量动载荷P 因为=0，径向载荷系数X=1，轴向载荷系数Y=0，因工作情况平稳，按课本（P表13-6），取=1.2，则 P=（X+Y）=1.2（

15、13369.772+0）N =4043.7264N3）验算轴承寿命 h=366481h=72000h 故所选用轴承满足寿命要求。确定使用深沟球轴承6214。九、键连接的选择与校核计算1输入轴与联轴器的键连接 1) 由轴I的设计知初步选用键C1280GB109-79， =67.4 2) 校核键连接的强度 键、轴和轮毂的材料都是钢，由课本（P表6-2）查得许用应力=100-120MPa，取=110MPa。键的工作长度=L-b/2=80mm-6mm=74mm，键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =267.4/47442MPa=10.843MPa=110MPa 可见连接

16、的强度足够，选用键C1280GB1096-792齿轮2（2）与轴的键连接 1) 由轴II的设计知初步选用键1250GB109-79，=/2=137.745 2) 校核键连接的强度 键、轴和轮毂的材料都是钢，由课本（P表6-2）查得许用应力=100-120MPa，取=110MPa。键的工作长度=L-b=50mm-12mm=38mm，键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =2137.745/43842MPa=43.16MPa=110MPa 可见连接的强度足够，选用键1250GB109-793齿轮3与轴II的键连接 1) 由轴1290GB109-79II的设计知初步选用

17、键1290GB109-79，=275.49 2) 校核键连接的强度 键、轴和轮毂的材料都是钢，由课本（P表6-2）查得许用应力=100-120MPa，取=110MPa。键的工作长度=L-b=90mm-12mm=78mm，键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =2275.49/47844MPa=40.14MPa=110MPa 可见连接的强度足够，选用键1290GB109-794齿轮4与轴的键连接1) 由轴的设计知初步选用键2290GB109-79，=863.97 2) 校核键连接的强度 键、轴和轮毂的材料都是钢，由课本（P表6-2）查得许用应力=100-120MPa

18、，取=110MPa。键的工作长度=L-b=90mm-22mm=68mm，键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.514mm=7mm。由式可得 =2863.97/76882MPa=44.27MPa=110MPa 可见连接的强度足够，选用键2290GB109-795联轴器与轴的键连接 1) 由轴IV的设计知初步选用键C1690GB109-79，=863.97 2) 校核键连接的强度 键、轴和轮毂的材料都是钢，由课本（P表6-2）查得许用应力=100-120MPa，取=110MPa。键的工作长度=L-b=90mm-8mm=82mm，键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.510mm=5mm。由式可得

19、 =2863.97/58255MPa=76.63MPa=110MPa 可见连接的强度足够，选用键C1690GB109-79、联轴器的选择十、联轴器的选择1输入轴（轴I）的联轴器的选择 根据轴I的设计，选用HL3型弹性套柱销联轴器（35钢），其尺寸如下表所示型号T（）（r/min）（mm）L（mm）转动惯量（）HL36305000421120.62输出轴（轴III）的联轴器的选择 根据轴III的设计，选用HL4型弹性柱销联轴器（35钢），其尺寸如下表所示型号T（）（r/min）（mm）L（mm）转动惯量（）HL412504000551123.4十一、减速器附件设计1视孔盖 选用A=150mm的视

20、孔盖。2通气器 选用通气器（经两次过滤）M271.53油面指示器 根据指导书表9-14，选用2型油标尺M164油塞 根据指导书9-16，选用M161.5型油塞和垫片5起吊装置 根据指导书表9-20，箱盖选用吊耳d=20mm6定位销 根据指导书表14-3，选用销GB117-86 A6307起盖螺钉 选用螺钉M820十二、润滑与密封1齿轮的润滑 采用浸油润滑，由于高速级大齿轮浸油深度不小于10mm，取为油深h=57mm。根据指导书表16-1，选用全损耗系统用油 L-AN22。2滚动轴承的润滑 由于轴承的=48500160000 =9024160000 =4935160000 故选用脂润滑。根据表16-4 ，选用滚动轴承脂ZGN69-23密封方法的选取 由于凸缘式轴承端盖易于调整轴向游隙，轴I、轴II及轴III的轴承两端采用凸缘式端盖。由于采用脂润滑，轴端采用间隙密封。总结机械设计是机电类专业的主要课程之一，它要求我们能结合课本的学习，综合运用所学的基础和技术知识，联系生产实际和机器的具体工作条件，去设计合用的零部件及简单的机械，起到从基础课程到专业课程承先启后的桥梁作用，有对机械设计工作者进行基础素质培养的启蒙作用。 机械设计课程设计的过程是艰辛而又充满乐趣的，在这短暂的二个星期里，我们不仅对机械的设计的基本过程有了一个初步的认识和了解，即初步接触到了一个真机器的计算和结构的设计，也