机械设计基础课程设计三级变速器

1、一、传动方案分析 2二、选择电动机 3三、计算总传动比及分配各级的传动比 5四、计算传动装置的运动和动力参数5五、V带传动设计计算 7六、直齿圆柱齿轮传动设计计算 11七、滚动轴承的选择及校核计算 16八、轴的结构设计计算19九、联轴器的选择计算 25十、润滑与密封 26十一、参考文献 28十二、设计小结 29一、传动方案分析机械设计课程设计题目：设计两级圆柱齿轮减速器减速器工作条件：此减速器用于热处理车间两件清洗传送带的减 速，此设备两班制工作，工作期限十年，户内使用。传送方案如下图所示：已知工作条件：鼓轮直径300mm传送带运行速度0.7m/s ,传送带从动轴所需扭矩900N- m为了估计

2、传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和 拟定传动方案，可先由已知条件计算鼓轮的转速，即:D6 010000.73 0 04 5 r / m in二、选择电动机1、电动机类型选择根据电源及工作机工作条件，选用卧式封闭型Y （IP44）系列二相交流异步电动机。2、电动机功率的选择1 ）工作机所需功率PwTnw900 45 小95504.2kW95502 ）、电动机输出功率为PdPdPw传动装置的总效率1252345式中 12345为从动机至工作机之间的个传动机构和轴承的效率。查机械设计课程设计表 2-4得：V带传动效率1=0.96，圆柱齿轮传动效率为2=0.97，滚动轴承效率 3=0.9

3、9，弹性联轴器传动效率4=0.99,平带传动效率50.96。贝心2 51 23 4 50.95 0.9720.995 0.99 0.960.81故 pd -Pw4.2 5.2kw故d0.81根据电动机输出功率 Pd 5.2kw，查表选择电动机的额定功率P ed 5.5kw3）、电动机转速的选择为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由机械设计课程设计表2-1查得V带的传动比范围为ii 24，高 速齿轮传动比i2 36低速齿轮传动比i2 36。则传动装置的总的传 动比为i i1i2i318144故电动机转速范围为nd nwi 810 6480r/min可见同步转速为，1500/min

4、、3000 r / min的电动机均符合要 求。由于3000 r / min的电动机体积小，转速高，传动不平稳；因 此选同步转速150Cr/min :方 案电动机型号额定 功率kw电动机转速r/mi n电动 机质 量 kg传动装置的传动比同步满转总传动比V带二级减速器1Y132S-45.51500144068322.512.8由表中数据可知，选定电动机型号为Y132S-4三、计算总传动比及分配各级的传动比1、传动装置总传动比2、分配各级传动比取V带传动的传动比为ijnm 144032nw 45h2.5，贝S两级减速器的传动比为i2i3 昱 12.82 32.5两级圆柱齿轮减速器高速级齿轮传动比

5、为i2，低速级齿轮传动比为 i3，取 i21.3i3 则:ij i2i31.3i；12.8i24.1 则 i23.14四、计算传动装置的运动和动力参数1、各轴转速电动机轴为0轴，减速器高速轴为I轴，中速轴为II轴，低速轴为III轴，则各轴转速分别为:nonm1440r / minninoii14402.5576r / minn2ni25764.1140r /minn3皿ii1403.1445r / min2、各轴输入功率按电动机额定功率Ped计算各轴输入功率p2pi 2 35.23 0.970.99 5.02kwp3p22 35.02 0.970.99 4.82kw各轴转矩9550 也5.59

6、550 -36.48N mno14409550 R5.239550 -86.71N mni5769550 压5.029550 -342.44N mn21409550 直95504821022.91N mn345PiPi3、To各轴输入转速、功率、转矩如下表所示:项目电动机轴高速轴中间轴低速轴转速r/min144057614045功率kW5.55.235.024.82转矩N m36.4886.71342.441022.91传动比2.54.13.14效率0.960.960.96PoPed5.5kw5.5 0.95 5.23kw4、五、V带传动设计计算电动机转速n° nm 1440r/mi

7、n ,带轮所连减速器高速轴I轴 转速为n1 576r/min，传动装置输入功率为p15.2kw。1、求计算功率Pc由机械设计基础（第五版）查表13-8得kA 1.2，故计算功率为：Pc p1kA 5.2 1.2 6.24kw2、选择V带型号根据 pc 6.24kw， n0 nm 1440r/min由机械设计基础（第五版）查图13-15得坐标点位于A型界内， 故初选普通A型V带。2、计算大、小带轮基准直径d1、d2由机械设计基础（第五版）查表13-9可知，d1应不小于80mm现取 d1100mmi n。d2由I _得n1 d1（1）d2 叫（1 ）n11440100 （1 0.02）245mm5

8、76取d2 250mm4、验算带速Vdg60 10003.14 100 144060 10007.54m/s带速在525m/s范围内，符合要求5、求V带基准长度Ld和中心距a初步选取中心距a0 1.5（d1d2)1.5 (100250)525mm取 a。550mm，符合 0.7©d2)Lo 2a°評1d2)Lo 2 550 -(1001660mm250)(2504 550a。2(d1 d2)2(d1 d2)4a°2100)查机械设计基础（第五版）表 13-2，对V带选用Ld 1800mm由式a a0丄宁0得a°5501800 16602620mm6、验算

9、小带轮包角d2 d111801 57.3a1180竺竺57.3550166 120合适7.确定v带根数z因di 100mm,带速n1440r/min，传动比 i1 2.5,查课表13-3和13-5得po1.32kw,. po 0.17kw.查课本表13-7得Kl=1.01由1167查课本表由公式得13-2 得 K =0.976.24Z二(PoPo) k kl故选Z=5根带8.计算作用在带轮轴上的压力Fq查课本表13-1可得q 0.1kg/m,故:单根普通V带张紧后的初拉力为Pea /2.52一 (1) qvzv k(1.39 0.17) 0.97 1.014.08Fo 5006.24 500(

10、竺 1) o.1 7.542136N5 7.540.97计算作用在轴上的压轴力Fq 2z Fo sin2 5 136 sin1350N2 29、带轮结构设计小带轮设计制造成实心式带轮大带轮设计制造成腹板式带轮在高速轴与大带轮结合处轴的直径最小有公式但mm ,轴的V ni材料为45钢查课本表14-2得C 118 107 ,则d 24.9 27.9mm ,查课 程设计手册表11-2取安装带轮处直径ds 25mm大带轮直径d2224mm对照机械设计基础（第五版）P223页图13-17与P224页的表13-10 可的以下参数：bd11mmd224mmha3mmds25mmhf9mmda230mme15

11、mmdh45mmf9mmL40mm480B123mm六、直齿圆柱齿轮传动设计计算（一）高速级齿轮传动的设计计算1 . 齿轮材料，热处理及精度 考虑此减速器的功率及现场安装的限制， 故大小齿轮都选用硬齿 面渐开线圆柱直齿轮。齿轮材料及热处理材料：260HBS ,250HBS ,高速级小齿轮选用45钢调质，齿面硬度为大齿轮H|in1 580Mpa, FE1 470Mpa高速级大齿轮选用45钢调质，齿面硬度为大齿轮hi*570Mpa, fe2 460Mpa由表 11-5，取 Sh 1.1,Sf 1.25Hl =Hlim1 =527MPaShH2= Hlim2=518MPaShfi _FEl=376M

12、PaSfF2= FE2 =368MPaSf2. 齿轮精度按 GB/T1009A 1998，选择 8 级3.初步设计齿轮传动的主要尺寸 高速级传动比i24.10，高速轴转速ni576r / min传动功率R 5.23kw齿轮按8精度制造11-6） d 0.8小齿6 PI ni188 （表 11-4），Zh3Ti 9.55 10取Zedi取载荷系数（表9.55 1065.235762.511-3）K 1.5齿宽系数（表0.87 103 * 5N mm:Ti u 1（ZhZe）2dU H 0.8齿数乙30则乙4.1d169.44.09模数m32乙齿宽bdd10.869.455.5mm30123,则实

13、际传动比i2Z2123z1304.1取 b2 60mm,b1 65mm按表4-1取 m 2.5mm，d1 30 2.5 80mm ，d21232.5 307.5mm中心距ad1 d2193.75mm24.验算齿轮弯曲强度齿形系数 YFai2.56 , Ysai1.63YFa22.13 , Ysa21.81F12KY Faisalbm2z2 1.5 0.87 105 2.56 1.63260 2.53090.8Mpa F1 376MpaYFa2YSa2F2F1YFa"sa190.8 2.13 1.812.56 1.6383.9Mpa F2安全368Mpa5.小齿轮的圆周速度n a600

14、003.14 80 576600002.41m/s对照表11-2可知选用8级精度是合适的（二）低速级齿轮传动的设计计算1.齿轮材料，热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制， 故大小齿轮都选用硬齿 面渐开线圆柱直齿轮。齿轮材料及热处理 材料:小齿轮选用45钢调质，齿面硬度为大齿轮 270HBS，Hiini 610Mpa, fei 470Mpa大齿轮选用45钢调质，齿面硬度为大齿轮260HBS,hi*600Mpa, FE2 460Mpa由表 11-5，取 Sh1.1,Sf1.25h1 = -HJi=545MPaShH 2 = Hlim 2 =545MPaf1=工=376MPaSfF2=空=

15、368MPaSf2.齿轮精度按 GB/T1009A 1998，选择 8 级3.初步设计齿轮传动的主要尺寸高速级传动比i33.14，高速轴转速吐140r / min传动功率P25.02kw齿轮按8精度制造。取载荷系数（表11-3）K 1.5齿宽系数（表11-6） d 0.8T19.55 106n2P29.55 106502 3.42140105N mm取Ze188(表 11-4) , Zh 2.53d12K u 1/ZhZe、2U (h)52 1.5 3.42 103.14 1,188 2.5)2V 0.8110.4 mm数3.14 (54532 ,贝y Z22.72 32101 ,则实际传动i

16、3Z2101Z1323.15模数md1Z3.45mm32齿宽bdd10.8 115 88mm取 b2 90mm,b1 95mm4-1 取 m 3.5mm,d132 3.5 112mmd2 1013.5 353.5mm中心距a宁 232-75mm4.验算齿轮弯曲强度齿形系数 Yf312.63，Ysa11.65Yf322.21，Ys321.83F12KY Fa1YSa1bm2z52 1.5 3.42 102.53 1.6390 3.52 32137Mpa F1 376MpaF2YFa2YSa2YFa1YSa1115 2.21 1.832.56 1.65119Mpa F2 368Mpa5.齿轮的圆周速度n1d1v600003.14 119 140600000.87m/s对照表11-2可知选用8级精度是合适的（三）齿轮的结构设计单位（mr）