双圆柱斜齿轮

1、 目 录一、设计任务书-2二、电动机的选择计算-2三、传动装置的运动与动力参数的选择和计算-3四、带的设计计算-4五、高速级圆锥齿轮的设计计算-7六、低速级斜齿圆柱齿轮的设计计算-10七、轴的设计计算-14八、滚动轴承的选择和寿命的验算-16九、键连接的选择和验算-18十、减速器的润滑方式及密封形式的选择-18十一、润滑油牌号的选择级装油量的计算-19十二、V带轮设计-20十三、联轴器的选择-21十四、设计体会-21十五、参考资料目录-22一、 设计任务书1. 原始数据：输送带有效拉力： F=4300N输送带工作速度： V=0.80m/s输送带滚筒直径： D=290mm运输带的宽度： B=30

2、0mm减速器设计寿命 ：5年2. 工作条件：1班制连续工作,使用寿命5年,载荷有轻度冲击，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380/220 V。速度允差<5%。二、电动机的选择计算根据工作条件，选择Y系列三相异步电动 1.选择电动机功率：滚筒所需的有效功率：=4300×0.80/1000 =3.44 kw =3.44kw传动装置的总效率：=带×承4×联×卷筒×齿2 式中： 滚筒效率： = 0.96联轴器效率： =0.99V带传动效率： =0.95滚动轴承效率： = 0.99斜齿轮啮合效率： = 0.99（8级）锥齿轮

3、啮合效率： = 0.96（8级）传动总效率：= 0.96×0.99×0.97×0.95×0.984×0.955=0.825 = 0.808所需电动机功率 =3.44/0.825=4.2kw =4.2kw2.选取电动机的转速：滚筒转速： =60×0.8/314×03=50.955r/min nw=50.96r/min现以同步转速为r/min及r/min两种方案进行比较计算出的总传动比列于表方案号电动机型号额定功率/kw同步转速/(r/min)满载转速/(r/min)总传动比12Y132M-4Y160M-67.55.515001

4、000144097033.3722.48 额定功率5kw比较两种方案可见，方案2选用的总传动比与实际比较接近而且结构紧凑，决定选用方案2。电动机的型号为Y132M-6，额定功率为5.5kw，同步转速为1000r/min，满载转速为960r/min，电动机中心高H132，外伸轴段DE3880。三、传动装置的运动及动力参数计算1、分配传动比 总传动比 ：I总=n带/ni=960/50.96=19.63 I总=19.63 V带传动比为24，取 i=3 i带=3则减速器传动比为：=18.84 /2.3=6.54 =6.54对减速器传动比进行分配时，即要照顾两级传动浸油深度相近，又要注意大锥齿轮不能碰着

5、低速轴，试取 =2.62=2.5 =2.52、各轴功率、转速和转矩的计算：0轴：即电机轴：P0=Pr=4.2kw P0=4.2kwn0=1000r/min n0=1000r/minT0=9550×P0/n0=40 T0=40轴：即减速器高速轴： P1= 2.48×0.95=4.16kw P1=4.16kwn1= n0/i带=1000/1=1000r/min n1=1000r/minT1=9550×P1/n1=9550×4.16/1000= 39.728 T1=39.72轴：即减速器中间轴：P2= P1×锥×滚=4.2×0.9

6、6×0.99=4.07kw P2=4.07kwn2=n1/i1=1000/2.62=382r/min n2=482r/minT2=9550P2/n2=102 T2=102 轴：即减速器的低速轴：P3= P2×柱×滚=4.07×0.97×0.999=3.95kw P3=3.95kwn3= n2/i2=382/2.5=152.8r/min n3=152.8r/min T3=9550×P3/n3=9550×3.95/152.8=246.87N.m T3=246.87 轴：减速度器输出轴： P4= P3×柱×滚=

7、2.15×0.99×0.99=3.754kw P4=3.754kwn4= n3=152.8r/min n4=152.8r/minT4=9550×P4/n4=9550×3.754/152.8=234.4 T4=234.4各轴运动及动力参数序号功率P/kw转速n/(r/min)转矩T/Nm传动型式传动比效率04.2100040带传动圆锥齿轮传动圆柱齿轮传动联轴器2.33.3762.51.00.950.950.960.984.16100039.7284.073821023.95152.8246.8753.754152.8234.4四、带设计计算1、确定设计功率

8、PC：由表34查得=1.1PC=×P=1.1×4.2=4.62kw PC=4.62kw2、选取V带的型号根据PC和n0由图3-12确定，因工作点外于B型区，故选A型。 B型V带3、确定带轮基准直径、选择小带轮直径由表3-5和表3-6确定=125mm =125mm验算带速VV=3.14×125×96060×1000=6.28m/s V=6.28m/s在525m/s之间，故合乎要求确定从动轮基准直径dd2=960/417.4×125=314.14mm =314.14mm 查表的3-6取=315mm实际从动轮转速和实际传动比I 不计影响，若

9、算得与预定转速相差5为允许。=315/125=2.52 =2.52=960/2.52=380.95r/min =380.95/min4、确定中心距a和带的基准长度Ld初定中心a0本题目没有给定中心距，故按式325确定0.7(dd2+dd1)2(dd2+dd1)0.7（125+315）2（125+315） 278.6mm796mm取=500。 =500确定带的计算基准长度Lc按式2+(+)+=2×500+（125+280）+（280-125）2/4×500=1717.9mm =1717.9mm 取标准Ld按表4-3取=2240。 =2240确定中心距a按式3-27=+=500

10、+(1718-2240)/2=239 =239调整范围=+0.03=239+0.03×2240=306.2 =306.2 =-0.015=239-0.015×2240=205.4 =205.4 5、验算包角180°-×60°=180°-162/481×60°=14101200 符合要求 =14106、确定带根数z按式3-29Z由式3-19单根V带所能传递的功率=(+)kw由式3-20包角系数=1.25()=0.95 =0.95由表3-2查得C1=3.78×10-4 C2=9.81×10-3 C3

11、=9.6×10-15C4=4.65×10-5 1=2×3.14×96060=100.48rad/s 1=100.48rad/s=1C1-C3-C4lg(dd11)=1.628 =1.628=C41lg=4.65×10-5×125×100.48×lg=0.1152 =0.1152=c41lg=4.65×10-5×125×43.65×lg（1600/1700）=0.118 =0.118 =(+)=0.949×(1.276+0.166-0.0145）=1.77 =1.77

12、V带的根数Z=2.043/1.43=2.63取Z=3根 Z=37、确定初拉力F0按式3-30F0=500(-1)+q=346.3N F0=346.3 N式中q由表3-1查得q=0.17Kg/m。8、计算轴压力Q按式3-31Q=2F0zsin=2×346.3×2×sin(141/2)=1958.6 N Q=1958.6N5减速器内斜齿-圆柱齿轮高速级传动设计计算5.1选择材料，确定精度等级及许用应力 小齿轮用45号调质，大齿轮用45号钢正火 小齿轮硬度为217-255HB取235-250 HB 大齿轮硬度为162-217 HB取190-215 HB则齿轮精度等级选级

13、精度查图5-16b得 ，5.2应力循环次数查图5-17得,取1.0 由于，则取计算。 5.3确定中心距按接触疲劳强度计算中心距式中 初取暂取， 则 得 圆整取 计算模数一般取 取标准模数： 齿数的计算取 ，取实际传动比： 传动比误差： ，其在允许范围内。精确求取 得 与相近，故、可不修正验证圆周速度故满足要求。5.4校核齿面接触疲劳强度 由5-3 取 按8级精度查取5-4b得 齿宽： 取 ， 则 查5-7a 得：按8级精度查5-4得： 齿轮分度圆直径： 齿顶圆直径： 齿轮基圆直径： 齿顶圆压力角： 由5-4 得： 由5-18 得：故安全 主要参数：5.5校核齿根弯曲疲劳强度 按、查5-14 查

14、5-15 查5-19 由5-13得 查5-18 由5-47 由5-4 故均安全5.6齿轮的几何参数 b=32mm六.低速级斜齿圆柱齿轮设计计算1.选择齿轮材料，确定精度及许用应力 小齿轮为45钢，调质处理，硬度为217255 HB 大齿轮为45钢，正火处理，硬度为190215 HB 齿轮精度为8级： 由式533得=60=60×125.34×1×(10×300×8)=1.1×108 =1.1×108 =/=7.31 ×107 查图(517)得1,1.2, =1.0取=1.16,=1.0, 查图(516)得=580MP

15、a,=550MPa由式(528)=580×1.16/1.0×1.0=672.8 MPa 550×1.2×1.16 =765.6 MPa 765.6 MPa2.按接触疲劳强度确定中心距(u+1)mm T2=2480174.34N.m初选1.2，暂取,0.35由式(542) 0.99由表(55) 得=189.8由式(541) 计算=2.47a(u+1)=151.2圆整取a=200mm a=200mm=(0.010.02)= (0.010.02)×152=1.523.04取标准值=3 mm =3 mm小齿轮齿数 Z=130.67 取Z=131 z=1

16、31=37.76 取 =38 =38131-38=93 实际传动比 =2.44修正螺旋角 =arccos= arcos(2.5×(119)/300 =11.4856 =11.4856可不修正，Z=116.33mm =116.33mm =284.7mm =284.7mm圆周速度 V=0.763m/s v=0.763m/s3验算齿面接触疲劳强度 =有表(5-3)查得=1.25/100=0.1276 查图5-4得动载系数=1.01齿宽 b=0.35×152=53.2取 b2=55 mm b1=60mm b2=55mmb1=60mm=65/76.271=0.85查图(5-7)齿轮相

17、对于轴承对称布置，两轮均为软齿面，=1.005查表(5-4) =1.4载荷系数 =1.25×1.01×1.005×1.4=1.847 =1.847由(5-42) =0.99 计算重合度，以计算=+2m=86.857+2.5×2=91.857mm =91.857mm=+2m=217.143+2×2.5=222.143mm =222.143mm=arctan(tan/cos)= arctan(tan200/cos11.86960)=20.4020 =20.4020=cos=86.857×cos20.4020=81.409mm =81.40

18、9mm=cos=217.143×cos20.4020=203.522mm =203.522mm=arccos=27.5930 =27.5930 =arccos=23.6270 =23.6270 =(tan-tan)+(tan-tan) =30×(tan27.5930-tan20.4020)+88×(tan23.6270-tan20.4020)=1.69 =1.69=1.44 =1.44由式5-43计算=0.59 =0.59= arctan(tancos)= arctan(tan11.86960×cos20.4020 )=11.1440 =11.1440=

19、2.45 =2.45由式5-38计算齿面接触应力=567.3Mpa<安全 =567.3Mpa4校核齿根弯曲疲劳强度由式(5-44)= =/=36.28 =36.28=/=90.7 = 90.7查图(5-14)得=2.5,=2.27查图(5-15)得=1.65=1.79由式(5-47)计算=1-=0.9 =0.9由式(5-48)计算=0.25+=0.68 =0.68由式(5-31)计算弯曲疲劳许用应力查图(5-18b)得220MPa,210 MPa查图(5-19)得1.0由式(5-32)12mm,Yx=1.0取=314 MPa =314MPa=300 MPa =300MPa= =100.1

20、 Mpa 安全 =100.1MPa=98.58MPa 安全 =106.5MPa5齿轮主要几何参数 =86.857mm,=217.143mm=91.857 mm =91.857mm= =222.143mm =222.143mm=-2.5=81.857mm =81.857mm=-2=210.893mm =210.893 mm=(+)=152 a=152 mm取=60mm,=55mm =60mm =55mm 七、轴的设计计算7.1轴的强度计算7.1.1轴的材料选用45号优质碳素钢，调质处理。机械性能查8-1：7.1.2按扭转强度初步计算轴径 考虑到安装联轴器需开键槽，将直径加大并取标准值， 所以轴端

21、直径取。7.2轴的结构设计7.2.1以的等径轴为基础设计 联轴器用的轴肩定位 轴承按标准取40mm 轴承的定位轴肩取 齿轮的周向用平键联接，轴承的周向用有过盈的配合，联轴器的周向用键定位。7.2.2按弯扭合成强度条件校核(1)力学模型 (2)求齿轮上的力输出轴转矩： 周向力： 轴向力：径向力：(3)计算支承反力：水平支承反力：垂直支承反力：(4)画弯矩图，转矩图，计算弯矩转矩：计算弯矩图：转矩按脉动循环变化处理： 122605Nmm148278.6Nmm198840Nmm248040Nmm200274.7Nmm（5）确定危险剖面，校核强度剖面的计算应力 剖面的计算应力 按8-3查。7.2.3按

22、疲劳强度安全系数校核轴强度剖面疲劳安全系数校核根据教材附表查取应力集中系数、绝对尺寸影响系数和表面质量系数根据： ，并取 ，取s=1.5-1.8,S>S,所以满足要求。剖面疲劳强度安全系数校核同上，满足要求。八、滚动轴承的选择和寿命验算8.1选择轴承8.1.1水平支反力由于转速高、有轴向力，故选用圆锥滚子轴承：30207（d=35mm）,合成支反力：8.1.2计算轴向力由9-8查得：8.1.3计算当量动载荷：查9-7得 合乎要求 九、键联接的选择和验算9.1齿轮轴上键的选择9.1.1选择键联接的类型及尺寸由于齿轮为8级精度要求，有较高的对中性要求，故选用平键联接查手册得：当时，键的剖面参

23、考轮毂长度选键长L=63mm，键的材料选45号钢9.1.2键的联接强度计算联接的失效形式是轴、轮毂和键三个零件中较弱零件的压溃与剪断。由于齿轮材料为优质碳素钢淬火，故按轮毂进行挤压强度校核键的工作长度：l=L-2d=63-8=55mm按表查2-10得联接的许用挤压应力（轻微冲击）由2-37得：键联接工作面的挤压应力： 由于 故选用的键强度足够9.2带轮轴上键的选择9.2.1选择键联接的类型及尺寸由于齿轮为8级精度要求，有较高的对中性要求，故选用平键联接查手册得：当时，键的剖面参考轮毂长度选键长，键的材料选45号钢9.2.2键的联接强度计算接的失效形式是轴、轮毂和键三个零件中较弱零件的压溃与剪断

24、。由于齿轮材料为优质碳素钢正火，故按轮毂进行挤压强度校核键的工作长度：按表查2-10得联接的许用挤压应力（轻微冲击） 由2-37得：键联接工作面的挤压应力：由于 故选用的键强度足够十、减速器的润滑方式及密封形式的选择10.1减速器的润滑方式10.1.1润滑油的选择由于齿轮的圆周速度为38m/s，故选用稀油润滑轴承选用脂润滑10.2减速器的密封方式10.2.1密封方式的选择轴的外伸端的轴承盖为透盖，透盖中有密封装置，密封方式为皮碗密封。十一、润滑油牌号的选择及装油量的计算11.1.润滑油牌号的选择11.1.1润滑油牌号齿轮的接触应力为，故选用抗氧锈工业齿轮油润滑。润滑油的牌号按齿轮的圆周速度选择参照5-12选择 选用320 根据4.8-1：代号32011.2装油量的计算11.2.1油面的高度油面由箱座高度H确定斜齿轮应浸入油中一个齿高，但不应小于10mm。这样确