机械设计电子稿说明书田宁 2

1、二级展开式圆柱齿轮减速器设计计算说明书专 业：机械设计制造及其自动化 班 级： 机电0902 姓 名：田宁学 号： 30903057浙江大学城市学院工程分院2011年11月目录1、 任务书-22、 电机的选择-33、 传动装置的总传动比及其分配-34、 计算运动和动力参数并形成初步汇总表-45、 传动件设计计算-46、 轴系件设计计算及联轴器的选型-97、 确定轴上的力作用点与支承跨距及强度校核-108、 轴承的寿命校核计算-129、 键的选型计算-13附件1-个人总结报告-14附件2-总体设计计算（初步）结果汇总表-15附件3-齿轮设计计算结果汇总表-16附件4-轴系件设计计算结果汇总表-1

2、7 设计题目：带式输送机滚筒驱动用减速传动装置设计学生姓名：田宁（沈家豪、王伟、王高峰） 题目编号： 18 1、 原始数据 1联轴器；2电动机；3二级展开式减速器；4联轴器；5驱动滚筒；6输送带图1传动装置方案图滚筒负荷圆周力： 3.2 kN 滚筒圆周速度：1.2 m/s 滚筒直径：360 mm2、 设计条件1） 机器功用：由带式输送机运送散装的物料，如沙石、砖、煤炭、谷物等；2） 工作情况：单向连续运转，载荷平稳，空载起动，室内工作，有粉尘， 环境温度不超过40，该机动力源为三相交流电；3） 运动要求：输送带运动速度误差不超过5 %（最大7 %）；4） 使用寿命：10年，每年300天，每天8

3、小时；5） 检修周期：一年小修，三年大修；6） 生产厂型：中型机械制造厂，生产批量，小批量生产；一、电机的选择： 电动机输出功率 其中工作装置所需的功率 （为卷筒效率，不包括轴承，取=0.94）= 电机轴至卷筒轴的传动装置总效率 （式中：为联轴器效率 =0.98； 为齿轮传动效率 =0.97； 为轴承效率 =0.98 *由表2-4中得 ）4.60 KW 卷筒轴工作转速为 r/min 按推荐的传动的合理范围，二级展开式圆柱齿轮减速器的传动比： 故电机转速的可选范围为 r/min 初选为同步转速为1000r/min的电动机，型号为Y112M6 其主要性能如下表所示电动机型号额定功率/KW同步转速/

4、(r/min)满载转速/(r/min)Y112M61000940 （*由机械设计课程设计P327表8-184查得）二、传动装置的总传动比及其分配由电动机的满载转速和工作机主轴转速n可确定传动装置应有的总传动 对于两级展开式圆柱齿轮减速器，当两级齿轮的材质和热处理条件相同、齿宽系数相等时，为使高、低速级大齿轮浸油深度大致相近，且低速级大齿轮直径略大，传动比可按下列式分配： 高速级传动比 则取i1=4.43，故三、计算运动和动力参数并形成初步汇总表 将传动装置各轴由高速到低速依次定为轴、轴、轴1. 各轴转速轴：nI=960r/min轴： nII=nI/ig轴: nIII=nII/i2 滚筒轴： n

5、IV=nIII 电动机轴：r/min2. 各轴的输入功率轴： PI=P电动机I轴： PII=PI12轴： PIII=PII23 滚筒轴： PIV=PIII13 电动机轴：PV=4.60 KW3. 各轴输入转矩 电动机轴输出转矩为轴： 轴： 轴： 滚筒轴： 4、 传动件设计计算齿轮的设计（闭式）：1.类型、材料、精度等选择 精度等级：由濮良贵版机械设计表10-8可知通用减速器的精度等级为68级，假设齿轮的圆周速度小于10m/s，由机械工业出版社传动件设计与实用数据速查中表2-9b可知，可选用7级精度 材料：因为是小批量生产且对尺寸没有限制，再考虑到软齿面齿轮加工费用低，故选用软齿面传动 表10-

6、1机械设计 为了使软齿面传动时其大小齿轮寿命相近，应使小齿轮硬度大于大齿轮2550HBW，要完成这一要求，我们可选小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为55HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为50HBS，两者硬度差为5HBS 齿数：选小齿轮齿数为，则 螺旋角：初选2. 按齿面接触强度设计（1） 试确定公式内的各计算数值 1）试选 2）由教材图10-30选取 3）由图10-26查得 4）由表10-7选取 5）计算小齿轮传递的转矩 6）由表10-6查得 Mpa 7）由图10-21d查得 小齿轮Mpa 大齿轮Mpa （2）计算 1）计算小齿轮分度圆直径 即mm2)计算圆周速度m/s 3）计算齿宽

7、b及模数mmmmmm 4)计算纵向重合度 5）计算K 选取，再由m/s，7级精度，由图10-8查，由表10-4查得，再由图10-13查得，由表10-3查得 故 6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径 即mm 7）计算模数mm 3按齿根弯曲强度设计 由 （1）确定系数 1）计算载荷系数 2）根据纵向重合度，从教材图10-28查得 3）计算当量齿数 ， 4）查取齿形系数 由表10-5查得， 5）查应力校正系数 ， 6）计算大小齿轮的 大齿轮： 小齿轮：小齿轮大，但数值相差不大 （2）设计计算 取，且取，则，取 1）mm，调整为130mm 2） 与初选值为14相差不大，故不必重新计算 3）计算大、

8、小齿轮的分度圆直径mmmm 4)齿宽bmm 圆整后取 mm ， mm ， 取mm b.低速级（选用直齿圆柱齿轮传动） 1.选材：小齿轮选用40Cr调质，硬度为280HBS；大齿轮选用45钢调质，硬度为240HBS。 精度要求：7级 粗糙度：um 齿数：选小齿轮齿数为，大齿轮齿数，取 （1）确定公式内的各计算数值 1）试选 2）小齿轮的转矩 3）选取载荷系数 4）选取齿宽系数：由表10-7选 5）由表10-6查得Mpa 6）由图10-21d得 Mpa Mpa （2）计算 1）计算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值2）计算圆周速度vm/s 3）计算齿宽bmm 4）计算齿宽与齿高之比 模数： 齿高：

9、5）计算载荷系数 由m/s，7级精度由图10-8查 直齿轮， 由表10-2查得， 由表10-4查得， 查图10-13得， 6)按实际的载荷系数校正所得其分度圆直径mm7）计算模数 设计公式： （1）计算公式内的各数值 1）由图10-20c查得 Mpa Mpa 2) 由图10-18取， 3）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数MPaMPa 4) 计算载荷系数K 5) 查取齿形系数 由表10-5查得 , 6) 查应力校正系数 由表10-5查 , 7) 计算大、小齿轮的并加以比较, 大齿轮的数值大（2）设计计算mm 对比计算结果，取弯曲强度算得的模数取，按接触强度算得，重新调整齿数 ，取，取 (

10、1) 计算分度圆直径 mm， mm （2）计算中心距 mm （3）计算齿轮宽度 ， 取mm，mm3. 轴系件设计计算及联轴器的选型 轴： （1）材料：45钢，正火处理 轴有：，r/min （2）初选最小直径： 根据机械设计课程设计，选择联轴器型号为，轴孔mm轴孔宽度mm +2 ，J型有沉孔短圆锥型根据机械设计课程设计，表8-159，轴承选择型号为30206的圆锥滚子轴承，取mm，mm 轴如图所示，尺寸见轴系件汇总表 轴： （1）材料：45钢，正火处理 轴有：KW，r/min （2）初选最小直径mm 根据机械设计课程设计，表8-159，选择轴的型号为30209的圆锥滚子轴承，取mm，mm 轴如图

11、所示，尺寸见轴系件汇总表 轴： （1）材料：45钢，正火处理 轴有： KW，r/min （2）初选最小直径 根据机械设计课程设计，选择联轴器型号为，轴孔mm，轴孔宽度mm +2 ，J型有沉孔短圆柱型 根据机械设计课程设计，选择轴型号为6213的滚动轴承，mm 轴如图所示，尺寸见轴系件汇总表4. 确定轴上的力作用点和支承跨距以及强度校核 1. 轴上的功率为，转速和转矩：KW，r/min 2.求作用在齿轮上的力：因已知低速级的大齿轮分度圆直径mm，而N，N受力图和弯矩图如图1所示：图1 对A点求矩：，NN 做扭矩如图2所示：图2得： 已知轴的弯矩及扭矩可针对某些危险截面做弯曲扭合成强度校核计算，按

12、第三强度理论计算应力，而通常由弯矩所产生的弯曲应力是针对循环应变力，而扭转所产生的扭转切应力常不是对称循环变应力，为了兼顾两者，引入折合系数，则，而通常我们只校核轴上承受最大弯矩的截面强度，取，得，其中，故满足。5. 轴承的寿命校核计算校核深沟球轴承（无轴向力）KN,KNKN , KN , P都满足静载荷KN 深沟球轴承寿命计算：八、键的选型计算轴： 1）材料：45钢 2）精度等级：8级 3）设计计算： 齿宽mm，轴长mm，其Mpa，取Mpa，由于轴径mm 键应选为 ，取键长mm，则键的工作长度：mm， 由于键与轮懿键槽的接触高度：mm 由，合适轴： 1）材料：45钢 2）精度等级：8级 3）

13、设计计算： 已知轴长mm，轮毂宽mm，r/min，轴径mm，取Mpa，键应选 取键长mm，所以mm， 由于键与轮懿键槽的接触高度：mm 由Mpa，合适附件1个人总结报告我在小组中的分工是CAD平面图设计和轴系设计，在设计中，由于平时经常在练习，所以对软件的操作没什么大问题，主要的难点还是在对轴各阶梯长度的确定。起初没有多想，只是从第一根轴按顺序开始设计，前面几段还比较好设计，在计算中间的长度时就发现没办法确定。于是我开始重新对整体分析，发现，应该先确定中间的轴，然后再以此为基准，分别确定一三的轴。在CAD制图中，主要遇到的问题是在标注上，平时标注练习的比较少，而标注的规范又比较多，因此要查找一

14、些学习资料。在这次设计实践过程中，我学到了知识要灵活运用，不能死板硬套，并且在掌握后还要时常温习练习，以免知识淡忘，日后难以运用。对于AutoCAD等设计软件，不能像以前那样，把它当成一门课来对待，不是只要会用就行，而是应该把它作为一种辅助的设计工具，必须能熟练灵活应用，以完整地表达自己的设计思想，不能因为软件运用问题而限制了设计思路、不能因为软件不会使用而浪费了宝贵的时间。附件2总体设计计算（初步）结果汇总表任务书序号：18姓名：田宁专业班级： 机自0902 手机：（短号621748）原始数据：滚筒圆周力FW=3.2 KN，滚筒圆周速度VW =1.2 m/s，滚筒直径DW =360mm滚筒转

15、速nw = 63.69 r/min，滚筒轴功率Pw = 4.09 KW；电机输出功率Po = 4.60 KW总 效 率= 0.89 (其中: b = 0.96 或C = 0.98 , r = 0.995 , g = , w = 0。94 )载荷系数K = 1.3 ，总传动比i= 15.07 ，齿轮传动比关系 ig1= ig2各轴运动和动力参数汇总表轴 名参 数电动机轴轴轴轴滚筒轴转速n（r/min）960960功率P(kW)转矩T(Nm)传动比i11效率说明：1、有无带传动： 无 ，带传动比 ib = / ，2、高速级齿轮： 硬 齿面 斜 齿圆柱齿轮，传动比 ig 1= 4.43 ，3、低速级

16、齿轮： 软 齿面 直 齿圆柱齿轮，传动比 ig 2= 3.4 ，附件3齿轮设计计算结果汇总表任务书序号：18 姓名：田宁专业班级： 机自0902 基 础 数 据轴轴轴转速n（r/min）96063.74转矩T(Nm)4196齿轮序号设计结果高速级低速级小齿轮（1）大齿轮（2）小齿轮（3）大齿轮（4）材 料热 处 理40Cr45钢40Cr45钢淬火淬火调质调质齿面硬度55HBS50HBS280HBS240HBS精度等级7777齿 数 Z231022792转速误差10-30螺 旋 角/模 数2分度圆直径d230mm齿轮宽度B50mm45mm70mm65mm中 心 距a130150齿轮结构形式实心结构腹板式实心结构腹板式受力圆周力Ft径向力Fr轴向力Fa备 注高速级的小齿轮的结构形式由Da2d判定附件4轴系件设计计算结果汇总表任务书序号：18 姓名：田宁专业班级： 机自0902 轴 号结 果轴轴轴1转 速960r/min2扭 矩mmm3最小轴径（dmin）4轴承类型轴承型号轴承宽度圆锥滚子轴承 圆锥滚子轴承 深沟球轴承3020630209621320mm5轴 承润滑方式油润滑油润