武汉理工大学课程设计模版

1、机械设计基础课程设计计算说明书设计题目 带式运输机单级斜齿圆柱齿轮减速器能动学院院(系) 轮机 1201 班设 计 者指导老师泽之卢耀舜目 录1.设计任务书.32.传动方案设计.33.电动机的选择计算.44.齿轮传动的设计计算.65.轴的设计计算及联轴器的选择.106.键连接的选择计算.157.滚动轴承的校核.158.润滑和密封方式的选择.179.箱体及附件的结构设计和计算.1710.设计小结.1911.参考资料.2011设计带式运输机的单级斜齿圆柱齿轮减速器。12 10 年。带式运输机的工作数据如下：卷筒的直径 D（mm）（N）8002.7230根据已知条件可计算出卷筒的转速为V 60100

2、0 2.7601000n w 224.31r/min230D若选用同步转速为 1000r/min 或 1500r/min 的电动机则可估算出传动装置的总传动比为 4.15 或 6.22，考虑减速器的工作条件和要求，暂选下图所示传动方案，其特点为：减速器的尺寸紧凑，闭式齿轮传动可保证良好的润滑和工作要求。31311电动机类型的选择根据动力源和工作要求，选 Y 系列三相异步电动机。312电动机功率 的选择PeFV8002.7工作机所需有效功率 。P W 2.16KW10001000PW由传动示意图可知：电动机所需有效功率P d式中， 为传动装置的总效率 =0.886 。1234n设 ， ， ， 8

3、 1234 ， ， 0.99， 0.96，3412则传动装置的总效率 0.99 0.97 0.99 0.96 0.88632321234Pw电动机所需有效功率 。Pd2.44查表选取电动机的额定功率P 为e3KW。313电动机转速的选择V 601000 2.7601000工作机所需转速 n 224.31r/min。230D查表2-3知总传动比 i =35。则电动机的满载转速。= x i+251.88x(35)=(755.641259.4)查表选取满载转速为 =960r/min同步转速为1000r/min的Y132S-6型电动机，则传动装wnn置的总传动比 ，且查得电动机的数据及总传动比如下：i

4、mw电动机型号Y132S-6额定功率 KW 同步转速 r/min 满载转速 r/min1000r/min中心高 mm132mm960r/min平键尺寸 FG10mm33mm总传动比3.9838mm80mm32由传动示意图可知：只存在减速器的单级传动比，即闭式圆柱齿轮的传动比，其值33331各轴的转速计算由传动示意图可知, 轴，的转速：n n 960r/min1mn960n 224.30r/min1i 4.282n n 224.30r/min32332各轴的输入功率计算因为所设计的传动装置用于专用机器，故按电动机的所需功率P 计算。d轴，的输入功率：P P 2.440.99 2.42KW1d1

5、P P 2.420.970.99 2.32KW2123 P P 2.320.990.99 2.27KW3213333各轴的输入转矩计算轴，的输入转矩：=9550=24.07 N.mT2=9550 P2n2=98.78 N.mT3=9550 p3n3=89.47 N.m以供查询。2.422.322.2724.0798.7896.65224.30224.30如传动示意图所示：齿轮和的已知数据如下表：P11=2.32kwT3=98.78n3 224.30r/n41按照工作要求确定齿轮精度为8级。42数据如下：材料45钢45钢热处理弯曲疲劳极限应 接触疲劳极限应调质5651正火621.5由于该齿轮传动

6、为闭式软齿面传动，主要失效形式为齿面疲劳点蚀，故应按接触疲劳强度进行设计，并校核其齿根弯曲疲劳强度。43齿轮、的循环次数（使用寿命为 10 年）为：N 60n at 609601030081.3810912N 60n at 60224.301030083.2310823查图得Y Y Z Z 1.1,N1N2N1N2设m 5mm 取 Y Y Y S1.4,SZ 1（两轮均为软齿WnX1X 2FH 面）可求得：S56511Z Z 481.83MPaH lim1H min1.1HP1HP2N1W621.511Z Z 565MPaHlim2S1.1N2WH min44441小齿轮的名义转矩T 32.2

7、3N M1442选取各系数并列表载荷系数1.0（软齿面）Z 0.85K1.7（斜齿轮电动机传动）d443初定齿轮的参数Z 20,Z iZ 4.28 85.6 取Z2=771218620u 15444初算分度圆直径并确定模数和螺旋角因两齿轮均为钢制，故 Z ，则EKT u12Zd 7541 1 u HP2d 0.85 1.724.074.312754 40.672mm3481.831.0 4.3 d ud 4.340.672174.890mm21d d40.672174.890a 2mm122所以 a取圆整值为；a 110mm2acos 2100COS15法向模数： 1.823mm，mZ Z20

8、86n12圆整为标准值m 2mm。nm (Z Z )2(2086)2100调整螺旋角： arccos215.499 15 arccosn12a445计算齿轮的几何尺寸螺旋角 15 2956， 法向模数m 2mm，n齿数Z 20,Z ， 中心距a 110mm.12m Zncos220d 1 41.667mm,179.167mm1cos15 分度圆直径：m Zncos2102d 2cos15 2d d 2m 41.66722 45.667mm,齿顶圆直径：齿根圆直径：a11nd d 2m 179.16722183.167mma22nd d 2.5m 41.6672.5236.667mm,f11nd

9、 d 2.5m 179.1672.52174.167mmf 22nb d 1.041.667 ，取b 41.667mm齿宽：2d12b b (510) 46.667 51.667mm,取b 46.667mm121446计算齿轮的圆周速度齿轮实际传动比 i=86/20=4.3，相对误差百分比为（4.3-4.28）/4.3=0.5%5%符合精度要求。448齿轮的受力分析齿轮，的受力情况如下图所示：接齿轮各力的大小分别为：T 圆周力： 1155.351NF141.667t1d1T F t21102.658N2d220cos15 径向力：F F1155.351Nnr1t120cos15 F F1102

10、.658418.057Nnr2t2轴向力：F F tan 1155.351tan15 2956320.385Na1t1F F tan 1102.658tan15 2956305.773Na2t251该轴无特殊要求，因而选用调质处理的 45 钢。查表知 650。B52轴的轴径即为电动机外伸轴直径D 38mm 查表取 C=110 并且安装联轴器处有一个键槽，故轴径：P1d1.10C1.10316.4683nmin12 查表取 C=110，并且安装联轴器处有一个键槽，故轴径2.32P2d1.10C1.103 26.3643n224.3023轴：查表取 C=110，并且安装联轴器处有一个键槽，故轴径2

11、.27P4d1.05C1.053 24.9833n224.303453由电动机外伸轴径 D 38mmT T T LT7弹性n12套柱销联轴器YA3882GB43232002，故取轴与联轴器连接的轴径为30mm。YC3282因为轴与轴的最小轴径分别为d 26.364mm,d 24.983mm并考虑传动23要求，公称转矩T T T ，查表选取凸缘联轴器YL10YA3282YC3282GB584386，故轴n34与联轴器连接的的轴径为32mm，轴与联轴器连接的的轴径为32mm。54根据初算轴径，考虑轴上零件的轴向定位和固定，假设选用深沟球轴承，查表可估选出装轴承处的轴径及轴承型号，见下表：轴号滚动轴

12、承6206GB/T27694滚动轴承6210GB/T276-9455551大齿轮因为齿顶圆直径：d 183.167mm 200mma2械性能，故大齿轮采用实心式齿轮结构，且取与轴连接处的直径为50mm。552小齿轮因为齿顶圆直径：d 45.667mm100mm,故作成齿轮轴形式。156561轴径和轴长的设计高速轴:D1=32mm D2=40mm D3=45mm D4=55mm D5=41.237mm D6=55mm D7=45mmL1=80mm L2=58mm L3=17mm L4=15mm L5=46.237mm低速轴：L6=15mm L7=17mmD1=32mm D2=40mm D3=50

13、mm D4=52mm D5=60mm D6=55mmD7=50mmL1=80mm L2=49mm L3=37mm L4=35mm L5=5mm L6=13mm L7=17mm5.6.2低速轴的校核（1）受力分析：各力的大小分别为：T 圆周力：1102.658NFt22d220径向力：F F1102.658418.057Nncos15 r2t2轴向力：F F tan 1102.658tan15 2956305.773Na2t2AD FBC水平面的受力和弯矩图垂直面的受力和弯矩图FF合成弯矩图转矩图T2当量弯矩图2（2）轴承的支反力：F 1102.658t2水平面上的支反力：F551.329NF2

14、2垂直面上的支反力：F (F d /2)F 48.59/97.18 305.773179.167/2 418.05748.59 /97.1836.990NRAa22R2F (F d /2)F 48.59/97.18 305.773179.167/2 418.05748.59 /97.18543.997NRBa22R2（3）画弯矩图：剖面 C 处水平面的弯矩：M 48.59F 10 32.510N m3CM 4859F 10 1.780N m3垂直面上的弯矩：C1RAM (48.59F F d /2)10 26.177N m;3C2RAa22M M M 32.510 1.780 32.559N

15、m2222合成弯矩：C1CC1M M M 32.510 26.177 41.739N m2222C2CC2（4）画转矩图T N m2（5）画当量弯矩图：因单向回转，视转矩为脉动循环。已知 650MPa,查表得B / 0 0.602，则 59MPa, 98MPa1 b0 b1 bbM M ( T ) M 72.315N m22剖面 C 处的当量弯矩C1C12c1M M ( T ) 41.739 (0.602107.26) 76.886N m2222C2C22（6）判断危险剖面并验算强度：剖面 D 当量弯矩最大，而其直径与邻段相差不大，估剖面D 为危险剖面。已知M M 72.886N m,eC2

16、59.0MPa1 bMe0.1d76.88696.15 0.13e1 b3剖面 C 处的直径最小，顾该剖面也为危险剖面M ( T) T 0.602107.2664.5712DMe0.1d64.56910919.706 0.1323e1 b3所以其强度足够。6.键连接的选择计算各处的键均采用有轻度冲击的普通平键半圆键的联接方式，查表可得 p电动机处的键是查表所得，故无须校核。低速轴联轴器处选键C1070 GB1096-2003，其挤压强度为T 49878100022.05MPa 2dhl32870pp低速轴齿轮处选键A1632 GB1096-79，其挤压强度为T 498.78100024.70M

17、Pa 2dhl501032pp所以各键强度足够.7.滚动轴承的校核在轴的设计计算部分已经选用如下表所示深沟球轴承：轴号滚动轴承6206GB/T276-94滚动轴承6210GB/T276-94低速轴轴承的校核7.1F 1102.658t2水平面上的支反力：F551.329NF22F(F d /2)F 48.12/96.24 36.990N垂直面上的支反力：RAa22R2F(F d /2)F 48.12/96.24543.97NRBa22R2F FF2 551.329RA36.990552.568N774.511N222轴承所承受的径向载荷R1RAF FF2 551.329RB543.997222

18、R2RB轴向外载荷F NA轴承的转速 n=224.30r/min单班制工作，预期寿命 10 年，则 10300824000hL R1R2查表取 f 1.2,轴承处Cr 31.5KN,C 20.5KNp0r按图，轴承未承受轴向载荷，故P f F 1.2552.568 663.082N1pR1轴承受轴向载荷F F ；F /C 286.007/20500 0.014，查表取A2AA20re0.19,F /F 305.373/774.510 0.39e0.19，A2R2查表取X 0.56,Y 2.3P f (XF YF ) 1.2(0.56867.3942.3252.189) 1856.304 P2p

19、R2A21故仅计算轴承的寿命即可。 10 Cr106315006Lh( ) 60n P（) 0.32310 h L3660251.97 1856.3042实际寿命比预期寿命大，故所选轴承合适。8.润滑和密封方式的选择8.1因是闭式齿轮传动，且齿轮选用 45钢，调质处理，其硬度 180 280, 且节圆处：v2.090m/s 2m/s21所以两个齿轮均采用油润滑，开油沟，油沟尺寸为abc=5mm8mm5mm。查表，选择润滑油的黏度为118，选择油的代号为AN150全损耗系统用油GB443-19898.2因为 故采用油池浸润润滑。v 2.090m/s 2m/s8.3采用飞溅方式直接用减速器油池的润

20、滑油进行润滑。8.4根据减速器的密封要求，选择接触式密封方式，根据轴径查表选择毡圈油封及槽，分别选：毡圈40JB/ZQ4406-86、毡圈40 JB/ZQ4406-86。箱体剖分面上允许涂密封胶或水玻璃，不允许塞入任何垫片或填料。9.1参照表5-1各部位尺寸列于下表： 轴承旁1/1凸缘厚度栓bCCdD1222B1 Bd/22hlC1CddN4个d/L1肋厚mmh1铸件有1：20的拔模斜度，铸造圆角半径取R=2mm,沉头座锪平。9.29.2.1窥视孔和视孔盖窥视孔开在啮合区的上方并有适当的大小，窥视孔平时用盖板盖住，加密封垫圈，螺钉连接。尺寸如下：l 90,l 75,l 60,b 70,b 55,b 40,123123 4，R 5,d 7,孔数为49.2.2通气器选M121.25型通气塞。9.2.3起吊装置选吊耳环和吊钩。吊耳环尺寸为：d 16,R 16,e 16,b 16吊钩尺寸为：B 27mm,H 21.6mm,h10.8mm,r 6.75mm,b169.2.4 油面指示器选油标尺M12。9.2.5油孔和螺塞放油孔位于箱座底面最低处，底面作成1度至1.5度斜面，油孔附近作出凹坑。采用螺塞M16x1.5JB/ZQ4450-1986型外六角螺塞，加装封油垫。9.2.6起盖螺钉采用螺栓GB5783 M1035，螺钉端部作成圆柱端