機械設計課程設計說明書-二級睜開式斜齒圓柱齒輪減速器前言..............................................................................................................................2

設計任務書

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第一章電動機的選擇

.............................................................................................41.1電動機種類和結構形式的選擇......................................................................41.2電動機功率的選擇.........................................................................................41.3電動機轉速和型號的選擇.........41.4傳動比的分配51.5傳動裝置的運動和動力參數計算：..............................................................5第二章斜齒圓柱齒輪的設計.....................................................................72.1高速級的大小齒輪參數設計...........................................................72.2低速級的大小齒輪參數設計.........................................................11第三章軸的結構設計和計算163.1軸的選擇與結構設計...................................................................................163.2中間軸的校核：20第四章聯軸器的選擇244.1聯軸器的選擇和結構設計...........................................................................24第五章鍵聯接的選擇及計算...............................................................................265.1鍵的選擇與結構設計...................................................................................26第六章轉動軸承的選擇及計算...........................................................................276.1軸承的選擇....................................................................................................276.2軸承的校核....27第七章潤滑和密封方式的選擇...........................................................................337.1齒輪潤滑........................................................................................................337.2

轉動軸承的潤滑............................................................................................33第八章箱體及設計的結構設計和選擇348.1減速器箱體的結構設計...............................................................................348.2減速度器的附件35參照資料.....................................................................................................................40序言經歷了三周時間的設計，本次課程設計于2011年6月23日開始，時間匆促，設計任務較重。設計過程中或多或少的存在一些錯誤。希望廣大批閱者提出難得建議，以便及時改正，力爭達到合格要求。本次設計的內容：明確課程設計的目的，內容和進行方式，機械設計的一般過程，課程設計中注意的一些問題。詳盡的設計過程是批閱題目要求。計算，核算，制圖，最后改正?？偨Y等過程。整個過程都要求慎重。務實.經過認真計算.校核.擁有一定參照價值。此次課程設計經高路老師的指導，批閱，并提出難得建議，特此表示感謝。參加本次課程設計的有姚璐、柴巖巖。限于設計者水平有限，不當之處歡迎批閱者指示。2011年6月設計任務書一、設計題目：二級睜開式斜齒圓柱齒輪減速器二、工作條件及生產條件：1、該減速器用于帶式運輸機的傳動裝置。工作時有稍微振動，常常滿載，空載啟動，單向運行，單班制工作。運輸帶同意速度差為±5，減速器小批量生產，使用限期為5年（每年300天）。圓柱齒輪減速器聯軸器卷筒VF聯軸器帶式輸送機電動機三、完成任務:1、減速器裝置圖一張（A0）；2、中間軸上大齒輪和中間軸部件圖各一張（A2）；3、設計說明書一份（4000字）。四、第12組課程設計原始數據：卷筒直徑Dmm：450運輸帶速度vm/s：0.90運輸帶所需轉矩TN.m:400第一章電動機的選擇選擇電動機包含電動機的種類、結構形式、功率、轉速和型號。1.1電動機種類和結構形式的選擇依據電動機的電源種類、工作條件、工作時間的長短、載荷條件以及過載狀況等條件來選擇。一般狀況下，多采納Y系列三相交流異步電動機。1.2電動機功率的選擇依據已知條件可以計算出工作機卷筒的轉速為：nw601000D6010000.903.1445038.217r/min已知工作機的轉矩T（N.m）和轉速nr/min則工作機的有效功率為：PwTn955040038.217/95501.601KW為了計算電動機的所需功率Pd，先要確立從電動機到工作機之間的總效率。查表可知傳動裝置中每對運動副或傳動副的效率選擇以下：效率種類數目10.99彈性聯軸器2個20.98滾動軸承4對30.97圓柱齒輪2對40.96運輸機滾筒1個則傳動裝置的總效率為：1223240.9920.9840.9720.960.8174電動機所需的功率為PdPw/1.601/0.8171.961KW依據電動機所需功率采納電動機的額定功率為2.2KW。1.3電動機轉速和型號的選擇常用的電動機同步轉速為1500r/min和1000r/min，查表可以分別采納Y100L1-4和Y112M-6型電動機。依據電動機的滿載轉速nm和滾筒轉速nw可算出總傳動比。（1）電動機同步轉速為1500r/min時，滿載轉速nm1430r/min，傳動裝置的總傳動比：inm/nw1430/38.21737.418（2）電動機同步轉速為1000r/min時，滿載轉速nm940r/min，傳動裝置的總傳動比：inmnw940/38.21724.596（3）現將此兩種電動機的數據和總傳動比列于下表中電動機額定同步滿載總傳外伸軸外伸型號功率轉速轉速動比軸徑長度Y1002.2kw1500r/143037.41860mm280..0090004L1-4minr/minmmY1122.2kw1000r/94024.59660mm280..0090004M-6minr/minmm由表可知，方案1固然電動機轉速高，價格低，但總傳動比大。為了能合理地分配傳動比，使傳動裝置結構緊湊，決定采納方案2，即電動機型號為Y112M-6。1.4傳動比的分配雙級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比為：i11.32i1.3224.5965.698低速級的傳動比為：i2傳動裝置的運動和動力參數計算1各軸的轉速計算：nw38.217r/min（2各軸的輸入功率計算：P1Pd11.9610.991.941kWP2P1231.9410.980.971.845kWP3P2231.8450.980.971.754kWP4P312各軸的輸入轉矩計算：T19550P/n195501.941/94019.720Nm1T29550P2/n295501.845/164.970106.806NmT39550P/n95501.754/38.217438.305Nm33T49550P4/n495501.702/38.217425.311Nm各軸運動的動力參數軸號轉速n功率P轉矩T傳動比（r/min）（KW）（N.m）19401.94119.7205.6982164.9701.845106.806338.2171.754438.3054.317438.2171.702425.3111第二章斜齒圓柱齒輪減速器的設計2.1高速級的大小齒輪參數設計采納標準斜齒輪圓柱齒輪傳動：（1）齒輪資料的選擇由表8-1查得：小齒輪選擇45鋼調質HBS1217～255；大齒輪選擇剛?；疕BS2162～217；此時兩齒輪最小硬度差為217-16255；比希望值略大些，可以初步試算。因輸送為一般通用機械，應選齒輪精度等級為8級。2齒數的選擇：現為軟齒面齒輪，齒數應比根切齒數許多為宜，初選Z124Z2i1Z15.69824136.752取大齒輪齒數Z2137，則齒數比為uZ1/Z2137/245.708，與原要求僅差，故可以滿足要求。3選擇螺旋角β：按經驗，8°ltlt15現°初選：12°4計算當量齒數，查齒形系數：33Zv1Z1/cosβ24/cos12°25.64533Zv2Z2/cosβ137/cos12°146查表.3898-8，插值法計算得：Fa12.672.672.6025.645242.61226242.182.12Fa22.18146.3891002.1522001005選擇齒寬系數（非對稱布局）：d0.86計算幾何參數：tgttgn/costg20/cos12°0°.372t20.410°202436quotsinbsincosnsin12cos20°0.°195b11.267°111559quot端面重合度1Z12cos2Z1cost22costZ22cos2Z2cost2Z1Z2sint1242cos12224cos20.41022cos20.4101372cos122137cos20.410224137sin20.4101.688軸向重合度11dZ1tg0.824tg121.3007按齒面接觸疲憊強度設計：地域系數ZH：ZH2cosb/sintcost2cos11.267/sin20.410cos20.4102.450彈性影響系數:ZE189.8MPa

對于

45鋼，取小齒輪的硬度

HBS1230，依據表

8-7插值法用接觸應力：

520450Hlim1450230135538.667MPa210135

大齒輪的硬度要比小齒輪小

30～50HBS，因此可取

HBS2190，同上求得接觸應力：

520450Hlim2450190135501.333MPa210135

對于斜齒圓柱齒輪，應以大齒輪的資料所決定的較小的許用接觸應力

Hlim2501.333MPa為準來進行計算。又由表

8-6，取安全系數

SH1.1，計算接觸疲憊的壽命系數：N0KHN6N940N60830051.1861085.708應力循環基數：N030HBS2.4301902.48.833106，因為NgtN0，故KHN1。許用接觸應力：KHNHlim21501.333H455.758MPaSH1.12KT1u1ZHZE2d13duH21.5197205.70812.450189.8230.81.6885.708455.75837.703mm計算法面模數mnmnd1cos/Z137.703cos12

°/241.537mm8

按齒根曲折疲憊強度設計：

計算螺旋角系數Y。因＝1.300gt1，按＝1計算，得：12Y1110.9120120用插值法求得小齒輪和大齒輪的曲折疲憊極限應力分別為：185155Flim1155230120191.667MPa210120185155Flim1155190120178.333MPa210120由表8-6取安全系數

SF1.3，計算曲折疲憊壽命系數4106KFN9NN60nth1.186108因N1.1861084106因此取KFN1。許用應力：KFNFlim11191.667F1147.436MPaSF1.3KFNFlim21178.333F1137.197MPaSF1.3計算齒形系數與許用應力之比值：YFa1/F12.612/147.4360.0177YFa2/F2

因為

YFa1/F1

較大，用大齒輪的參數YFa1/F1代入公式計算齒輪所需的法面模數：2KT1Ycos2YFa1mn≥3dz12F121.5197200.9cos21230.01770.82421.6881.050mm9按接觸強度決定模數值，取mn2mm10初算中心距：mnZ1Z2224137a164.597mm2cos2cos12標準化后取a165mm11修正螺旋角β：mnz1z2224137arccosarccos12.6422a2165123831quot12計算端面模數：mn2mt2.0497mmcoscos12.64213計算傳動的其余尺寸：d1mtz12.04972449.193mmd2mtz22.0497137280.807mmb2dd10.849.19339.354≈mm40b1b251040545mm14計算齒面上的載荷：2T1219720Ft801.740Nd149.193801.740tan20FrFttant299.060Ncos12.642FaFttan801.740tan12.642179.827N2.2低速級的大小齒輪參數設計采納標準斜齒輪圓柱齒輪傳動：1齒輪資料的選擇由表8-1查得：小齒輪選擇45鋼調質HBS1217～255；大齒輪選擇45剛常化HBS2162～217；此時兩齒輪最小硬度差為217-16255；比希望值略大些，可以初步試算。因輸送為一般通用機械，應選齒輪精度等級為8級。2齒數的選擇：現為軟齒面齒輪，齒數應比根切齒數許多為宜，初選Z128Z2i2Z14.31728120.876取大齒輪齒數Z2121，則齒數比為uZ1/Z2121/284.321，與原要求僅差，在5范圍內，故可以滿足要求。3選擇螺旋角β：按經驗，8°ltlt15算當量齒數，查齒形系數：33Zv1Z1/cos

現°初選：11°4β28/cos11

計°29.60233Zv2Z2/cosβ121/cos11°查127表.9228-8，插值法計算得：Fa12.562.562.5229.602282.52830282.182.12Fa22.