二級斜齒減速器課程設(shè)計說明書1

1、. . . . 機械工程系課程設(shè)計說明書課 程 名 稱：機械設(shè)計課程設(shè)計題 目 名 稱：年級專業(yè)與班級：姓 名：學(xué)號：指 導(dǎo) 教 師：評 定 成 績：教 師 評 語：指導(dǎo)老師簽名： 年 月 日第一部分 傳動裝置總設(shè)計一、運動簡圖初始數(shù)據(jù)：運輸帶拉力F=1800N； 運輸帶速度V=1.1ms； 卷筒直徑D=300mm。二、選擇電動機依據(jù)：功率P，轉(zhuǎn)速1、電動機功率計算P工作機功率： Pw= FV（ kw）已知 ：F = 1.8 輸送帶拉力（KN） V = 1.1 輸送帶速度（m/s） 得：Pw=FV = 1.8×1.1 = 1.98 (kw)電動機需要功率： P= P w / (kw)

2、 總效率：=·²···51 = 0.96 帶傳動效率2 = 0.98軸承傳動效率3 = 0.97齒輪傳動效率 4 = 0.99聯(lián)軸器傳動效率5 = 0.96卷筒傳動效率 (效率值查設(shè)計手冊P5)將值代入得： = 0.79 P = 2.5（kw） 2、電動機轉(zhuǎn)速計算卷筒轉(zhuǎn)速：nw =(V×60×1000)/D 已知 ：V = 1.1 輸送機帶速 (m/s) D = 300 卷筒直徑 (mm) 解得：nw = 70.03 (r/min)電動機轉(zhuǎn)速: n =70.03· i =(16-160) nw（r/min）其中：i

3、 = 16-160減速器總傳動比(設(shè)計手冊P192) 解得：= 1120.4811204.8 （r/min）3、選定電動機 綜上所述，選定電動機型號為Y100L2-4，額定功率3KW，滿載轉(zhuǎn)速1430rmin。三、傳動裝置總傳動比的確定與分級傳動比分配42.2003.701430=wmnni i=i0·i1·i2i0帶輪傳動比 設(shè)計手冊P196推薦展開式二級圓柱齒輪減速器解得： 7.55i1=3.54i2=4、 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1、 電動機軸：kwPd5.2=mNnPTmdd×=70.1614305.2955095502、高速軸 kw2 .4=mNiT

4、TPPdd×=´´=´=47.382.496.070.1696.05.201111hhmin/595.8301rnn=3、中間軸：min/97.10657.5595.8323.20357.597.098.047.3828.297.098.04.2121212212rnnmNiTTkwPP=×=´´´=´´=hh4、 低速軸：min/92.6953.197.106389.74397.098.068.20317.297.098.028.2223223233223rinnmNiTTkwPP=×

5、;=´´=´´=hhh 計算出的參數(shù)表： 功率/轉(zhuǎn)矩T/轉(zhuǎn)速n/傳動比電動機2.516.7014302.8高速軸2.438.47595.835.57中間軸2.28203.68106.971.53低速軸2.10296.2369.921第二部分 傳動零件的設(shè)計計算計 算 與 說 明結(jié) 果1、 高速級減速齒輪設(shè)計（斜齒輪）1、選定齒輪的類型、精度等級、材料與齒數(shù)1） 運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度（GB 10095-88）軟齒面閉式傳動。2） 材料選擇：由機械設(shè)計書表10-1選小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼

6、（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者硬度差為40HBS。3） 選小齒齒數(shù)=21，=×=5.57*21=116.97取=1174） 選取螺旋角:初選螺旋角5） 壽命8年，每年工作300天，倆班制。 2、按齒面接觸疲勞強度設(shè)計按機械設(shè)計（10-21）公式試算，即（1） 確定公式的各計算數(shù)值1）試選 。2）由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)=2.435，由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 3）由圖10-26查得=0.76，=0.88，=+=0.76+0.88=1.64=21=117=2.435=1.64計 算 與 說 明結(jié) 果4） 由表10-7選齒寬系數(shù)：5） 由圖10-21按齒面硬度查小齒輪接觸疲勞

7、極限 6） 計算應(yīng)力循環(huán)系數(shù)´109137.183008259560=´´´´´=N811210465.2´=iNN 由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) =0.89 =0.937） 取失效概率1%，安全系數(shù)S=1534160088.01lim11=´=×=SHHNHkss511.5155092.02lim22=´=×=SHHNHkss 許用接觸應(yīng)力：MPaHHH522.752511.5534221=+=+=sss（2） 計算 1)試算小齒輪分度圓直徑mmdt94.40)522.75189

8、435.2(57.5157.564.11467.386.123211=´×±×´´´³ 2)計算圓周速度smndv/277.110006059594.401000601t1=´´´=´=pp3)計算齒寬b模數(shù)m與齒高h mm94.4094.401dbt1d=´=fmmzdt892.12114cos94.40cosm11nt=°´=bmmmhnt257.4892.125.225.2=´=617.9257.494.40=bh4） 計算縱向重

9、合度5)計算載荷系數(shù)級精度，根據(jù)已知使用系數(shù)8/277.11smvkA=05.1810v=-k查得動載系數(shù)=0.89=0.93MPaH522=smm94.40b=計 算 與 說 明結(jié) 果4.1310FH=-aakk查得.故載荷系數(shù)為：´1315.245.14.105.11kHHv=´´=bakkkkA6）按實際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得mmkkddtt05.456.11315.294.403311=7） 計算模數(shù) mmzdmn08.22114cos05.45cos11=°=b3、 按齒根彎曲強度設(shè)計（1）確定計算參數(shù) 1）計算載荷系數(shù)。0286.

10、238.14.105.11=´´´=baFFVAKKKKK3）計算當(dāng)量齒數(shù)273.124914.0117cosZ976.22914.021cosZ22v221v1=bbzz4）由表10-5查取齒形系數(shù)和應(yīng)力集中系數(shù)。69.21=FaY16.22=FaY81.12=SaY 5）由圖10-20C查齒輪彎曲疲勞極限。 由圖10-18查彎曲疲勞壽命系數(shù)。0.85KFN1= 6）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4MPa3034.150085.0SK1FN11=´=FEFssk=2.1315mmd05.451=mmmn08.2=K=2.0286計 算

11、 與 說 明結(jié) 果01396.030357.169.2111=´=FSaFaYYs01618.0571.24181.116.2222=´=FSaFaYYs （2）設(shè)計計算mm789.101618.064.121114cos462.4289.0028.22m322=´´´´´´³n 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)大于齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)取m=2mm，已滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度得分度圓直徑來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由40.9447.202cosdZ11=

12、nmb4.11157.520ZiZ112=´=20Z1=取111Z2=4. 幾何尺寸計算（1） 計算中心距mm01.13514cos2211120cos2ZZa21=°´´+=+=）（）（bnm圓整后取a=135（2） 按圓整后中心距修正螺旋角14.98°1352211720a2ZZarccos21=´´+=+=）（）（nmb（3） 計算大小齒輪分度圓直徑mm221.41cos220cosZd11=¢´=bnmmm78.168cos2111cosZd22=¢´=bnm（4）計算齒寬。a

13、=135mm14.98°計 算 與 說 明結(jié) 果221.41221.411db1d=´=fmm45Bmm40B12=，圓整后取二、高速級減速齒輪設(shè)計（斜齒輪）1、選定齒輪的類型、精度等級、材料與齒數(shù)1）運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度（GB 10095-88）軟齒面閉式傳動。2）材料選擇：由機械設(shè)計書表10-1選小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者硬度差為40HBS。3）選小齒齒數(shù)=50，Z=1.53*50=76.5 取774=z。4）選取螺旋角:初選螺旋角 2、按齒面接觸疲勞強度設(shè)計(1)按機械

14、設(shè)計（10-21）公式試算，即(2)確定公式的各計算數(shù)值1）試選 。2）由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)=2.435，3)由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。由圖10-26查得：88.084.021=aaee， 故:72.121=+=aaaeee4）由表10-7選齒寬系數(shù)：5）由圖10-21按齒面硬度查小齒輪接觸疲勞極限6）計算應(yīng)力循環(huán)系數(shù)8310465.283008297.10660´=´´´´´=N8823410611.153.110465.2´=´=iNN 由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)93.03=kHN94.0

15、4=kHN7）取失效概率1%，安全系數(shù)S=1MPa558160093.03lim33=´=×=SHHNHkssMPa517155094.04lim44=´=×=SHHNHkss503=z774=z計 算 與 說 明結(jié) 果許用接觸應(yīng)力：MPaHHH5.537251755243=+=+=sss(3)計算1)試算小齒輪分度圓直徑mmdt36.77)5.537189435.2(53.1153.172.11503.1946.123213=´×±×´´´³2)計算圓周速度smndv/43

16、3.010006097.10636.771000601t3=´´´=´=pp3)計算齒寬b模數(shù)m與齒高mm36.7736.771dbt3d=´=fmmzdt501.15014cos36.77cosm33nt=°´=bmmmhnt377.3501.125.225.2=´=4）計算縱向重合度964.314tan501318.0tan318.03=°´´´=bfebzd5）計算載荷系數(shù)38.11310F=-bk查得按圖4.1FH=aakk查得載荷系數(shù)；6）按實際載荷系數(shù)校正所算得的

17、分度圓直徑，得mmkkmddtt303.846.10706.236.773333=7） 計算模數(shù) mmzdmn636.15014cos303.84cos33=°=b3、按齒根彎曲強度設(shè)計mmdt36.773=smv/433.0=b=77.36mmmnt501.1=mmh377.3=mmd303.843=mmmn636.1=計 算 與 說 明結(jié) 果（1） 確定計算參數(shù) 1)計算載荷系數(shù)97.14.138.102.11=´´´=baFFVAKKKKK查得螺旋角，從圖）根據(jù)縱向重合度2810964.32-=be 3）計算當(dāng)量齒數(shù)787.81914.077cos

18、Z11.53914.050cosZ22v223v3=bbzz、 4）由表10-5查取齒形系數(shù)和應(yīng)力集中系數(shù)。32.21=FaY22.22=FaY70.11=SaY77.12=SaY 5）由圖10-20C查齒輪彎曲疲勞極限。 由圖10-18查彎曲疲勞壽命系數(shù)。83.0KFN3=91.0KFN4=6）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4MPa86.3174.150089.0SK3FN33=´=FEFssMPa2474.138091.0SK4FN44=´=FEFss0124.086.3170.132.2333=´=FSaFaYYs0159.024777.12

19、2.2444=´=FSaFaYYs （2）設(shè)計計算計 算 與 說 明結(jié) 果mm350.10159.072.150114cos68.20388.097.12m322=´´´´´´³n 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)大于齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)取m=1.5已滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度得分度圓直徑來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由52Z57.511.514cos091.80cosdZ333=°=取ntmb03.10253.152ZiZ324=´=102Z4=

20、取4、幾何尺寸計算（1）計算中心距mm03.10214cos21.58052cos2ZZa43=°´´+=+=）（）（bnm圓整后取a=102mm（3） 按圓整后中心距修正螺旋角13.9310221.58052a2ZZarccos43°=´´+=+=）（）（nmb（4）計算大小齒輪分度圓直徑mm36.8014.93cos352cosZd33=°´=bnmmm64.18313.93cos1.580cosZd44=°´=bnm（5）計算齒寬。mm36.8036.801db3d=´=fmm8

21、5B80mB34=，圓整后取mmmn350.1=mma102=13.93°mmd36.803=mmd64.1834=mmB853=mmB804=齒輪1齒輪2齒輪3齒輪4模數(shù)m/mm21.5螺旋角13.98°13.93°分度圓直徑/mm41.221168.7880.36183.64齒 數(shù)201115280中心距/mm105132四、v帶的設(shè)計確定計算功率選擇帶型號根據(jù)，,查課本表8-8和表8-9選用帶型為A型帶選取帶輪基準(zhǔn)直徑，驗算帶速v（4）確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度由于,所以初步選取中心距a： ，初定中心距，所以帶長,=.查課本表8-2選取基準(zhǔn)長度得實際中心距（

22、5）驗算小帶輪包角，包角合適。（6）確定v帶根數(shù)z因，傳動比,（7）計算預(yù)緊力查課本表8-4可得,故:單根普通帶緊后的初拉力為計算作用在軸上的壓軸力利用公式8-24可得:第三部分 軸的設(shè)計計算計 算 與 說 明結(jié) 果一、高速軸的設(shè)計 1、求作用在齒輪上的力。已知：mmd221.411=mmT47.381=min/5951rn=kwP4.21= 則：NdTFt524.18662111=NFFntr157.700costan11=baNFFra569.174tan11=b 2、初步確定軸的最小直徑。 軸取材料為，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3取=112，則mmnPdA82.173110min= 3、確定

23、軸各段的尺寸 AB：根據(jù)最小直徑，和聯(lián)軸器型號取直徑d=28mm，長L=58mm BC：定位軸肩取h=2mm，軸承蓋總長度為20mm根據(jù)軸承端蓋的拆卸方便與便于對軸承添加潤滑脂的要求，取了L=50mm,d=32mm。 CD:根據(jù)軸承徑、寬度和擋由環(huán)的直徑、寬度取d=35mm，L=30mm,選用7007c型軸承（P73）。NFt524.18661=NFr157.7001=NFa569.1741=mmd82.17min=計 算 與 說 明結(jié) 果DE：定位軸肩，考慮到h>0.07d,b1.4h。取d=40mm，L=8mm EF：根據(jù)應(yīng)力集中的影響和中間軸大齒輪的齒寬和兩齒之間的間距取d=35m

24、m，L=81mm FG：齒輪1齒根圓到鍵槽底部的距離e<2，所以應(yīng)做成齒輪軸。直徑根據(jù)齒輪的直徑加工，L=45mm。 GH：根據(jù)軸承徑、寬度和擋由環(huán)的直徑、寬度取d=35mmL=30mm，選用7007c軸承。2、 中間軸的設(shè)計 1、求作用在齒輪上的力。已知：mmT68.2032=kwP28.22=mmd78.2282=min/97.1062rn=mmd36.803= 則： NdTFt58.17802222=NdTFt19.50692323=NntrFF92.669costan22=baNntrFF52.1901costan33=baNFFra53.166tan22=bNFFra10.47

25、4tan33=b 2、初步確定軸的最小直徑。 軸取材料為，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3取=110，則mmnPdA50.303220min=軸的最小直徑是安裝在軸承處的直徑。 3、確定軸各段的尺寸 AB:根據(jù)軸承徑、寬度和擋由環(huán)的直徑、寬度取d=35mm，L=32mm。 BC：根據(jù)齒輪3的齒寬和齒輪的固定取d=40mm，L=83mm。NFNFNFart53.16692.66958.1780222=NFNFNFart10.47452.190119.5069333=mmd50.30min=計 算 與 說 明結(jié) 果CD：定位軸肩，考慮到h>0.07d,b1.4h。取d=44mm，L=7mmDE：根據(jù)

26、齒輪2的齒寬和齒輪的固定取d=36mm，L=38mmEF：根據(jù)軸承徑、寬度和擋由環(huán)的直徑、寬度取d=34mm，L=36mm。3、 低速軸的設(shè)計 1、求作用在齒輪上的力。已知： kwPmmd17.264.12334=min/92.6923.29633rnmNT=×= 則：NdTFt81.47912434=NFFntr47.1797costan44=baNFFra16.448tan44=b 2、初步確定軸的最小直徑。 軸取材料為，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3取=100，則mmndPA43.313330min3=輸入軸的最小直徑是安裝在聯(lián)軸器處的直徑，為了使所選軸GH段直徑與聯(lián)軸器孔相適應(yīng)，故

27、需同時選聯(lián)軸器的型號。 聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩計算：查表14-1，取，則mNTkTAca×=099.3853應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩，又因為電動機最小直徑為38mm根據(jù)設(shè)計手冊P97選LT9彈性套住聯(lián)軸器20024323/8440844011-´´TGBJJ 3、確定軸各段的尺寸AB:根據(jù)軸承徑、寬度和擋由環(huán)的直徑、寬度取d=50mmmm7.41797Fmm6.1448Fmm81.4791F4r4a4t=.43mm31dmin3=計 算 與 說 明結(jié) 果L=35mm. BC：根據(jù)齒輪4的齒寬和齒輪的固定取d=58mm，L=78mm。 CD：定位軸肩，考慮到h>0.07d

28、,b1.4h。取d=64mm，L=10mm DE：根據(jù)中間軸齒輪的大小和配合間隙，該段為過渡尺寸取d=60mm，L=40mm。 EF：根據(jù)軸承徑、寬度和擋由環(huán)的直徑、寬度取d=52mm，L=31mm FG：定位軸肩取h=4mm，軸承蓋總長度為20mm根據(jù)軸承端蓋的拆卸方便與便于對軸承添加潤滑脂的要求，取了L=50mm，d=46mm。 GH：根據(jù)最小直徑，和聯(lián)軸器型號取直徑d=40mm，長L=58mm4、 高速軸的校核AB MC D TE 計 算 與 說 明結(jié) 果已知 ：NFt524.18661=NFr157.7001=NFa569.1741=由材料力學(xué)知識的 （1）支反力 （2）彎矩M （3）

29、總彎矩 （4）扭矩和抗彎截面系數(shù)。（5）校核 根據(jù)15-10查得=0.6，計算軸的應(yīng)力。 查表15-1得。所以高速軸滿足條件。五、中間軸的校核 已知：NFNFNFart53.16692.66758.1780222=NFNFNFart10.47452.190119.5609333= 由材料力學(xué)知識的:(1）支反力（2）彎矩M（3）總彎矩（4）扭矩和抗彎截面系數(shù)。 計 算 與 說 明結(jié) 果(5)校核 根據(jù)15-10查得=0.6，計算軸的應(yīng)力。查表15-1得所以高速軸滿足條件。計 算 與 說 明結(jié) 果6、 低速軸校核 已知：mm6.1448F4a=mm7.41797F4r=mm1.84791F4t=

30、 由材料力學(xué)知識得 M （1）支反力 （2）彎矩M （3）總彎矩 （4）扭矩和抗彎截面系數(shù)。 （5）校核 根據(jù)15-10查得=0.6，計算軸的應(yīng)力。 查表15-1得。所以高速軸滿足條件。第四部分 軸承的選擇和校核計 算 與 說 明結(jié) 果1、 高速軸的軸承選擇與校核 1、根據(jù)設(shè)計手冊P73選取滾動軸承7007C GB/292-1994代號dDB7007C356214415619.514.2計 算 與 說 明結(jié) 果2、 校核 由軸承受力分析求得兩軸承的當(dāng)量動載荷分別為： 則軸承的壽命為： 因為是球軸承所以軸承工作時間L=300×16×8=38400所以該軸承滿足使用要求。二、中

31、間軸軸承校核 1、根據(jù)設(shè)計手冊P74選取滾動軸承7007C GB/292-1994代號dDB7007C356214415619.514.2 2、校核 由軸承受力分析求得兩軸承的當(dāng)量動載荷分別為： 則軸承的壽命為： 因為是球軸承所以軸承工作時間L=300×16×8=38400所以該軸承滿足使用要求。三、低速軸軸承校核 1、根據(jù)設(shè)計手冊P73選取滾動軸承7210C GB/292-1994代號dDB7012C509020578342.830.5 2、校核 由軸承受力分析求得兩軸承的當(dāng)量動載荷分別為： 則軸承的壽命為： 因為是球軸承所以 軸承工作時間L=300×16

32、15;8=38400所以該軸承滿足使用要求。L=38400h第五部分 鍵的選擇與校正計 算 與 說 明結(jié) 果1、 高速軸上的鍵選擇與校正1、根據(jù)設(shè)計手冊P53選擇GB/T 1096 鍵8×7×502、鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由表6-2查的許用擠壓應(yīng)力，取其平均值為110Mpa。所以符合強度。2、 中間軸上的鍵選擇與校核 1、與齒輪2相配合的鍵 （1）、根據(jù)設(shè)計手冊P53選擇GB/T 1096 鍵10×8×36 （2）、鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由表6-2查的許用擠壓應(yīng)力，取其平均值為110Mpa。所以符合強度 2、與齒輪3相配合的鍵 （1）、根據(jù)設(shè)計手冊P53選擇GB/T 1096 鍵12×8×50 （2）、鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由表6-2查的許用擠壓應(yīng)力，取其平均值為110Mpa。所以符合強度3、 低速軸上的鍵選擇與校核 1、與齒輪4相配合的鍵 （1）、根據(jù)設(shè)計手冊P53選擇GB/T 1096 鍵20×12×63 （2）、鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由表6-2查的許用擠壓應(yīng)力，取其平均值為110Mpa。所以符合強度 2、與聯(lián)軸器相配合的鍵 （1）、根據(jù)設(shè)計手冊P53選擇GB/T 1096 鍵