機械設計課程設計-二級展開式直齒圓柱齒輪減速器(已修改)

　

【正文】 機械設計課程設計計算說明書 設計題目 二級展開式 直齒 圓柱齒輪減速器 目錄 一、設計任務書 ………………………… ..……………………… ..… (3) 二、 動力機的選擇 ………………………… ..…………………… ..… (4) 三、 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) …………………… …… ....… (5) 四、 傳動件設計計算（齒輪） … …… ……………………………… (6) 五、 軸的設計 ……… . ……… . ……… . ……… .. .. .. ..……… ..…… (12) 六、 滾動軸承的計算 ……………………………………… ..… ..… ..(20) 七、 連結(jié)的選擇和計算 ……………………………… .……… .…… (21) 八、 潤滑方式、潤滑油牌號及密封裝置的選擇 ………………… ..(22) 九、 箱體及其附件的結(jié)構(gòu)設計 ………… ……………… … .… .… ..(22) 十 、設計總結(jié) … ..…………………………………………… …… … .(23) 十一、參考資料 .…………………….…………………………….…(23) 2 一 設計題目：帶式運輸機的傳動裝置的設計題號 1 1 帶式運輸機的工作原理 （ 二級 展開式圓柱齒輪減速器帶式運輸機的傳動示意圖 ） 2 工作情況：已知條件 1) 工作條件：兩班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有灰塵，環(huán)境最高溫度 35℃； 2) 使用折舊期； 8年； 3) 檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修； 4) 動力來源：電力，三相交流電，電壓 380/220V； 5) 運輸帶速度容許誤差：177。 5%； 6) 制造條件及生產(chǎn)批量：一般機械廠制造，小批量生產(chǎn)。 3 原始數(shù)據(jù) 題號 參數(shù) 1 運輸帶工作拉力 F/KN 4000 運輸帶工作速度 v/(m/s) 卷筒直徑 D/mm 400 注：運輸帶與卷筒 之間卷筒軸承的摩擦影響已經(jīng)在 F 中考慮。 二 動力機選擇 因為動力來源：電力，三相交流電，電壓 380/220V； 所以選用常用的封閉式系列的 —— 交流電動機。 1． 電動機容量的選擇 1） 工作機所需功率 Pw 由題中條件 查詢 使用 系數(shù) KA （見 [1]表 ） ， 查得 K A= 設計方案的總效率 n0=n1*n2*n3*n4*n5*n6… n 本設計中的 聯(lián)? — — 聯(lián)軸器的傳動效率（ 2個） ， 軸? —— 軸承的傳動效率 （ 4對） ， 齒? —— 齒輪的傳動效率（ 2對） ， 本次設計中有 8級傳動效率 其中 聯(lián)? =（ 兩對 聯(lián)軸 器的 效 率取 相等 ） 123承軸?=（ 123為減速器的 3對軸承） 4承軸?=（ 4 為卷筒的一對軸承） 齒? =（兩對齒輪的效率取相等） 總? = 421233 軸承’聯(lián)齒軸承聯(lián) ηηηηη **** 23 =41 2） 電動機的輸出功率 Pw=kA*41000軸承?FV = Pd＝ Pw/ 總? ， 總? = Pd＝ 2． 電動機轉(zhuǎn)速的選擇 由 v=V = 1000*60 wdn? = → nw=＝（ i1’178。 i2’… in’） nw 有該傳動方案知，在該系統(tǒng)中只有減速器中存在二級傳動比 i1,i2，其他 傳動比都等于 1。 由 [1]表 132 知圓柱齒輪傳動比范圍 為 3— 5。 所以 nd =(i1*i2) nw=[9,25]* nw , nd 的范圍是（ ,1909,86） r/min，初選為同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min 的電動機 3．電動機型號的確定 由表 121[2]查出 電動機型號為 Y160M4,其額定功率為 11kW，滿載轉(zhuǎn)速 1460r/min?；痉项}目所需的要求。 總? = Pw= Pd＝ KW nw= 電機 Y160M4 4 電動機型號 額定功率/KW 滿載轉(zhuǎn)速r/min 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量/Kg Y160M4, 11 1460 38 三 計算 傳動裝置的運動和動力參數(shù) 傳動裝置的總傳動比及其分配 1． 計算總傳動比 由電動機的滿載轉(zhuǎn)速 nm和工作機主動軸轉(zhuǎn)速 nw可確定傳動裝置應有的總傳動比為： 總i ＝ nm/nw nw＝ nm=1430r/min i＝ 2． 合理分配各級傳動比 由于減速箱是展開式布置，所以 i1＝（ ） i2。 因為 i＝ ，取 i＝ 19，估測選取 i1= i2= 速度偏差為 %，所以可行。 3 各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速的計算 電動機轉(zhuǎn)軸速度 n0=1460r/min 高速 I n1=0inm =1460r/min 中間軸 II n2=11in =低速軸 III n3= 22in=。 各軸功率 電動機額定功率 P0=11Kw 高速 I P1=P0*n12=P0* 軸承聯(lián) nn = 11**= (n12 = 軸承聯(lián) nn =*=) 中間軸 II P2=P 1 23? =P1* 軸承齒 nn =**= (n23= 軸承齒 nn =*=) 低速 軸 III P3=P2*n34=P 2* 軸承齒 nn =**= (n34= 軸承齒 nn =*=) 卷筒 P4=P3*n45=P3* 軸承聯(lián) nn =**= Kw （ n45= 軸承聯(lián) nn =*=） 傳動比 19 i1= i2= 各軸速度 n0=1460r/min n1=1460r/min n2=n3=n4= 各軸功率 P0 =11Kw P1= P2= P3= P4= 5 各軸轉(zhuǎn)矩 電動機轉(zhuǎn)軸 T0= N m? 高速 I T1=11*9550n P = *9550 = N m? 中間軸 II T2=2*9550 2n P = *9550= N m? 低速軸 III T3= 33*9550n P = *9550 = N m? 卷筒 T4=44*9550n P = *9550 = N m? 其中 Td=ddnP9550 (n*m) 項 目 電動機 軸 高速軸 I 中間軸 II 低速軸 III 卷筒 轉(zhuǎn)速（ r/min） 1460 1460 功率（ kW） 11 轉(zhuǎn)矩（ N178。 m） 傳動比 1 1 1 效率 1 四 傳動件設計計算（齒輪） A 高速齒輪的計算 輸入功率 小齒輪轉(zhuǎn)速 齒數(shù)比 小齒輪轉(zhuǎn)矩 載荷系數(shù) 1460r/min 178。 m 1． 選精度等級、材料及齒數(shù) 1） 材料及熱處理； 選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 250HBS，大齒輪材料為 35鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 210HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 2） 精度等級選用 7 級精度； 3） 試選小齒輪齒數(shù) z1＝ 24，大齒輪齒數(shù) z2＝ 125 的； 2． 按齒面接觸強度設計 因為低速級的載荷大于高 速級的載荷，所以通過低速級的數(shù)據(jù)進行計算 。 按式（ 10— 21）試算，即 dt≥ * ? ?3 21 ?????????HEdt ZuuTK σφ 各軸轉(zhuǎn)矩 T1= N m? T2= N m? T3= N m? T4= m? 7 級精度； z1＝ 24 z2＝ 125 6 3． 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1） (1) 試選 Kt＝ (2) 選取尺寬系數(shù)φ d＝ 1 (3) 查得材料的彈性影響系數(shù) ZE＝ (4) 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極σ Hlim1＝700MPa；大齒輪的解除疲勞強度極限σ Hlim2＝ 600MPa； (5) 計算應力循環(huán)次數(shù) N1＝ 60n1jLh＝ 60179。 1460179。 1179。（ 2179。 8179。 365179。 8）＝ 179。 10e9 N2＝ N1/＝ 179。 10e8 此式中 j 為每轉(zhuǎn)一圈同一齒面的嚙合次數(shù)。 Ln 為齒輪的工作壽命，單位小時 (6) 查得接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1＝ ； KHN2＝ (7) 計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為 1％，安全系數(shù) S＝ 1，由式（ 10－ 12）得 [σ H]1＝ 179。 700MPa＝ 630MPa [σ H]2＝ 179。 60