机械设计课程设计说明书二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器.docx
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机械设计课程设计说明书二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器
机械设计课程设计说明书-二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器
前言..............................................................................................................................2设计任务书...................................................................................................................3第一章电动机的选择.............................................................................................41.1电动机类型和结构形式的选择......................................................................41.2电动机功率的选择.........................................................................................41.3电动机转速和型号的选择…………………………………………….........41.4传动比的分配.............................................................................................51.5传动装置的运动和动力参数计算：
..............................................................5第二章斜齿圆柱齿轮的设计.....................................................................72.1高速级的大小齿轮参数设计...........................................................72.2低速级的大小齿轮参数设计.........................................................11第三章轴的结构设计和计算...............................................................................163.1轴的选择与结构设计...................................................................................163.2中间轴的校核：
............................................................................................20第四章联轴器的选择……………………………………………………………244.1联轴器的选择和结构设计...........................................................................24第五章键联接的选择及计算...............................................................................265.1键的选择与结构设计...................................................................................26第六章滚动轴承的选择及计算...........................................................................276.1轴承的选择....................................................................................................276.2轴承的校核………………………………………………………………....27第七章润滑和密封方式的选择...........................................................................337.1齿轮润滑........................................................................................................337.2滚动轴承的润滑............................................................................................33第八章箱体及设计的结构设计和选择…………………………………………348.1减速器箱体的结构设计...............................................................................348.2减速度器的附件............................................................................................35参考资料.....................................................................................................................40前言经历了三周时间的设计，本次课程设计于2011年6月23日开始，时间仓促，设计任务较重。
设计过程中或多或少的存在一些错误。
希望广大审阅者提出宝贵意见，以便及时改正，力争达到合格要求。
本次设计的内容：
明确课程设计的目的，内容和进行方式，机械设计的一般过程，课程设计中注意的一些问题。
具体的设计过程是审阅题目要求。
计算，核算，制图，最后修改。
总结等过程。
整个过程都要求严谨。
求实.经过细心计算.校核.具有一定参考价值。
这次课程设计经高路老师的指导，审阅，并提出宝贵意见，特此表示感谢。
参加本次课程设计的有姚璐、柴岩岩。
限于设计者水平有限，不妥之处欢迎审阅者指示。
2011年6月设计任务书一、设计题目：
二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器二、工作条件及生产条件：
1、该减速器用于带式运输机的传动装置。
工作时有轻微振动，经常满载，空载启动，单向运转，单班制工作。
运输带允许速度差为±5，减速器小批量生产，使用期限为5年（每年300天）。
圆柱齿轮减速器联轴器卷筒VF联轴器带式输送机电动机三、完成任务:
1、减速器装配图一张（A0）；2、中间轴上大齿轮和中间轴零件图各一张（A2）；3、设计说明书一份（4000字）。
四、第12组课程设计原始数据：
卷筒直径Dmm：
450运输带速度vm/s：
0.90运输带所需转矩TN.m:
400第一章电动机的选择选择电动机包括电动机的类型、结构形式、功率、转速和型号。
1.1电动机类型和结构形式的选择根据电动机的电源种类、工作条件、工作时间的长短、载荷条件以及过载情况等条件来选择。
一般情况下，多采用Y系列三相交流异步电动机。
1.2电动机功率的选择根据已知条件可以计算出工作机卷筒的转速为：
nw601000D6010000.903.1445038.217r/min已知工作机的转矩T（N.m）和转速nr/min则工作机的有效功率为：
PwTn955040038.217/95501.601KW为了计算电动机的所需功率Pd，先要确定从电动机到工作机之间的总效率。
查表可知传动装置中每对运动副或传动副的效率选择如下：
效率类型数量10.99弹性联轴器2个20.98滚动轴承4对30.97圆柱齿轮2对40.96运输机滚筒1个则传动装置的总效率为：
1223240.9920.9840.9720.960.8174电动机所需的功率为PdPw/1.601/0.8171.961KW根据电动机所需功率选取电动机的额定功率为2.2KW。
1.3电动机转速和型号的选择常用的电动机同步转速为1500r/min和1000r/min，查表可以分别选取Y100L1-4和Y112M-6型电动机。
根据电动机的满载转速nm和滚筒转速nw可算出总传动比。
（1）电动机同步转速为1500r/min时，满载转速nm1430r/min，传动装置的总传动比：
inm/nw1430/38.21737.418
（2）电动机同步转速为1000r/min时，满载转速nm940r/min，传动装置的总传动比：
inm/nw940/38.21724.596（3）现将此两种电动机的数据和总传动比列于下表中电动机额定同步满载总传外伸轴外伸型号功率转速转速动比轴径长度Y1002.2kw1500r/143037.41860mm280..0090004L1-4minr/minmmY1122.2kw1000r/94024.59660mm280..0090004M-6minr/minmm由表可知，方案1虽然电动机转速高，价格低，但总传动比大。
为了能合理地分配传动比，使传动装置结构紧凑，决定选用方案2，即电动机型号为Y112M-6。
1.4传动比的分配双级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为：
i11.32i1.3224.5965.698低速级的传动比为：
i2i/i124.596/5.6984.3171.5传动装置的运动和动力参数计算1各轴的转速计算：
n1nm940r/minn2n1/i1960/5.698164.970r/minn3n2/i2164.970/4.31738.217r/minn4nw38.217r/min（2各轴的输入功率计算：
P1Pd11.9610.991.941kWP2P1231.9410.980.971.845kWP3P2231.8450.980.971.754kWP4P3121.7540.980.991.702kW3各轴的输入转矩计算：
T19550P/n195501.941/94019.720Nm1T29550P2/n295501.845/164.970106.806NmT39550P/n95501.754/38.217438.305Nm33T49550P4/n495501.702/38.217425.311Nm各轴运动的动力参数轴号转速n功率P转矩T传动比（r/min）（KW）（N.m）19401.94119.7205.6982164.9701.845106.806338.2171.754438.3054.317438.2171.702425.3111第二章斜齿圆柱齿轮减速器的设计2.1高速级的大小齿轮参数设计选用标准斜齿轮圆柱齿轮传动：
（1）齿轮材料的选择由表8-1查得：
小齿轮选择45钢调质HBS1217～255；大齿轮选择45刚常化HBS2162～217；此时两齿轮最小硬度差为217-16255；比希望值略大些，可以初步试算。
因输送为一般通用机械，故选齿轮精度等级为8级。
2齿数的选择：
现为软齿面齿轮，齿数应比根切齿数较多为宜，初选Z124Z2i1Z15.69824136.752取大齿轮齿数Z2137，则齿数比为uZ1/Z2137/245.708，与原要求仅差5.698-5.708/5.6980.00175-0.175，故可以满足要求。
3选择螺旋角β：
按经验，8°ltlt15°现初选：
12°4计算当量齿数，查齿形系数：
33Zv1Z1/cosβ24/cos12°25.64533Zv2Z2/cosβ137/cos12°146.389查表8-8，插值法计算得：
Fa12.672.672.6025.645242.61226242.182.12Fa22.18146.3891002.1522001005选择齿宽系数（非对称布局）：
d0.86计算几何参数：
tgttgn/costg20°/cos12°0.372t20.410°202436quotsinbsincosnsin12°cos20°0.195b11.267°111559quot端面重合度1Z12cos2Z1cost22costZ22cos2Z2cost2Z1Z2sint1242cos12224cos20.41022cos20.4101372cos122137cos20.410224137sin20.4101.688轴向重合度11dZ1tg0.824tg121.3007按齿面接触疲劳强度设计：
区域系数ZH：
ZH2cosb/sintcost2cos11.267/sin20.410cos20.4102.450弹性影响系数:
ZE189.8MPa对于45钢，取小齿轮的硬度HBS1230，根据表8-7插值法用接触应力：
520450Hlim1450230135538.667MPa210135大齿轮的硬度要比小齿轮小30～50HBS，所以可取HBS2190，同上求得接触应力：
520450Hlim2450190135501.333MPa210135对于斜齿圆柱齿轮，应以大齿轮的材料所决定的较小的许用接触应力Hlim2501.333MPa为准来进行计算。
又由表8-6，取安全系数SH1.1，计算接触疲劳的寿命系数：
N0KHN6N940N60830051.1861085.708应力循环基数：
N030HBS2.4301902.48.833106，因为NgtN0，故KHN1。
许用接触应力：
KHNHlim21501.333H455.758MPaSH1.12KT1u1ZHZE2d1≥3duH21.5197205.70812.450189.8230.81.6885.708455.75837.703mm计算法面模数mnmnd1cos/Z137.703cos12°/241.537mm8按齿根弯曲疲劳强度设计：
计算螺旋角系数Y。
因＝1.300gt1，按＝1计算，得：
12Y1110.9120120用插值法求得小齿轮和大齿轮的弯曲疲劳极限应力分别为：
185155Flim1155230120191.667MPa210120185155Flim1155190120178.333MPa210120由表8-6取安全系数SF1.3，计算弯曲疲劳寿命系数4106KFN9NN60nth1.186108因N1.1861084106所以取KFN1。
许用应力：
KFNFlim11191.667F1147.436MPaSF1.3KFNFlim21178.333F1137.197MPaSF1.3计算齿形系数与许用应力之比值：
YFa1/F12.612/147.4360.0177YFa2/F22.152/137.1970.0157由于YFa1/F1较大，用大齿轮的参数YFa1/F1代入公式计算齿轮所需的法面模数：
2KT1Ycos2YFa1mn≥3dz12F121.5197200.9cos21230.01770.82421.6881.050mm9按接触强度决定模数值，取mn2mm10初算中心距：
mnZ1Z2224137a164.597mm2cos2cos12标准化后取a165mm11修正螺旋角β：
mnz1z2224137arccosarccos12.6422a2165123831quot12计算端面模数：
mn2mt2.0497mmcoscos12.64213计算传动的其他尺寸：
d1mtz12.04972449.193mmd2mtz22.0497137280.807mmb2dd10.849.19339.354≈mm40b1b251040545mm14计算齿面上的载荷：
2T1219720Ft801.740Nd149.193801.740tan20FrFttant299.060Ncos12.642FaFttan801.740tan12.642179.827N2.2低速级的大小齿轮参数设计选用标准斜齿轮圆柱齿轮传动：
1齿轮材料的选择由表8-1查得：
小齿轮选择45钢调质HBS1217～255；大齿轮选择45刚常化HBS2162～217；此时两齿轮最小硬度差为217-16255；比希望值略大些，可以初步试算。
因输送为一般通用机械，故选齿轮精度等级为8级。
2齿数的选择：
现为软齿面齿轮，齿数应比根切齿数较多为宜，初选Z128Z2i2Z14.31728120.876取大齿轮齿数Z2121，则齿数比为uZ1/Z2121/284.321，与原要求仅差4.317-4.321/4.3170.00103-0.103，在5范围内，故可以满足要求。
3选择螺旋角β：
按经验，8°ltlt15°现初选：
11°4计算当量齿数，查齿形系数：
33Zv1Z1/cosβ28/cos11°29.60233Zv2Z2/cosβ121/cos11°127.922查表8-8，插值法计算得：
Fa12.562.562.5229.602282.52830282.182.12Fa22.18127.9221002.163200100：
5选择齿宽系数（非对称布局）d1.06计算几何参数：
tgttgn/costg20°/cos11°0.371t20.344°202038quotsinbsincosnsin11°cos20°0.179b10.329°101944quot端面重合度1Z12cos2Z1cost22costZ22cos2Z2cost2Z1Z2sint1282cos11228cos20.34422cos20.3441212cos112121cos20.344228121sin20.3441.708轴向重合度11dZ1tg1.028tg111.7337按齿面接触疲劳强度设计：
区域系数ZH：
ZH2cosb/sintcost2cos10.329/sin20.344cos20.3442.457弹性影响系数:
ZE189.8MPa对于45钢，取小齿轮的硬度HBS1230，根据表8-7插值法用接触应力：
520450Hlim1450230135538.667MPa210135大齿轮的硬度要比小齿轮小30～50HBS，所以可取HBS2190，同上求得接触应力：
520450Hlim2450190135501.333MPa210135对于斜齿圆柱齿轮，应以大齿轮的材料所决定的较小的许用接触应力Hlim2501.333MPa为准来进行计算。
又由表8-6，取安全系数SH1.1，计算接触疲劳的寿命系数：
N0KHN6N940N60830051.1861085.708应力循环基数：
N030HBS2.4301902.48.833106，因为NgtN0，故KHN1。
许用接触应力：
KHNHlim21501.333H.
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