单圆柱齿轮减速箱方案闭式圆柱齿开式锥齿.docx

1、单圆柱齿轮减速箱方案闭式圆柱齿开式锥齿SHANGHAI UNIVERSITY机械零件设计题 目: 用于螺旋输送机的单级圆柱齿轮减速箱设计学 院材料科学与工程学院专 业 金属材料工程 学 号 学生姓名 指导教师起讫日期机械设计基础课程设计任务书 NO. 2班级 姓名 学号一、设计工程：螺旋输送机传动装置二、运动简图： 1. 电动机； 2. 联轴器； 3. 减速器； 4. 联轴器； 5. 圆锥齿轮传动； 6. 螺旋输送机。三、原始数据： 运输机工作轴上的扭矩T 780 牛 M； 运输机工作轴转速n 95 转 / 分； 圆锥齿轮传动比i = 3.5 ；工作年限 6 年 2 班制。四、设计工作量： 减

2、速器装配图1号图纸） 1 张； 零件工作图2号图纸） 2 张； 设计说明书1 份。五、设计期限： 年 月 日 至 年 月 日本任务书须与设计说明书一起装订成册一并交上）目 录1传动参数计算42传动零件的设计计算6开式锥齿轮 6 闭式圆柱齿轮传动113轴的设计及强度计算14 3.1高速轴小齿轮轴）设计14 3.2低速轴大齿轮轴）设计174轴承的寿命计算20 4.1高速轴轴承寿命计算20 4.2低速轴轴承寿命计算205其它零部件选用及强度校核21 5.1键的强度校核21 5.2联轴器的选用21 5.3铸铁减速箱体的主要结构尺寸226技术要求227参考文献228设计小结22计 算 及 说 明主 要

3、结 果1 传动参数计算1.1 电动机选择总效率联轴器*2 0.99）轴承*2 0.99）8级精度一般齿轮传动*1 0.97）开式锥齿轮传动*1 0.920.95）查【2】表2-3）选择电机，查【2】表17-1，优先选用同步转速1000 r/min查得电机型号和参数如下表：电动机型号额定功率/kW满载转速r/min）质量/kgY160L-6119702.02.01471.2 确定总传动比和分配各级传动比总传动比1.3 计算运动和动力参数0轴电机轴）：1轴高速轴）：2轴低速轴）：3轴小锥齿轮轴）：上述数据列表如下：轴号功率P转矩T(Nm09.05597089.15010.9918.96597088

4、.2642.91720.9628.610332.511247.28810.9838.439332.511242.3772传动零件的设计计算2.1 开式直齿锥齿轮传动设计传递功率：8.439 kW小轮计算转速：332.511 r/min传动比预期工作寿命：28800 h 6年2班制，一年按300天计算）齿轮传动等级：9级查【1】表11-2得V2.5 m/s）初选小齿齿数，大齿齿数齿数比u=i=3.5）下标3为小齿，4为大齿，下同）材料选用：小齿轮：40Cr表面淬火，硬度50 HRC 大齿轮：45钢表面淬火，硬度49 HRC 热处理等级：MQ）由于是开式传动，故按齿弯曲疲劳强度计算：设计公式： 载

5、荷系数K=1.5 查【1】表11-3） 转矩 齿宽系数查【1】P181） 齿数比u=3.5 齿形系数、齿根应力修正系数 以当量齿数分别按【1】中图11-8、图11-9查取 其中分度圆锥角74318） 155642） 经计算得：小齿当量齿数 查得， 大齿当量齿数 查得， 注：公式中以代入 弯曲疲劳许用应力 取失效概率1%，查【1】得 表11-1） 表11-5） 则计算：得开式齿轮扩大15% 得取标准值查GB/T 1357-87取第一系列）圆周速度校核： 分度圆直径）圆周速度较小，采用脂润滑。由于是开式传动，齿面易磨损，故按齿面接触疲劳强度校核。校核公式： 弹性系数查【1】表11-4，锻钢锻钢）

6、区域系数 对于标准齿轮） 载荷系数 K=1.5 圆周力 小齿齿宽中点分度圆直径 齿宽 外锥距） 取b=39 mm 可得 则 齿数比u=3.5 齿宽b=39 mm 小齿轮分度圆直径 许用接触疲劳应力 取失效概率1%，查【1】得表11-1） 表11-5） 得计算： 合格）主要几何尺寸及数据计算：1 大端模数2 实际齿数3 实际传动比4 分度圆锥角 155642） 74318）5 分度圆直径6 齿顶高7 齿根高8 全齿高9 顶隙10 齿顶圆直径11 齿根圆直径12 外锥距13 齿宽b=39 mm14 齿根角 260）15 齿顶角 260）等顶隙齿）16 根锥角 135042） 715718）17 顶

7、锥角 18242） 76918）2.2 闭式直齿圆柱齿轮传动设计传递功率：8.965 kW小轮计算转速：970 r/min计算传动比：i=2.9172预期工作寿命：28800 h6年2班制，一年按300天计算）齿轮传动等级：8级v 6 m/s）初选齿数：小齿轮，大齿轮齿数比u=2.8889） 与实际传动比误差0.97%，小于35%）材料选用：小齿轮：45钢调质，硬度280 HBS 大齿轮：45钢调质，硬度240 HBS 热处理等级：MQ）由于是闭式齿轮传动，故按齿面接触疲劳强度计算：设计公式： 载荷系数K=1.5 查【1】表11-3） 转矩 齿宽系数 查【1】表11-6） 齿数比u=2.888

8、9 弹性系数 查【1】表11-4，锻钢锻钢） 区域系数 标准齿轮） 许用接触应力取失效概率1%，由【1】查得 表11-1） 表11-5）则注：公式中以二者中的小值代入计算：得则，取标准值 按GB/T 135187取第一系列）圆周速度校核：，合格，并采用油润滑。按齿弯曲疲劳强度校核：校核公式： 载荷系数K=1.5 查【1】表11-3） 转矩 齿形系数 查【1】图11-8） 应力集中系数 查【1】图11-9） 齿宽，取 许用弯曲应力 取失效概率1%，查【1】得 表11-1） 表11-5） 则分别对大、小齿轮校核：小齿轮： 大齿轮： ，合格。主要几何尺寸计算：1 模数m=4，压力角标准齿轮）2 实际

9、传动比i=2.8889 误差0.97%）3 实际齿数4 分度圆直径5 齿顶高正常齿制）6 齿根高 正常齿制）7 全齿高8 顶隙9 齿顶圆直径10 齿根圆直径11 中心距12 齿宽3轴的设计及强度计算3.1高速轴小齿轮轴）设计由于小齿轮直径较小，故做成齿轴一体。轴尺寸根据以下计算和联轴器的选择定出。式中L=117 mm）13 按扭转强度初步计算：设计公式： a) 轴材料与承载确定的常数 C=118 查【1】表14-2）b) c) 计算： 14 按弯扭合成强度计算：圆周力： 径向力： 轴向力： 1 垂直面支承反力2 水平面支承反力3 垂直面弯矩4 水平面弯矩5 合成弯矩6 轴传递的转矩7 危险截面

10、当量弯矩 脉动循环应力，查【1】P246）8 计算危险截面处轴径对称循环应力状态许用弯曲应力）查【1】表14-3）有键槽截面直径小于30时）增大7%得：高速轴受力简图见下页3.2低速轴大齿轮轴）设计大齿轮直径较大，故与轴分离。轴尺寸根据以下计算和联轴器的选择定出。式中L=106 mm）1) 按扭转强度初步计算：设计公式： 1 轴材料与承载确定的常数 C=1182 3 计算： 2) 按弯扭合成强度计算：圆周力： 径向力： 轴向力： 齿轮给予的轴向力为0）1 垂直面支承反力2 水平面支承反力3 垂直面弯矩4 水平面弯矩5 合成弯矩6 轴传递的转矩7 危险截面当量弯矩 脉动循环应力，查【1】P246

11、）8 计算危险截面处轴径对称循环应力状态许用弯曲应力）查【1】表14-3）有键槽截面直径30100时）增大5%得：低速轴受力简图见下页4轴承的寿命计算4.1高速轴轴承寿命计算寿命计算式： 1 转速n=970 r/min2 温度系数 查【1】表16-8）3 径向基本额定动载荷查【2】表12-1）4 载荷系数 查【1】表16-9）5 当量动载荷6 寿命指数 球轴承）计算： 查【1】表16-10得：每天工作8h的机械， 故寿命合格。4.2低速轴轴承寿命计算计算方法同4.1式中：n=332.511 r/min 查【2】表12-5） ）Y=1.4 查【2】表12-5） 滚子轴承）其余参数不变计算： 寿命合格。5其它零部件选用及强度校核5.1键的强度校核1 小齿轮轴轴伸处：键1045 GB/T10962003校核公式： 式中：T转矩， d轴径、h键高度、l键工作长度，mm许用挤压应力轻微冲击：100120 MPa）相应数据查【1】表10-9、表10-10） 计算： 合格。2 大齿轮轴齿轮处：键1650 GB/T10962003计算： 合格。3 大齿轮轴轴伸处：键1270 GB/T10962003计算： 合格。5.2联轴器的选用联轴器的选用根据计算得