变速箱的课程设计.docx

1、变速箱的课程设计机械设计课程设计说明书 姓名： 詹 姆 斯 系别： 机械工程系 班级： 机 自 2009 学号： 20090090909999 指导老师： 周杰伦 任务说明书 1课程设计题目2一、传动装置总体设计3二、电动机的选择 4三、确定传动装置的总传动比和分配传动比5四、计算传动装置的运动和动力参数 6五、设计带和带轮7六、各齿轮的设计计算 8七、轴的设计和轴承的选择9八、键的选择和计算 10九、选择联轴器 11十、箱体结构的设计12十一、润滑密封设计13设计小结 14参考资料 15课 程 设 计 设 计 任 务 书一、本任务书发给 机自2009 班学生 詹姆斯 二、请按计划书指定题号中

2、的第 5 组数据进行设计三、本任务书规定的设计计算包括下列各项：1. 传动装置总体设计计算；2. 各传动零件的设计计算；3. 一根主要轴的设计计算；4. 一对主要轴承的设计计算；5. 各标准零件的选择；四、本任务书要求在答辩前完成1. 主要部件的总装配图一张（A1）；2. 典型零件工作图2张（A2）；3. 20页左右的设计说明书一份；五、答辩时间2009年12月 日到12月 日 机械设计课程设计题目题目名称：设计两级圆柱齿轮减速器说 明：此减速器用于处理车间零件清洗传送带的减速，此设备两班制工作，工作期限10年（按300天一年计算），户内使用。传送简图如下：原始数据 已知条件数 据 组 号12

3、345678鼓轮直径（mm）300330350350380300360320传送带运行速度（m/s）0.630.750.850.80.80.70.840.75传送带从动轴所需扭矩(Nm)7006706509501050900660900本组设计数据：第5组数据设 计 计 算 及 说 明结 果一、 传动装置总体设计1.工作机所需功率： ，而传送带速度v与鼓轮直径D（mm）、卷筒轴转速 的关系为 2.传动装置总效率 二、电动机的选择1.电动机输出功率 2.电动机额定功率 由文献【2】第二十章表20-1选取电动机额定功率 =5.5kW3.确定电动机转速及型号传动滚筒轴转速经查表按推荐的传动比合理范围

4、，V带传动的传动比 24，二级圆柱斜齿轮减速器传动比 840电机转速 选：1500 滚筒转速：设 计 计 算 及 说 明结 果综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y132S4的三相异步电动机，额定功率为 5.5 kw质量为68 kg，满载转速 1440 r/min，同步转速1000r/min。三、确定传动装置的总传动比和分配传动比1、传动装置总传动比由选定的电动机满载转速 =1440r/min和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为 /n1440/40.2335.82、分配传动比取V带传动的传动比 3，则减速器传动比为i 35.8/312两级齿轮传

5、动比公式 ，取 ，其中 为高速级传动比， 为低速级传动比，则 =12，可得出 =4， =33、电动机的外形及安装尺寸方案电动机型号额定功率P kw电动机转速电动机重量Kg参考比价传动装置的传动比同步转速满载转速总传动比V带传动减速器5Y132S45.515001440683.0935.8312中心高外型尺寸L（AC/2+AD）HD底脚安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DE装键部位尺寸FGD132515 345 315216 1781238 8010 8设 计 计 算 及 说 明结 果四、计算传动装置的运动和动力参数1、各轴转速电动机满载转速 =1440r/min，V带传动的传动比 3= /

6、=1440/3=480 r/min= / =480/4=120 r/min= / =120/3=40 r/min= =40 r/min2、各轴输入功率 =5.5KW 5.50.96=5.28 kW 5.280.990.97=5.07 kW =5.070.990.974.87 Kw3、各轴输入转矩=1440r/minT0=9550P0/ =95505.5/1440=36.48 NmT1=9550P1/n1=95505.28/480=105.05 NmT2=9550P2/n2=95505.07/120=403.49 NmT3=9550P3/n3=85504.87/40=1162.71 Nm将以上算

7、得的运动的动力参数列表如下： 轴名参数电动机轴I轴II轴III轴转速n(r/min)144048012040功率p(kw)5.145.285.074.87转矩T(Nm)36.48105.05403.491162.71五、设计带和带轮1、确定计算功率由文献【1】 表8-7查得： =480r/min=120r/min=40r/min5.28kW5.07kW4.87kWT0=36.48 NmT1=105.05 NmT2=403.49 NmT3=1162.71Nm设 计 计 算 及 说 明结 果= P=1.15.5式中 为工作情况系数， 为传递的额定功率,既电机的额定功率。2、选择带型号根据 ， ,查

8、文献【1】 图8-11和 表8-9选用带型为A型带3、选取带轮基准直径 查文献【1】 表8-6和 表8-8得小带轮基准直径 ，则大带轮基准直径 ,查文献【1】 表8-8后取 。4、验算带速VV= = =8.44m/s一般使V带速度在525m/s范围内，最高不超过30m/s，带能充分发挥。5、确定中心距a和带的基准长度 由于 ,所以初步选取中心距a： ，初定中心距 ，所以带长,= =2500+ (112+224)+ =1534mm查文献【1】 表8-2选取基准长度 得实际中心距=500+(1600-1534)/2=534mm6、验算小带轮包角 = = ，包角合适。7、确定v带根数z 因 =112

9、mm，带速V=8.44m/s，传动比 =3，查文献【1】 8-4a和=6.05kwV=8.44m/s=1543mma=534mm 设 计 计 算 及 说 明结 果8-4b并由内插值法得=1.61， =0.17,查文献【1】 表8-2得 =0.99查文献【1】 表8-5,并由内插值法得 =0.97,=6.05kw，由 公式8-26得Z= = =3.56故选Z=4根带。8、计算预紧力 查文献【1】 表8-3可得 ,故单根普通带张紧后的初拉力为=500 =148.45N9、计算作用在轴上的压轴力 =2z sin =24148.45sin =1181.1N六、各齿轮的设计计算（一）高速级齿轮传动的设计

10、计算1、齿轮材料，热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮齿轮材料及热处理 材料：高速级小齿轮选用 钢调质，齿面硬度为小齿轮 4855 HRC取小齿齿数 =24高速级大齿轮选用 钢正火，齿面硬度为大齿轮4855 HRC Z =iZ =424 齿轮精度按GB/T100951998，选择7级，齿根喷丸强化。2、初步设计齿轮传动的主要尺寸按齿面接触强度设计Z=3.56=148.45N=1181.1N设 计 计 算 及 说 明结 果确定各参数的值:试选 =1.6查文献【1】 图10-30 选取区域系数 Z =2.433 由文献【1】 图10-26 则 =0.7

11、7+0.87=1.64由文献【1】 公式10-13计算应力循环次数N =60n j （ 为齿轮转速，j为齿轮每转一圈时，同一齿面啮合的次数， 为齿轮工作寿命）N =604801（2830010）=1.382 = =3.456 ( )查文献【1】 10-19图得：K =0.95 K =0.98查表 图1021e 得 齿轮的疲劳强度极限取失效概率为1%,安全系数S=1,应用公式得: = =0.951100=1045Mpa = =0.981100=1078Mpa 许用接触应力 =1061.5MPa查文献【1】由 表10-6得： =189.8MP 由 表10-7得: =0.8T =95.510 =95

12、.510 5.28/480=105050Nmm=105.05Nm3、设计计算小齿轮的分度圆直径d = 计算圆周速度 计算齿宽b和模数 计算齿宽b=1.382 =3.456 =1045Mpa =1078 MPa=1061.5Mpa=39.28mm设 计 计 算 及 说 明结 果b= =0.839.28计算摸数 初选螺旋角 =14 = = =1.588mm计算齿宽与高之比 齿高h=2.25 =2.251.588 =3.573mm = =8.797计算纵向重合度=0.318 =1.522计算载荷系数K使用系数 =1根据v=0.987m/s,7级精度, 查文献【1】由 表10-8得动载系数K =1.0

13、4,查文献【1】由 表10-4得K : K =1.286查文献【1】由 表10-13得: K =1.26查文献【1】由 表10-3 得: K = =1.2故载荷系数:KK K K K =11.041.21.286=1.605按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径d =d =39.28 =39.32mm4. 齿根弯曲疲劳强度设计由弯曲强度的设计公式 (1) 确定公式内各计算数值 小齿轮传递的转矩 105050Nmm 确定齿数zb=31.424mm=1.588mmh=3.573mmK1.605d =39.32mm设 计 计 算 及 说 明结 果因为是硬齿面，故取 24， 计算当量齿数z /cos 2

14、4/ cos 14 =26.27z /cos 96/ cos 14 =105.09初选齿宽系数 按不对称布置，由表查得 0.8 初选螺旋角 初定螺旋角 14 载荷系数KK =11.041.21.26 查文献【1】齿形系数Y 和应力校正系数Y 由文献【1】 中表10-5得齿形系数Y 2.592 ； Y 2.176 应力校正系数Y 1.596； Y 1.7947计算大小齿轮的 查文献【1】图10-20d得到弯曲疲劳强度极限小齿轮 大齿轮 查文献【1】由图10-18得弯曲疲劳寿命系数：K =0.86 K =0.89 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 = =385.29MPa = =252.43MPa

15、小齿轮的数值大，因此选用。（2）设计计算 计算模数=26.27=105.09K=1.572 =385.29MPa =252.43MPa设 计 计 算 及 说 明结 果=1.573对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，圆整为标准模数,取m =2mm但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d =39.42 来计算应有的齿数.于是由: z = =19.08 取z =20那么z =420=80 几何尺寸计算计算中心距a= = =103.061mm将中心距圆整为103 按圆整后的中心距修正螺旋角=arccos 因 值改变不多,故参数 , , 等不必修正.计算大.小齿轮的分度圆直径d = =41.20mmd = =164.78mm计算齿轮宽度B= 圆整的 （二） 低速级齿轮传动的设计计算1、齿轮材料、热处理及精度：低速级小齿轮选用 钢调质，齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数 =30，低速级大齿轮选用 钢正火，齿面硬度为大齿轮 240HBS z =330=90 圆整取z =90。按GB/T100951998，选择7级，齿根喷丸强化。2、按齿面接触强度设计（1） 确定公式内的各计算数值试选K =1.6bhnnbngvbvbvbvbgbhgvbvbv