哈工大机械设计课程设计二级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书.docx

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1、目录一.传动装置的总体设计1.1分析或确定传动方案1L2选择电动机21. 3计算传动装置的总传动比并分配传动比31. 4计算传动装置各轴的运动和动力参数3二 .传动零件的设计计算42.1 选择材料、热处理方式及精度等级42.2 确定计算公式52.3 高速级齿轮，初定齿轮传动及齿轮主要尺寸52.4 低速级齿轮，初定齿轮传动及齿轮主要尺寸8三 .轴的设计计算错误!未定义书签。1 .1高速轴设计计算错误!未定义书签。3 . 2中间轴的设计计算错误!未定义书签。4 . 3输出轴的设计计算错误!未定义书签。5 .4输出轴的校核计算15四 .键的设计和计算19五 .校核轴承寿命19六 .联轴器的选择206

2、. 1输入轴联轴器206. 2输出轴联轴器20错误!未定义书签。0错误!未定义书签。22七.减速器附件及其说明八.整体结构的的最初设计九.参考文献一.传动装置的总体设计1.1 分析或确定传动方案1 .组成：传动装置由电机、减速器、工作机传送带组成。2 .特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3 .确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大其传动方案如下：根据要求，选用二级斜齿圆柱齿轮减速器，将动力传送到传送带上，实现传送带预先设计的参数及其相应的功能。设计的原始数据要求：传送带的初拉力：F=24(X)N传送带卷筒直径：d=300mm传送带带速：v=1.0m

3、/s关于减速器的生产和工作的要求:机器产量为大批量；机器工作环境为清洁；机器载荷特性为平稳载荷；机器最短工作年限为六年二班。L2选择电动机1.2.1 选择电动机的结构形式电动机分交流电动机和直流电动机两种。由于生产单位一般多采用三相交流电源，因此,无特殊要求时应选用三相交流电动机，其中以三相交流异步电动机应用广泛。所以选择使用三相交流异步电动机。并按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机。全封闭自扇冷式结构，电压为380V。1.2.2 选择电动机的容量(功率)首先计算工作机有效功率:Fv 2400x1To66- 1000式中，F传送带的初拉力，由设计原始数据，F=2400N；V一一传送

4、带的带速，由设计原始数据，V=1.0m/so从原动机到工作机的总效率：7fc =球心I；% = 0.992 X 0.994 X 0.972 X 0.96=0.8504式中，Hi一一联轴器传动效率，由参考文献1P81页表9.1, 7=0.99；n2轴承传动效率，由参考文献山P81页表9.1,= 0.99；n3齿轮啮合效率，773 = 097；n4一一卷筒传动效率， = 0.96。则所需电动机功率：Pd 二生二上一= 2.82kW%0.8504L2.3确定电动机的转速工作机卷筒轴的转速：60 x1000V1000x60x1 n w = b3./raa / s兀D4x300式中，d传送带卷筒轴直径。

5、由设计原始数据，d=3(X)mmc二级圆柱齿轮减速器传动比=84(),所以电动机的转速的可选范围为:nd = 4 11卬=(840) X63. 7= (509. 62548. 0) r/min.符合这一范围的同步转速为750 r/min 100() r/min 150() r/min三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000r/min的电动机。根据电动机的类型、容量和转速，由参考文献1142页表14.1,选定电动机型号为Y132S-6,其主要性能如下表所示。电动机型号额定功率/kW同步转速/(r min)满载转速(r min)起动转

6、矩额定转矩最大转矩额定转矩Y132S-6310009602.02.01.3计算传动装置的总传动比并分配传动比1.3.1 总传动比由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速几卬，可得传动装置总传动比为is = Mm/nw = 960/63.7=15.071.3.2 分配传动比iE =i)X i2 式中，1,，2分别为一级、二级齿轮传动比。Xq2X r|i=2.57 X 0.99 X 0.99=2.52kW考虑润滑条件，为使俩大齿轮直径相近。高速级传动比为i = J1.4xk =V1.4x 15.07 =4. 59,则 I； = & /z, =3.28。I轴:Tf = Td X 7, =2.81 X

7、 104 X 0.99=2.78 X 104 N-mm口轴:Tn = T X X 72 X % =2.78 104 X4.59 X 0.99 X 0.97=1.22 X 105 N-mmIII*由：Tm = TIf X i2 X % X 小=L22X 105 X3. 28X0.99X0.97=3.86X 105N mm卷同轴：心= T/ X% X z/j =3.86X 105 X0. 99X0. 99=3. 78X 105 N-mmo整理以上数据，制成表格以备用户随时方便查阅。减速器运动学和动力学参数一览表轴名功率/尸KW转矩/T(N mm)转速/(r-min-1)传动比i效率77电机轴2.8

8、22.81X10496010.99I轴2.792. 78xl049604.590.96II轴2.681.22xl05209.153.280.96IH轴2.573.86X10563.761.000.98卷筒轴2.523.78xlO563.76二、传动零件的计算2.1 选择材料、热处理方式及精度等级考虑到带式运输机为一般机械，且该齿轮传动为闭式传动，故大、小齿轮均选用45钢,采用软齿面，由表6. 2得:小齿轮调质处理,齿面硬度为217255HB肌平均硬度为236I1BW；大齿轮正火处理，齿面硬度为162217IIBW,平均硬度为190HBW。大小齿轮齿面硬度差为46HB心 在3050HBW范围内，

9、选用8级精度。取高速级小齿齿数4=20,高速级大齿轮Z2=iXZ =4. 59X20=91.8, Z2=91齿。取低速级小齿轮3齿数Z3 =19齿,大齿轮4齿数Z4二Z3 X3. 28=62. 89.取Z63。根据所选齿数重新修订减速器运动学和动力学参数。减速器运动学和动力学参数更新后一览表轴名功率/pKW转矩/T(N mm)转速(r-min-1)传动比i效率电机轴2.822. 81xl0496010.99I轴2.792. 78xl049604.550.96II轴2.681.21X105210.983.310.96in轴2.573.85 xlO563.741.000.98卷筒轴2.523.77

10、 xlO563.742. 2确定计算公式由于是闭式软齿面齿轮传动，其主要失效形式是齿面接触疲劳点蚀。故按照齿面接触疲劳强度进行设计，再对齿根弯曲疲劳强度进行校核。2. 3高速级齿轮，初定齿轮传动及齿轮主要尺寸因为是软齿而闭式传动，故按齿而接触疲劳强度设计齿轮传动：（由参考文献1P1（）3页式 6.8）3 I、2KI + 1 /ZZkZZ, /V %6 式中各参数为：1）小齿轮传递的转矩，.=2.78X 104 N.mm。2）设计时，因v值未知，勺不能确定，初取K尸1.6。3）由参考文献川P104表6.6取齿宽系数九二0.9。4）初选螺旋角=15 ,由参考文献图6.15选取区域系数Z =2.43

11、5）由参考文献P103页表6.5查得弹性系数及=189.8/砧。6）齿数比 u=ii=4.55。7）由参考文献1P99页式6.1,端面重合度：1.88-3.2(1 1 17/1乙乙？)cos/?= 1.88-3.2(1 1、20 91Jcosl50 =1.6848由参考文献川P99页式6.2,轴面重合度:% =0.31 屹 Ztan = 0.318x0.9x20xtanl50 =1.5337由参考文献”P104图6.16查得：Z =0.775oz8）由参考文献1图6. 26查得螺旋角系数26=0.989）由参考文献1P116式6.26,许用接触应力。卜=主曳迎，。由参考文献PH5图6.29 (

12、e)、图6.29 (a)得接触疲劳极限应力 为皿=570MPab”iim2=410MPa。小齿轮1与大齿轮2的应力循环次数分别为：NeOn,ai, =60X960X (2X8X250X6) =1. 382X10%11 An2 =* =正= 3.037x1。、4.55=41 AmmKy-动载系数。分度圆上的速度为。二叫760 x 10003.14x32.19x96060x1000=1.617m/5由参考文献1P116图6.30查得寿命系数：ZN|=1.0, ZN2 = 1.11 o由参考文献WPl 16表6.7,取安全系数Sh = L0红色加1L=x570=570 MPaL 77 J IQZhn

13、2bHzm2 =义 40=4551MPaL / j zcJ u故取。/ =。/ 2 = 455.初算小齿轮1的分度圆直径d1,得+1 x f 汉 m、X %2)2,J 12 Kz u3 hr-故由参考文献1P96页图6.7杏得Kv=l. 150K0齿向载荷分布系数。由参考文献UJP96页图6.12,因为小齿轮是非对称布置的，故查得齿向载荷分布系数K夕=1.12。Ka齿间载荷分配系数。由参考文献1P99页表64未经表面硬化的8级精度斜齿轮取g=1.2o1.5456、=40.9 mm2)对d1t进行修正:1.6d,=dk K!=41.4X3)确定模数? 二4 cos 0 40.9 x cos 1520= 1.91 mm 取用 =2mm4)计算传动尺寸中心距：+Z2)% ,(20 + 95. 9i6mm,圆整为 115mm。2 cos/? 2xcosl517螺旋角p = arccosm,z(z,+z2)2x(20 + 91)-入。!- = arccos= 15.156 =15 9 21 。2a2x120其它传动尺寸：d, = 41.44/wmcos, cosl5.1560b2 = 0ddi 0.9 x 41.44 = 37.29mm ,取 38mm。b1 = b2 + (510) mm, 取b=45mm。齿根弯曲疲劳强度校核：Of- jf帅 4K