机械设计课程设计报告.docx

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1、机械设计课程设计报告设计题目：设计带式运输机传动装置中的双级圆柱齿轮减速器设计数据及条件输送带有效拉力尸=13000牛；输送带工作速度V=0.45米/秒；输送带滚筒直径。=420毫米；传动比同意误差=(2%4%)；生产规模：单件；工作环境：清洁；载荷特性：稍有冲击；工作期限：5年2班制其他条件：无。总体方案设计传动系统的方案拟定带式输送机传动系方案如下图1所示。图1带式输送机由电动机驱动。电动机1通过连轴器2将动力传入减速器3,再经连轴器4及开式齿轮5将动力传至输送机滚筒6,带动输送带7工作。传动系统中使用两级展开式圆柱齿轮减速器，其结构简单，但齿轮相对轴承位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，

2、高速级与低速级都使用斜齿圆柱齿轮传动。二.电动机的选择(1)电动机的功率由已知条件能够计算出工作机所需的有效功率设：%输送机滚筒轴至输送带间的传动效率1连轴器效率I=O.991闭式圆柱齿轮传动效率1=0.97g开式齿轮传动效率g=0.95%一对滚动轴承的效率”=099n.输送机滚筒效率=0.96估算传动系统总效率9=%办2%3%445%3式中%=Q=09912=bg=0.99X0.97=0.960323=b,=0.99X0.97=0.9603r34=r1b1c=0990.99=0.980145=bg=0.990.95=0.94055w=bcy=0.99X0.96=0.9504总效率=0.799

3、8工作机所需电动机效率Pr-Pw-5.8580.7998=7.32kw(2)电动机转速的选择输送机滚筒轴的工作转速考虑到整个传动系统为三级减速，总传动比可适当取大一些，选同步转速,=150()r油的电动机为宜。(3)电动机型号的选择根据工作条件：工作环境清洁、两班制连续工作，工作机所需功率p,=7.32hv及电动机的同步转速t.=150()厂/7油等，选用Y系列三相异步电动机，卧式封闭结构,型号为Y132M4,其要紧性能数据如下：电动机的额定功率Pm=75kw电动机满载转速凡1=144()min电动机轴伸直径D=38mm电动机轴伸长度E=60mm三.传动比的分配带式输送机传动系统的总传动比n1

4、440z=-=-=70.24nw20.5由传动系统方案知几=1;=1按书1表3查取开式圆柱齿轮传动的传动比心=4由计算可得两级圆柱齿轮减速器的总传动比.i70.24忆=%=T-=1.z1=1756o内4小114为便于两级圆柱齿轮减速器使用浸油润滑，当两对齿轮的配对材料相同、齿面硬度8S350齿宽系数相等时，考虑齿面接触强度接近相等的条件，取高速级传动Z12=7=1.317.56=4.778低速级传动比生=22=3.67523124.778传动系统各传动比分别为:Z01=112=4.778,Z23=3.675/4=j=4四.传动系统的运动与动力参数计算传动系统各轴的转速、功率与转矩计算如下:0轴

5、（电动机轴）no=n=144Orminp0=pr=7.32kw71=9550=9550-=48.55Nmn014401轴（减速器高速轴）%14401.n1=*=1440/Vmin1PI=PoT1O1=7.32x0.99=7.2468公VJT1=7;Z0101=48.5510.99=48.0645Nm2轴（减速器中间轴）%14404.778=3O1.38r/minp1=p112=7.24680.9603=6.9559brT2=i1212=48.06454.7780.9603=220.54Nm3轴（减速器低速轴）小301.38oon,fZ233.675p3=p223=6.95590.9603=6.

6、679Skw7；=23=220.543.6750.9603=6.6798br4轴（开式圆柱齿轮传动高速轴）H4=82=82.01rmin1p4=p334=6.67980.9801=6.547kwT4=74%4=6.679810.9801=762.82hv5轴（开式圆柱齿轮传动低速轴）区=82m=20.5minh4Pa=p334=6.547X0.9405=6.157wT5=T4i45x45=762.8240.9405=2869.73五.开式齿轮传动的设计计算(1)选择齿轮材料、热处理方式大小齿轮材料均选用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度5862HRC(2)确定许用应力确定极限应力11vm与ri

7、m按齿面硬度查书2图3-6得，为s=15(X)MPa,p2=(20%)m2%2=o.8X驯三2迎MPa=480MPa(3)分析失效形式、确定设计准则由于设计的是硬齿面开式齿轮传动，其要紧失效是齿面磨损与轮齿折断，按齿根弯曲疲劳强度准则设计,再将求出的模数加大10%15%后取标准值。(4)初步确定齿轮的基本参数与要紧尺寸小齿轮的名义转矩Z=76282ON相选择齿轮类型初步估计齿轮圆周速度u3ms根据齿轮传动的工作条件，选用斜齿圆柱齿轮传动选择齿轮传动的的精度等级由书2表3-3初选8级精度初选：=10,z1=25,z2=z1=254=100,2,=Z2=,由书2的表3-6取if/d（）.5O初步计

8、算齿轮的要紧尺寸由书2式（3T6）设计计算外时，需要先确定系数,14,y%,1因其是用电动机驱动，稍有冲击，齿轮速度不高，非对称布置，取K=1.4,%=0.75,%=0.88因当量齿数ZZcos33=26由书（2J图318与3-19查得%=2.65,Q=1.59;心=2.23,%=1.79因Wk=0.00878%?5=0.00832FP1FP2取小齿轮参数代入设计式2gcos2*%Z：GFP1hA762820cos2100.750.882.651.59=zXV0.5252480=3Anvn将现加大10%15%后取标准模数=4mm则中心距74a=-2(Z1+ZJ=(25+100)=253.86m

9、m2cos122cos10圆整后取。=254调整螺旋角wz1(Z1+Z2)4(25+100)orP=arccos!J=arccos=1010542a2254计算分度圆直径：d.=,11-=42Smm=i1.6wncosCOS1(HO54d2风cos/74x100COS1O1O54mm=406.4mm计算齿轮圆周速度:ndx6000082.01xx76.460000m/s=0.32ms满足初估齿轮圆周速度y3ms计算齿宽:大齿轮h2=h=ddx=0.5101.6wn=50.8Fwn,圆整后取优=5Imm；小齿轮仇=包+(510)=(51+7)mm=58六.减速器传动零件(齿轮)的设计计算高速级斜

10、齿圆柱齿轮传动的设计计算(1)选择齿轮材料、热处理方式小齿轮(齿轮1右旋)：45钢，调质处理，硬度为217255HBS；大齿轮(齿轮2左旋)：45钢，正火处理，硬度为169217HBS。取小齿轮齿面硬度为230HBS,大齿轮为200HBSo(2)确定许用应力确定极限应力wiin与riim按齿面硬度查书2的图3-6得，w1im1=58()MP,iin2=55()M；查参考资料的图3-7得，crrim1=220M,nim2=2U)MPao计算应力循环次数N、确定寿命系数Z,、YnNI=60anzr=6011440(530016)=20.74108浦N120.74108Z1Ozin8N1=4.341

11、024.778查书2J的图3-8得，ZM=ZN2=1;查书2的图3-9得，Yni=Yn2=计算许用应力由书2j的表3-2取Snin=1，SGm=1*从而。山区?=%SIMPa=550MPaSe1取=2,则%m2=210x2x1MPa=300MPaSFtnin1.4(2)分析失效形式、确定设计准则由于设计的是软齿面闭式齿轮传动，其要紧失效是齿面疲劳点蚀，若模数过小，也可能发生轮齿疲劳折断。因此，该齿轮传动应按齿面接触疲劳强度强度进行设计、确定主参数，然后再校核轮齿的弯曲疲劳强度。(3)初步确定齿轮的基本参数与要紧尺寸小齿轮的名义转矩(=48065N加？选择齿轮传动的精度等级初估齿轮圆周速度y4m

12、s按估计的圆周速度，由书2J的表3-3初步选用8级精度。初选参数初选：=12izi=21,z2=z112=21x4.778=100,Z1=2=0,由书2的表3-6取j=Io初步计算齿轮的要紧尺寸因电动机驱动，载荷稍有冲击，非对称布置，轴的钢性较小，取K=I.4。由书2的图3-15查得Z=2.45;查书2的表3-5得=189.8两；取ZC=O.8；Z=JCOS用=JCOSI2=0.989；11p=OHP1=550MPa,从而4J(Z-ZfZ幺2,VHPdhI2.45189.80.80.989x221.4480654.778+1=J()V55014.778=41.760mzd.cos41.760cos121_mn=-=nm=1.9457mz121按书2的表3-7,取标准模数网,=2,则中心距4=(z1+z2)=(21+100y)mm=123.1mm2cos/?2cos12圆整后取：%=25mtn调整螺旋角：nw(z1z2)2x(21+100)“叼/=arccos!-=arccos=1432222125计算分度圆直径：.mnz1221cma.=-2-j-=；mm=43.39机机cos/7COSI4322计算齿轮圆周速度:满足初估齿轮圆周速度v4ms计算齿宽:大齿轮b2=b=d=1