机械专业齿轮设计课程设计说明书.docx

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1、机械专业齿轮设计课程设计说明书钱计题目:带式输送机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器机械靠机械设计与制造吉业钺计有；201007029目录一、前言L作用意义32.传动方案规划3二、电机的选择及要紧性能的计算41 .电机的选择42 .传动比的确定53 .传动功率的计算6三、结构设计81 .齿轮的计算82 .轴与轴承的选择计算123 .轴的校核计算144 .键的计算175 .箱体结构设计17四、加工使用说明201 .技术要求202 .使用说明21五、结束语21参考文献22-刖己1. 作用及意义机器通常是由原动机、传动装置与工作装置构成。传动装置是用来传递原动机的运动与动力、变换其运动形式以满足工作装置

2、的需要，是机器的重要构成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量与成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高与使用保护方便。本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案使用了两级传动,第一级传动为二级直齿圆柱齿轮减速器，第二级传动为链传动。齿轮传动的传动效率高，适用的功率与速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计使用的是二级直齿轮传动（说明直齿轮传动的优缺点）。说明减速器的结构特点、材料选择与应用场合。综合运用机械设计基础、机械制造基础的知识与绘图技能，完成传动装置的测绘与分析，通过这一过程全面熟悉

3、一个机械产品所涉及的结构、强度、制造、装配与表达等方面的知识，培养综合分析、实际解决工程问题的能力，2. 传动方案规划原始条件：胶带运输机由电动机通过减速器减速后通过链条传动，连续单向远传输送谷物类散粒物料，工作载荷较平稳，设计寿命10年，运输带速同意误差为5%。原始数据:运输机工作拉力FKN)2400运输带工作转速W(ms)1.5卷筒直径Dlmm240二、电机的选择及要紧性能参数计算1 .电动机的选择电机类型的选择，按已知工作要求与条件选用Y系列通常用途的全封闭自扇鼠笼型三相异步电动机，电压380V电动机的选择滚筒工作所需功率为：“Fv24001.5P=3.6W10001000确定各个部分的

4、传动效率为：链条传动效率7=0.88,滚动轴承效率(一对)%=0.98,闭式齿轮传动效率=0.97,二级减速器传动效率%=0%，带入得=880.9840.972X0.96=0.733所需电动机功率为T4二蒜二WW因载荷平稳，电动机额定功率Ped大于Pd,查电动机技术数据选择电动机的额定功率为5.5kWo确定电动机的转速滚筒轴的工作转速为:60100v=119.4zmin根据书1中表2-1推荐的传动比范围，二级圆柱齿轮减速器为840,链传动比为2,总传动比V=I680,故电动机转速可选范围为n,d=i,anw=(16-80)119.4=1910.89552r/nin符合这一范围的同步转速有300

5、0min,查1中表8-169中Y系列电动机技术数据,选电动机选用3000r/nin电动机，型号为Y132Sl-2o额定功率5.5kW,转速2900in,额定转矩2.0。2 .传动比的确定总传动比为:2900119.4=24.29分配传动比：链传动传动比为2,则减速器的传动比为:= 12.15.24.29I=2取二级圆柱齿轮减速器低速级传动比i?=13；因此高速级传动比1=L3=l2.25/13=3.07低速级传动比12.253.07=3.993 .传动功率计算轴1：6=E/X%=491x0.98=4.8IZWW1=2900r/min9550 4n9550 4.812900= 15.85NM轴2

6、:P2=Pl23=4.81x0.98x0.97=4.57AWn2=nix=2900/3.07=944.6r/nin=46.20NM轴3：P3=P223=4.34%W%=n2i2=944.6/3.99=236.74r/minT3=955“175NM%轴4：P4=P32=3.74Wn4=n3z0=236.74/2=118.37r/minT3=9550-=301.7V4将以上算得的运动与动力参数列表如下:轴、参数电动机轴轴1轴2轴3工作轴4转速n(rmin)29002900944.6236.7118.4功率P(kW)4.914.814.574.433.74转矩T(Nm)15.8546.2175301

7、.7传动比i13.073.992效率0.980.950.970.844三、结构设计1.齿轮的计算（1）由2表10-1选用闭式直齿圆柱齿轮传动，为使结构紧凑,小齿轮选用40Cr（调质），硬度280HBS,大齿轮选用45钢（调质），硬度240HBS,二者材料硬度差40HBS。由2表10-4选择齿轮精度7级。取小齿轮齿数4=24,则大齿轮齿数z2=3.072473.68,z2=74（2）按齿面接触疲劳强度设计，由书2设计公式（10-9a）进行试算：D确定公式内各个计算数值试取K,=1.4,小齿轮转矩E=I.585XlO4Nmm查表10-7,选取齿宽系数d=l查2表10-6,得材料的弹性影响系数Z18

8、9.8MP5查2图10-21d,按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为HmL600Ma，大齿轮的接触疲劳强度极限为柿2=550MPa计算的寿命系数乙（以工作寿命10年，每年工作300天，每天8小时设计）：小齿轮应力循环系数M=60/=602900l103008=4.176109大齿轮应力循环系数N2=M=L36x1（）9由2图10-19查得按接触疲劳疲劳寿命系数K.=0.90，=0.93，取失效概率为1%,安全系数S=I,由2式10-12得5安T=54。MPa4=T1=型产=5U5MPa2）试算齿轮分度圆直径du2.323-(-)2=34.5mm计算圆周速度：V =Ttdu% _ 4 X 3

9、4.5 X 290060100060x1000=5.24 m/s计算齿宽：=l34.5=34.5w三计算齿宽与齿高比模数：ml =dlt _ 34.5Z1 24=1.44b 34.5= 10.65齿高：h=2.25ml=2.251.44-=3.24mtnh3.24计算载荷系数：根据y=5.24ms,查2表10-8,得动载系数Kr=Ll5。查2表103得直齿轮KHa=Kr=l查表10-2得KA=1。查表10-4,7级精度，小齿轮相对支撑非对称布置Kw=I.315。由齿宽与齿高比10.65及Kw=L315,查中图10-13得K,=1.40。因此载荷系数为K=KAKVKHaK如=IXLI5x1x1.

10、315=1.51按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，有公式（IO-IOa）得4=4,.= 34.5 XJ坦=39.58相加V 1.4计算模数：，=S=等”65.（3）按齿根弯曲强度计算Vz匕尸式中各个计算数值查书2图10-2OC得小齿轮弯曲疲劳强度极限b田=500M为；大齿轮的弯曲疲劳强度极限=38OMP4;由书图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFM=O85,KfN2=0.88;计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数S=L4,由2中公式10T2,-l=lFNiFE=303.57MPa,f.2=KFN2旧=238.86MPaSS计算载荷系数：K=KAKyKFaK)=IXI.12x1x1.33

11、=1.49查表取齿形系数：YFal=2.65,YFa2=2.26查表取应力校正系数：YS(I=1.58,ys2=1.74故，小齿轮%=0.01379,大齿轮=0.01646,大齿轮的值大+bJ2l.492.553l()4”故mnJ；X0.01646=1.296mmnV242对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小要紧取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取弯曲疲劳强度算得的模数1.296,并圆整为标准值1.5mm,按接触疲劳强度算得的分度圆直径4=39.58mm算出小齿轮齿数：439

12、.58ZI=-L=26,m1.5大齿轮齿数:z2=z1Z1=263.07=81(4)几何尺寸计算4=z1w1=261.5=39nnd2-z2tn=811.5=121.5run4+刈39+121.5Sa=-=80卯7722齿宽：b-j1=139=39w因此取小齿轮齿宽：B1=49tn大齿轮齿宽：星=44/m齿轮3与齿轮4的确定：同理，通过计算，取齿轮3的齿数为Z3=27,齿轮4的齿数为%=107,模数为m2=2计算几何尺寸：4=z3m2=272=54mmd4=Z4W2=1072=214Z机3二必牝=134机机齿宽：b=jJ3=154=54?加因此取小齿轮齿宽：B3=62wn,大齿轮齿宽：B4=5

13、1run仑参数第一对齿轮第二对齿轮齿轮1齿轮2齿轮3齿轮4齿数Z268127107模数m(mm)1.51.522分度圆直径39121.554214d(mm)齿宽b(mm)49446257传动比i3.073.99中心距a(mm)801342.轴与轴承的选择与计算输出轴即轴3的设计计算(1)初步确定轴的最小直径:已知6=4.34kw=236.74rmin,Tx=175Nm选用材料为45钢，经调质处理，根据查2表15-3,取Ao=I25,查2表15-1得对称循环弯曲许用应力jJ=59M,按扭转强度计算,初步计算轴径4nm)J-=125x=32.96mmmnV236.74考虑键槽的影响，增大3%,则Jmin=32.96(1+0.03)=33.95三轴最小直径输出直径为安装联轴器处，联轴器的孔径有标准系列，故轴最小直径处须与联轴器的孔径想习惯，因此，取轴的最小直径为&=35,即确定轴各段的直径与长度4:&=35/W?1.i:根据联轴器的长度，取L=80沏Z4:半联轴器需要定位，故需设计一定位轴肩，轴肩高度=(0.070.1)4=(0.070.1)X35=20453.5,因此取h=3.5mm则d2=35+7=42nn1.2：根据外伸长度确定为6