单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计综述

机械零件课程设计说明书设计题目单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计学院能源与动力学院专业热能与动力工程 - 动力机械班级动力机械 x 班学号 091102xxxx设计人： xxx指导教师： xxx完成日期： 2011 年 7 月 13 日1目录一、设计任务书 -3二、电动机的选择 -4三、计算传动装置的运动和动力参数-4四、三角带传动设计 -6五、齿轮的设计计算 -7六、轴的设计计算 -9七、滚动轴承的选择及计算-12八、键联接的选择及校核计算-13九、联轴器的选择 -14十、润滑与密封 -14十一、 设计小结 -15十二、 参考资料目录 -162一、设计任务书用于带式运输机的单级斜齿圆柱齿轮减速器。传动装置简图如下图所示 :工作条件及要求：单班制工作，空载启动，单向、连续运转，工作中有轻微振动。运输带速度允许速度误差为 5%。工作期限为十年，检修期间隔为三年。小批量生产。F=2850NV=1.5m/sD=400mm3二、电动机的选择1、电动机类型的选择：系列全封闭自扇冷鼠笼型三箱异步电机2、电动机功率的选择：(1)电动机工作所需的有效功率为：Pw=FwVw/1000=2850*1.5/1000=4.275Kw(2) 传动机装置的总功率 :245 =0.96x0.98x0.98x0.98x0.99x0.96=0123.876P=4.88Kw(3 ) 电机所需的工作功率 :P=Pw/ 总=4.88Kw查表得： Ped=5.5Kw选电动机型号： Y132M2-6则 n 满=960r/min三、运动参数及动力参数计算1、计算总传动比及分配各级的传动比工作机的转速n=60x1000v/（ D）=60x1000x1.5/(3.14x400)=71.62r/mini 总=n 满/n=960/71.62=14.40查表取 i 带=3 则 i 齿=14.40/3=4.804设计计算及说明2、计算各轴转速n0=n 满=960r/minn=n/i 带 =960/3=320 r/minn=n/i 齿=320/4.80=66.67 r/minnw=n=66.67r/min3、计算各轴的功率( KW)Po =P =4.88kwP=Px0.96=4.68kwP=Px0.995 x 0.97 = 4.52 kwPw=4.52 x 0.995 x 0.98 = 4.41 KW4、计算各轴扭矩( N ? m)I 轴T1 = 9550PI/nI = 9550 x 4.68 / 320 = 139.67 NmII 轴TII = 9550PII/nII = 9550 x 4.52 /66.67 = 647.46 Nm工作轴 Tw = 9550Pw/nw = 9550 x 4.41 / 66.67 = 631.70 Nm电动机轴输出转矩T0 = 9550P0/nm = 9550 x 4.88 / 960 = 48.55 Nm轴名电动机轴轴轴工作轴参数转速（ r/min ）96032066.6766.67功率（ kw ）4.884.684.524.41转矩 T （ N ? m）48.55139.67647.46637.70传动比 i3.004.801.00效率0.960.9660.9765设计计算及说明结果四、三角带传动设计( 1) 选择普通V 带选用 A 型普通Pc=KaP=1.1x5.5=6.05kwV 带由图可选用 A 型普通 V 带取主动轮基准直径dd1=100mm，从动轮基准直径dd2=3x100=300mmdd1=100mm(2) 确定带轮基准直径，并验算带速V：dd2=300mmV= dd1n1/60x1000=x100x960/60x1000=5.03m/s在 525 m/s 范围内，带速合适。V=5.03m/s(3) 确定带长和中心矩0.7（dd1+dd2） a02（dd1+dd2）可得 280a0800初步确定a0=500mm由 L0=2a0+x（dd1+dd2）/2+(dd2-dd1)2/4a0 得Ld=1600mmL0=1648.3mm确定基准长度 Ld=1600mm计算实际中心距aa0+(Ld-L0)/2=476mm可调范围452a0524a=476mm6( 4 ) 验算小带轮包角= 1 80- ( dd2-dd1) /a x57 .3=156=156 120（适用）(5) 确定带的根数由 n0=960r/min dd1=100mm i=3查表 P0=0.96kwP0=0.11kw查表 k=0.935Kl=0.99Z=7由 Z=Pca/p=1.1x5.5/(0.96+0.11)x0.935x0.99=6.11 取 Z=7(6) 计算张紧力 F0F0=146.33N查表得 q=0.10kg/m,则：F0=500x1.1x5.5/(7x5.03)x(2.5/0.935-1)+0.10x5.032=146.33N则作用在轴承的压轴力Fq：Fq=2x7x146.33xsin(156/2)=2003.85 NFq=2003.85 N五、齿轮传动的设计计算(l) 选择齿轮材料及精度等级7小齿轮：选用 20CrMnTi ，渗碳淬火；齿面硬度为 5662HRC。大齿轮：选用20Cr，渗碳淬火；齿面硬度5662HRC。（2）按齿轮弯曲强度设计取载荷系数 k=1.1，齿轮系数 d=1小齿轮上的转矩： T1=9.55x1000000xp/n=1.4 x 105 N ? m初选螺旋角 =15，取 Z1=20，则Z1=20Z2=4.80x2096Z2=96实际传动比 i=Z2/Z1=96/20=4.80i=4.80齿形系数 Zv1=Z1/cos3=22.19Zv2=Z2/cos3=106.52查表得Yf1=2.72Ys1=1.57Yf2=2.18Ys2=1.80因 Yf1 Ys1/ F1 Yf2Ys2/ F2, 故对小齿轮进行弯曲强度计算Mn1.866mm由表取 Mn=2mmMn=2mm8中心距 a=Mn(Z1+Z2)/2cos=120.09mma=120mm取 a=120mm确定螺旋角 =arcosMn(Z1+Z2)/2a=14.835d1=41.38mm齿轮分度圆直径d1=MnZ1/cos=41.38mmd2=198.62mmd2= MnZ2/cos=198.62mm模数 m=d1/Z1=2.069b1=50mm齿宽 b=dxd1=1x41.38=41.38mmb2=45mmb2=45mmb1=50mmv=0.693m/s验算齿面接触强度H =1025.3 Mpa H齿轮圆周速度： v=d1n1/(60x1000)=0.693m/s用 8 级精度六、轴的设计计算l 、选择轴的材料选用 45 钢，调质处理；硬度217-255 HBW2、估算轴径(1)轴直径由算得参数可知：P1=4.68kw;n1=320r/min则由 dmin=C（P/n 的三次方根）可算轴最小直径：dmin=22.90mmdminx（1+5%）=24.045mm9则取轴 dmin=25mm。轴为阶梯轴，经实验计算设计各阶梯轴直径如轴下： dmin=25mm；dmin=25mmd1=30mm;d1=30mm;d2=35mm。经过验证，此阶梯轴设计可行。（2）轴直径由算得参数可知：P2=4.52kw;n2=66.67r/mind2=35mm则由 dmin=C（P/n 的三次方根）可算轴最小直径：dmin=42.85mmdmin x （1+5%）=44.99则取轴 dmin=45mm。轴为阶梯轴，经实验计算设计各阶梯轴直径如轴：下： dmin=45mm；d1=50mm;dmin=45mmd2=55mm; d3=60mm。d1=50mm;经过验证，此阶梯轴设计可行。d2=55mm;d3=60mm。103、轴各段长度确定（1）轴长度确定轴三段长度轴最小直径段连接皮带， 根据普通 V 带轮的结构分别为（从最及尺寸公式，长度 B=(z-1)e+2f.小直径段开皮带的选择为 A 型普通带，查表35 可知，始）：其中 e=15mm,f=10mm,而 z=4，可算的 B=65mm.B=65mm.接下来两段可根据轴承等确定为：L 1=L2=33mm。L1=L 2=33mm。（2）轴各段长度：轴各段长度在二号图纸中已经标明， 其各段长度如下：轴各段长L1=65mm;度：L2=36mm;L1=65mm;L3=36mm;L5=8mm;L4=36mm;L6=31mm;L5=8mm;L3=36mm;L6=31mm;L4=36mm;L2=36mm;114、轴的结构设计轴上零件的定位，固定和装配。单级减速器可将齿轮安拥在箱体中央， 相对两轴承对称分布，主动轴采用齿轮轴七、滚动轴承的设计与计算1、选择轴承由于轴承要承受径向和轴向的载荷， 故选择角接触球轴承。2、轴承参数确定小齿轮轴的轴承内径dl =35mm大齿轮轴的轴承内径d2=55mm（1）查表 8-158小齿轮轴上的轴承选择型号为7007 AC大齿轮轴上的轴承选择型号为7011AC（2）7007A C 型号的轴承的主要参数 .d =35mm D = 62 mm B = 14 mm（3）7011AC 型号轴承的主要参数 :12d = 55mmD =90mmB =18mm通过验证，轴承选择合格。八、键联接的选择及校核计算1、轴外伸端d=25mm，考虑到键在轴中部位安装，故选键 8x20GB/T1095-2003,b=8mm.L=20mm;h=7mm;t=4.0mm;h-t=3mm;选择 45 钢，许用挤压应力 p=2T/dkl p=100Mpa则强度足够，合格2、轴外伸端d=45mm，考虑到键在轴中部位安装，故选键 12x53GB/T1095-2003,b=14mm.L=50mm;h=9mm;t=5.5mm; h-t=3.5mm;选择 45 钢，许用挤压应力 p=2T/dkl p=100Mpa则强度足够，合格3、从动轴与齿轮联接处d=60mm 考虑到键在轴中部位安装，故选键18x35GB/T1095-2003,b=18mm13选择 45 钢，许用挤压应力 p=2T/dkl p=100Mpa则强度足够，合格九、联轴器的选择由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑装卸方便及经济问题，选用弹性套柱销联轴器LT7 型 GB1T4353- 1 984 公称尺寸转矩 Tn =500N.m, TcTn,采用 L 推荐 =65mm。十、润滑与密封1、滚动轴承的润滑， V=1.43m/s1.5m/s,采用润滑脂润滑。2、齿轮的润滑采用浸油润滑，侵入油的零件顶部到箱体内底部的距离为H=45mm.3 、润滑油的选择查表得，齿轮选用全损耗系统用润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用 L-AN32润滑油 . 输承选用ZL-1 号通用锂基润滑脂3、密封方法(1 )箱体与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法14( 2 ) 观察孔和油孔处接合面的密封在观察孔或螺塞与机体之间加石相橡胶纸，垫片行密封。十一、设计小结15十二、参考文献机械设计课程设计 （第四版）陈秀宁施高义编著机械设计基础王新华主编机械制图第二版裘文言瞿元赏主编16