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设计人 :伍志刚 二 0 0四 年 一 月 目录 一 . 设计任务 二 . 传动方案的分析与拟定 三 . 电动机的选择 四 . 传动比的分配及动力学参数的计算 五 . 传动零件的设计计算 六 . 轴的设计计算 七 . 键的选择和计算 八 . 滚动轴承的选择及计算 九 . 连轴器的选择 十 . 润滑和密封方式的选择，润滑油的牌号的确定 十一 . 箱体及附件的结构设计和选择 十二 . 设计小结 十三 . 参考资料 一 设计任务书 设计题目 ：设计带式运输机传动装置中的双级斜齿圆柱齿轮减速器。 序号 F (N) V (m/s) D ( 生产规模 工作环境 载荷特性 工作年限 3 13000 420 单件 室内 平稳 5年 (单班 ) 二 方案 1. 方案 2. 外传动为带传动 ,高速级和低速级均 高速级 ,低速级 ,外传动均为圆柱轮 . 为圆柱齿轮传动 . 方案的简要对比和选定 : 两种方案的传动效率 ,第一方方案稍高 带轮会发生弹性滑动 ,传动比不够精确 第二方案中外传动使用开式齿轮 ,润滑条件不好 ,容易产生磨损胶合等失效形式 ,齿轮的使用寿命较短 可用方便远距离的传动 而方案二中各个部件的位置相对比较固定 载保护 . 综合评定最终选用方案一进行设计 . 三 计算公式 : 工作机所需要的有效功率为： P=Fv/1000 从电动机到工作级之间传动装置的总效率为 连轴器 1= 滚动轴承 = 闭式圆柱齿轮 = 运输机 =算得要求 : 运输带有效拉力为 : 13000 N 工作机滚筒转速为 : 作机滚筒直径为 : 420 作机所需有效功率为 : 动装置总效率为 : 动机所需功率为 : W 由滚筒所需的有效拉力和转速进行综合考虑 : 电动机的型号为 : 电动机的满载转速为 : 960 r/ 滚筒转速为 : 20.4 r/传动比为 外传动的传动比为 则减速器的传动比为 : = 高低速级的传动比由计算公式 : 得减速器的高速级传动比为 :低速级为 :轴转速为： = = r/ =轴输入功率为 =7 = = 轴输入转矩为 = N =979920 =991136 N 一 (1)设计功率为 2) 根据 ,初步选用 B 型带 (3)小带轮基准直径取 25 125(= (4)验算带速 v v = = = s (5)确定中心距及基准长度 初选中心距 80合 : 2 在要求范围以上，包角合适 (7)确定带的根数 Z 因 25 i=V=1= P= 因 = 95 因 500 Z = = 取 Z=4 (8)确定初拉力 Q =速级圆柱齿轮传动设计结果 1) 要求分析 (1) 使用条件分析 传递功率： 动轮转速： 数比： u=矩 =周速度：估计 v4m/s 属中速、中载、重要性和可靠性一般的齿轮传动 (2) 设计任务 确定一种能满足功能要求和设计约束的较好的设计方案，包括： 一组基本参数： m、 、 d 主要几何尺寸： a、 等 2) 选择齿轮材料、热处理方式及计算许用应力 (1) 选择齿轮材料、热处理方式 按使用条件，可选用软齿面齿轮，也可使用硬齿面齿轮，具体选择方案如下： 小齿轮： 45 ，调质 ，硬度范围 229大齿轮： 45 ， 正火 ，硬度范围 169(2) 确定许用应力 a. 确定极限应力 齿轮齿面硬度为 250 大齿轮齿面硬度为 200 20， 10 60， 80 b. 计算应力 循环次数 N，确定寿命系数 1 =60 601=8 ； ， 。 c. 计算许用应力 _ H l i m _ F l i 3 , 1 . 6 H l i m 1 _ N 11_ H m i 2 0 1 5 3 3 . 8 5S 1 . 3 P a M P a F l i m 2 Z _ N 2H P 2_ F m i 2? 1325S 1 . 6 M P M P a F l i m 2 Z _ N 22_ F m i 0 1 4 6 9 . 2 3S 1 . 3 P a M P a F l i m 2 Y _ S T Y _ N 2F P 2_ F m i 0 C 2 1 2251 . 6 M P a M P 2 N 1 2 . 3 6 9 8 2 8 E + 0 8 5 . 6 7 7u 4 . 1 7 4 3 7N 66117 . 0 9 2 5 3 79 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 2 7 4 . 2 8 5 7 3) 初步确定齿轮的基本参数和类型 (1) 选择齿轮类型 根据齿轮的工作条件，可选用直齿圆柱齿轮传动，也可选用斜齿圆柱齿轮传动，若为直齿圆柱齿轮，可将螺旋角设为 0 (2) 选择齿轮精度等级 按估计的圆周速度，由表 3精度 (3)初选参数 初选： = 15， 22， z1u = 222。 ， ， d=_H = 取 0 = = =4)初步计算齿轮的主要尺寸 由于选用软齿面齿轮的方案，该齿轮应先按接触强度设计，然后校核其弯曲强度根据接触强度的设计公式应先计算小齿轮的分度圆直径 算 需首先确定系数： K、 ， 取 K=_H、 初步计算出齿轮的分度圆直径 主要参数和几何尺寸 = =88.422 4标准模数 4 a= =4/2 圆整后取： a= 240改螺旋角： = = =181141 = 轮圆周速度为： v = m/s = s 与估计值相近。 z 1 + z 2 ) 4 2 2= a r c c o s a r c c o s2 a c o s 1 8 1 1 4 1 n 1 d 1 2 7 4 . 2 8 5 7 9 2 . 6 3 1 5 86 0 0 0 0 6 0 0 0 0 b=d8 5mm b1=5 10)05)验算齿轮的弯曲强度条件。 计算当量齿数： = =得 72， 算弯曲应力 2_S = k 1k 故安全 中间轴和低速轴的校核方法同上 七 . 键联接的选择 位置 轴径 号 键长 宽 触高 速轴 60 A 50 18 7 中间轴 85 A 63 22 9 低速轴 110 A 100 28 10 90 A 110 25 9 高 速轴键的校核 : 转矩 T = 246945 轴径 d = 60 平键型号为： A 平键接触长度 l = 32 平键接触高度 k = 结类型为动联结 许用压强 P = 150 2T 计算压强 P = PP 动联结平键强度校核合格 八 . 滚动轴 承 选择和校核 : 经过分析可得各个轴均须承受一定的轴向力 ,故考虑选择角接触球轴承 . 由各个轴的结构尺寸可查表可以选择 : 高速轴选 7213C, 中间轴选 7218C, 低速轴选 7220C 在此仅以高速轴的滚动轴承为典型进行校核 径向力和轴向力的计算公式为 : : 设计需求 : 轴承工作时间为 14400小时 额定动负荷 53800N 额定动负荷 46000N 轴承负荷系数 度系数 1 轴承 1当量动负荷为 = 承 2当量动负荷为 =公式 : 计算得 : 轴承 1计算寿命为 轴承 2计算寿命为 九 . 联轴器的选择 选用弹性连轴器 : 轴径为 90 公称转矩 :用 动端： 孔， 95 =132动端： 轴孔， 95 =132 . 润滑和密封方式的选择，润滑油的牌号的确定 所有轴承用脂润滑，滚珠轴承脂 轮用油润滑，并采用油池润滑的方式，牌号 样对所有的轴承都要使用铸造挡油盘。轴承盖上均装垫片，透盖上装密封圈 十一 1). 减速器结构 : 减速器由箱体、轴系部件、附件组成，其具体结构尺寸见装配图及零件图。 2) 所有的零件用煤油清 洗 ,箱体内壁涂上两层不被机油浸蚀的涂料 ; 高速级侧隙应不小于 速级侧隙也不应小于 = 45%,长度 60%; 213C,7218C,7220C 的轴向游隙均为 润滑脂润滑 . 允许涂密封胶和水玻璃 验规程进行试验 十二 设计小结 经过几周的课程设计，我终于完成了自己的设计，在整个设计过程中，感觉学到了很多的关于机械设计的知识，这些都是在平时的理论课中不能学到的。还将过去所学的一些机械方面的知识系统化 ,使自己在机械设计方面的应用能力得到了很大的加强 . 除了知识外，也体会到作为设计人员在设计过程中必须严肃，认真，并且要有极好的耐心来对待每一个设计的细节。在设计过程中，我们会碰到好多问题，这些都是平时上理论课中不会碰到，或是碰到了也因为不用而不去深究的问题，但是在设计中，这些就成 了必须解决的问题，如果不问老师或是和同学讨论，把它搞清楚，在设计中就会出错 ,甚至整个方案都必须全部重新开始。比如轴上各段直径的确定，以及各个尺寸的确定 ,以前虽然做过作业，但是毕竟没有放到非常实际的应用环境中去 ,毕竟考虑的还不是很多 但是经过老师的讲解 ,和自己的更加深入的思考之后 ,对很多的知识 ,知其然还知其所以然 . 刚刚开始时真的使感觉是一片空白 在画图的过程中，感觉似乎是每一条线都要有一定的依据 , 尺寸的确定并不是随心所欲不断的会冒出一些细节问 题 ,都必须通过计算查表确定 . 设计实际上还是比较累的，每天在电脑前画图，或是计算。的确需要很大的毅力 通过这次课程设计我或许提前体会到了自己以后的职业生活吧 . 经过这次课程设计感觉到自己还学到了很多的其他的计算机方面的知识 ,经过训练能够非常熟练的使用 天喻 我还学习使用了 通过比较学习我了解了 ,觉得受益匪浅 . 所以这次课程设计 ,我觉得自 己真的收获非常的大 ,打完这行字 ,真的心一下只放了下来 ,看到自己完成的成果 ,真的觉得虽然很累 ,但觉得很欣慰 华中科技大学材料学院材控 0103班 设计人 :伍志刚 2004年 1月 6日 十三 参考资料 机械设计课程设计 唐增宝 何永然 刘安俊 主编 华中科技大学出版社 机械设计基础张卫国 杨家军 主编 华中科技大学出版社
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