(整理)变速箱课程设计说明书—天基工作室

Zhejiang Ocean University机械课程设计说明书带式运输机传动装置设计班级：学号：姓名：天基工作室指导老师目录一、设计任务 (3)二、传动方案的分析和拟定 (3)三、电动机的选择 (4)四、传动零件的设计计算 (5)五、减速器箱体设计 (9)六、轴的结构设计 (11)七、轴承的校核 (17)八、键的校核 (19)九、轴承的润滑及密封 (21)十、小结 (21)第一节设计任务运输机工作原理：电动机的传动力通过减速器带动滚筒转动。

其执行机构如下：原始数据：1）运输带工作拉力F=6KN；2）运输带工作速度V=1.3m/s；3）滚筒直径D=400mm；4）滚动效率 =0.95；5）工作情况：两班制，连续单向转动，载荷较平稳；6）工作环境：室内，灰尘较大，环境最高温度35°C；7）使用折旧期8年，4年大修一次；8）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。

第二节传动方案的分析和拟定方案一：传动方案简图如下：圆柱--齿轮该方案优点：传动效率高，结构紧凑，传动比较平稳，适合单向连续传动，对工作的环境适应性强。

缺点：制造及安装精度要求高，价格较贵。

方案二：传动方案简图如下：蜗杠-齿轮第三节 电动机的选择（1） 电动机的功率P00p =wap η=7.89.290.84w waF v kw kw η== 312345a ηηηηηη==0.84其中1η=0.98 2η=0.99 3η=0.98 4η=0.95 5η=0.95分别为二级减速器，滚筒，弹性联轴器，刚性联轴器，圆锥滚子轴承的传动效率。

以上数据均有[1]表1-15查得。

(2) 电动机的选择根据0p 及其工作环境，查[1]表F1-2：选用2616JO --型号电动机，主要参数如下：型号为“封闭”型。

适于灰尘多等恶劣环境下工作。

（3）联轴器的选择电动机到减速箱之间的联轴器，由于转速较快选用弹性联轴器。

caAT T K ==1.8KN/1.5=1200KN 查[1]得选用弹性柱销联轴器，型号为4HL 。

主要参数：公称扭矩，n T =1250， 许用转速为2800r/min ，转动惯量为3.4Kg/2m ，质量m=22Kg减速箱到滚筒之间的联轴器，由于此处转速不大，故选用凸缘联轴器，型号为6YL 。

主要参数：公称扭矩n T =100Nm ，许用转速r/min 。

（4）齿轮传动比确定 m a xa wn i n ==970/62.1=15.62 根据经验对于圆锥---圆柱齿轮，可取圆锥齿轮传动比1i =0.252i ，并尽量使13i ≤，最大允许到4，以使圆锥齿轮直径较小，10.250.2515.624i i ≈=⨯≈ 2115.62 3.91 3.984i i i =÷=÷=≈ （5）传动装置的运动和动力参数的计算1） 各轴输入功率1p =001p η⨯=9.290.989.10KW ⨯=，2p =112p η⨯=9.10*0.99*0.98=8.83KW3p =223p η⨯=8.83*0.99*0.98=8.57KW2） 各轴转速1n =n 满=970 r/min 2n =11n i =970/3.91=248r/min 3n =22ni =248/3.99=62r/min 3） 各轴输入转矩电动机输出转矩：d T =9550dp n 满=9550*9.29/970=91.46Nm 轴1：1T =d T 001i η⨯⨯=91.46*1*0.98=89.63Nm轴2：2T ===d T 112i η⨯⨯=89.63*4*0.98*0.99=347.84 Nm 轴3：3T ==347.84*4*0.99*0.98=1349.9Nm上面各式中2η，3η分别为弹性联轴器，圆锥滚子轴承的传动效率12η为轴1与轴2间齿轮传动效率，23η为轴2与轴3的间齿轮传动效率第四节 传动零件的设计计算1 圆锥齿轮传动设计1）运输机为一般工作，速度不高，选用7级精度2）材料选择：由表10---1选择用小齿轮材料为40Gr （调质）硬度为280HBS ，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS .3）选择小齿轮齿数为124z = 2142496z i z =⨯=⨯= 取13R φ= 14u i == 4）确定齿轮许用应力因为工作为2班制，连续单向运转，所以8116060********* 2.7910N n jLh ==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯8712 2.79106.98104N N u⨯===⨯查图10—18 10—19 可得 10.96KHN = 10.88K F N = 20.95KHN = 20.93K F N =查图10—21 d 得lim1675H σ= l i m 1600F σ= l i m 2560H σ= l i m 2640F σ= 取失效率为1%，安全系数1H σ=，弯曲疲劳安全系数 1.4F S = 所以 lim 6750.966481H H H KHN MPa σδσ⋅⨯⎡⎤===⎣⎦[]lim 6400.934251.4F F FKFNMPa S σσ⋅⨯===小齿轮所需传递转矩 3349.299550109550109.1510970P T Nmm n =⨯=⨯⨯=⨯电满载 由表10—2 查得1A K = V K 按图10—8 1.15V K = 取1K α= 1.10K β= 1.5 1.5 1.10 1.F H H b eK K K βββ===⨯= 1 1.151 1.65 1.A V K K K K K αβ==⨯⨯⨯= 由表10—6 查得 189.8Z ε=5） 计算小齿轮直径及齿数模数：20α= 直齿圆锥齿轮 2.5H Z =1 2.9277.4d ≥=mm1171.44 3.2324d m Z === 取整 m=3 所以171.44253Z == 2254100Z =⨯= 6） 齿轮弯曲强度校验a) 齿形系数Fa Y 齿轮节锥角'111arctan arctan 14044i δ==='21907504δδ=-=当量齿数：11'22424.725cos cos1404V Z Z δ===≈22'296395cos cos 7556V Z Z δ=== 由表10—5 查得 1 2.62Fa Y = 2 1.97Fa Y =b) 应力修正系数 由表10—5 查得 1 1.5sa Y = 2 2.06sa Y = c) 齿根弯曲强度效验[]1181.061F F σσ==<[]2F F σσ=<d) 圆锥齿轮主要尺寸 1132575d mZ mm ==⨯= 221003300d mZ mm ==⨯=155R mm ===115551.673R b R mm φ==⨯= 经过计算，既满足齿面接触疲劳强度，又做到结构紧凑。

2圆柱齿轮传动设计1)选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数a) 由图的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动 b) 运输机一般选用7级精度c) 材料选择和锥齿一样，小齿轮材料为40Cr （调质）硬度为280HBS ，大齿轮材料为45钢，硬度为240HBS d) 选小齿轮齿数 325Z = 432398.75Z uZ i Z ===2）齿面接触强度设计 a) 试选载荷系数 1.3t K =b) 小齿轮传递的转矩 5352128.8395.51095.510 3.410248PT N mm n =⨯=⨯⨯=⨯⋅ c) 由表10—7 选取 1d φ= d) 由表10—6 查得 189.9Z ε=e) 由图10—21 d 查得 lim3675H σ= l i m 4600H σ=f) 732 6.9810N N ==⨯ 73421.7510N N u ==⨯ g) 由图10—19 查得 30.95K H N = 4 1.2KHN = h)计算接触疲劳许用应力取失效率为1%S=1[]1lim116750.95641.25H H KHN Sσσ==⨯=[]2lim22672H H KHN Sσσ==即182.3t d ≥==计算圆周速度 1282.32481.07601000601000t d n m V sππ⨯⨯===⨯⨯计算齿宽b 182.3t b d d mm φ=⋅= 133.29tt dm m m Z == 2.257.4t h m m m ==所以 11.12bh=计算载荷系数：根据 V 7级精度 又图10—8 查得 1.07V K = 直齿轮，假设100tAF NK bm < 由表查得 1.2H F K K αα== 由表10—2 查得使用系数1A K = 由表10—4 查得7级精度小齿轮相对支承非对称布置时231.120.18(10.61)0.2310 1.427H K b β-=++⨯+⨯= 由11.12b h= 1.427H K β=查10—13图得1.35F K β=所以11.071AV HHK K K K K αβ==⨯⨯⨯=按实验的载荷系数校正所算得的分度圆直径1192.23d d ===计算模数m 1392.233.6925d m Z ===3）按齿根弯曲强度设计m ≥ a) 确定公式内的各计算值b) 由图10—20 c 查得小齿轮的弯曲强度疲劳极限1520FE Mpa σ= 大齿轮的弯曲疲劳极限 2375FE Mpa σ=c) 由图10—8 查得弯曲疲劳寿命系数10.88FN K = 20.9FN K =d)计算许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4[]1115200.88326.851.4FN FE F K K Mpa S σ⋅⨯===[]2223800.9244.281.4FN FE F K Mpa S σσ⋅⨯===e) 计算K 1 1.07 1.2 1.35 1.73A V F F K K K K K αβ==⨯⨯⨯=f ) 查取齿型系数 由表10—5 查得 1 2.62a Y = 2 2.18Fa Y = g) 查取应力校正系数 由表10—5 查得 1 1.59sa Y = 2 1.79sa Y =h) 计算大小齿轮的[]Fa saF Y Y σ⋅ 并加以比较[]1132.62 1.590.01274326.85Fa sa F Y Y σ⋅⨯==[]2242.18 1.790.01597244.2Fa sa F Y Y σ⋅⨯==3.12m ≥= 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m 大于齿根计算的模数，由于m 的大小取决于弯曲强度所决定承载能力可取m=3192.23d = 1130d Z m== 21122Z uZ == 1130390d Z m ==⨯= 22366d Z m == 129036628822d d a ++===119090b dd φ==⨯= 验算：53122 3.1410 6.981090t F N d π⨯⨯===⨯31 6.981077.610090A t K F N N mm mm b ⨯⨯==<合适第五节 减速器箱体设计本方案采用圆锥齿—圆柱齿轮传动，故中心距a 取圆柱齿轮传动中心距， a=228mm 。