机械设计课程设计-用于螺旋输送机的一级圆柱齿轮减速器解答

齐齐哈尔大学普通高等教育

机械设计课程设计

题目题号：一级圆柱齿轮减速器

学院: 机电工程学院

专业班级：机械112班

学生姓名：尹海亮

指导教师：蔡有杰

成绩:

2013 年12 月16 日

齐齐哈尔大学

机械设计制造及其自动化专业

机械设计课程设计任务书

学生姓名：尹海亮班级：机械112学号：2011111042

一设计题目：设计一用于一级圆柱齿轮减速器

给定数据及要求

已知条件：运输机工作轴扭矩T=820N.m，运输机工作轴转速n=130r/min。（允许运输带速度误差为

± 5%）;使用年限10年，工作为二班工作制，载荷平稳，环境清洁。小批量生产。

二应完成的工作

1.减速器装配图1张（A0图纸）；

2.零件工作图1 —2张；

3.设计说明书1份。

指导教师：蔡有杰

发题日期2013年12月10日

完成日期2013年12月16日

机械设计课程设计成绩评阅表

注：1、评价等级分为A、B、C、D四级，低于A高于C为B,低于C为D。

2、每项得分=分值X等级系数（等级系数：A为1.0, B为0.8, C为0.6 , D为0.4）

3、总体评价栏填写“优”、“良”、“中”、“及格”、“不及格”之一。

摘要

一级圆柱齿轮减速器在所有减速器中应用最广。它传递功率的范围可从很小

40000kV,圆周速度也可从很低至60m/s —70吋s,甚至高达150m/s。传动功率很大的减速器最好采用双驱动式或中心驱动式。这两种布置方式可由两对齿轮副分担载荷，有利于改善受力状况和降低传动尺寸。设计双驱动式或中心驱动式齿轮传动时，应设法采取自动平衡装置使各对齿轮副的载荷能得到均匀分配，例如采用滑动轴承和弹性支承

关键词：圆柱齿轮圆周速度传动系统双驱动

目录

、机械设计课程设计任务书二、传动方案拟定

三、电动机的选择

四、计算总传动比及分配各级的传动比

五、运动参数及动力参数计算

六、传动零件的设计计算

七、轴的设计计算

八、滚动轴承的选择及校核计算

九、键联接的选择及计算

十、联轴器的选择十一、润滑方法和密封形式，润滑油牌号的选择十二、设计小结

1、计算各轴转速

nI=n 电机=1460 r/min

nII= n 川=nl/i 圆柱齿=1460/5=292 r/min

n W =n 川/i 圆柱齿=292/2.24=130 r/min

2、计算各轴的功率

PI=P 电机x n 联轴器=11 X 0.99=10.89 KW

PII=PI x n 轴承x n 圆柱齿=10.89 x 0.98 x 0.97=10.35 KW

PIII=PII x n 轴承x n 联轴器=10.35x 0.98X 0.99=10.04 KW

P W =P mx n 轴承x n 圆锥齿=10.04x 0.98x 0.93=9.15 KW

3、计算各轴扭矩（N • mm）

TI=9.55 x 106PI/n 1=9.55 x 106 x 10.89/1460=71233 N • mm

TII=9.55 x 106PII/n 11=9.55 x 106x 10.35/292= 338502 N • mm

TIII=9.55 x 106PIII/nIII=9.55 x 106x 10.04/292= 328363 N • mm

六、传动零件的设计计算

1、圆柱齿轮传动的设计计算

（1）选择齿轮材料及精度等级

齿轮米用软齿面，小齿轮选用40MnB调质，齿面硬度为241~286HBS。大齿

轮选用40Cr钢调质，齿面硬度217~286HBS。选8级精度，齿面精糙度Ra w 1.6~3.2 m （2）按齿面接触疲劳强度设计

恥3皆也（鴛）2

由公式' d U [ H]

确定参数如下：

传动比i圆柱齿=5

取小齿轮齿数Z仁22。则大齿轮齿数：Z2=i圆柱齿Z仁5 x 22=110 实际传动比i0=110/22=5

传动比误差：i圆柱齿-i0/i圆柱齿=5-5/5=0%<2.5% （可用）

齿数比：u=i0=5

取 $ d=1.2

取k=1.2

ZE=189.8

ZH=2.5

接触疲劳极限查表有 d Hlim仁720 Mpa

取安全系数SH=1.0，由[d H]= d Hlim/SH 得：

[d H]1= d Hlim1/SH=720/1.0=720Mpa

[d H]2= d Hlim2/SH=700/1.0=700Mpa

故得：nI =1460r/mi n nII= n 川=292r/min n W

=130 r/min

PI=10.89KW

PII=10.35KW

PIII=10.04KW P W

=9.15KW

TI=71233N • mm TII=338502N • mm TIII=328363N • mm

i圆柱齿=5

Z仁22

Z2=110 u=5

[d H]仁720Mpa [d

H]2=700Mpa

佗K「u±1 Z E Z H 2 」2灯.2 汇712335+1 189.8 汉2.5 2 dr >3 1( E H )2—3| ( )2 Y % u [6] V 1.2 5 700 = 42.9

模数：m=d1/Z 仁43/2=1.95m

取标准模数：m=2mm

(3)校核齿根弯曲疲劳强度

由试d F=(2kT1/bm2Z1)YFaYSa < [

分度圆直径：d仁mZ仁2 X 22=44m

d2=mZ2=2 X 110=220mm

齿宽：b= $ dd1=1.2 X 44=53mm

取b2=53mm b仁58mm

查表得齿形系数YFa和应力修正系数YSa

YFa 仁2.83 YSa 仁1.58

YFa2=2.2 YSa2=1.83

查表得弯曲疲劳极限 d FE1=595 Mpa d FE2=590 Mpa

取SF=1.25 由[d F]= d FE /SF计算两轮的许用弯曲应力

[d F]1= d Flim1 /SF=595/1.25=476Mpa

[d F]2= d Flim2 /SF =590/1.25=472Mpa

将求得的各参数代入式中

d F仁(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1

=(2 X 1.2X 71233/53 X 22 X 22) X 2.83X 1.58

=163.9Mpa< [ d F]1

d F2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1

=(2 X 1.2 X 71233/58 X 22 X 110) X 2.2 X 1.83

=26.9Mpa< [ d F]2

故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够

(4)计算齿轮的相关参数

中心距a=m/2(Z1+Z2)=2/2(22+110)=132mm

取ha*=1 c*=0.25

则齿顶圆直径：

da仁(Z1+2ha*)m=(22+2 X 1) X 2=48mm

da2=(Z2+2ha*)m=(110+2 X 1) X 2=224mm

齿根圆直径：

df1=(Z1-2ha*-2C*)m=(22-2-2 X 0.25) X 2=39mm

df2=(Z2-2ha*-2C*)m=(110-2-2 X 0.25) X 2=215mm

(5)计算齿轮的圆周速度V

V= n d1n1/60 X 1000=3.14 X 44 X 1460/60 X 1000=3.36m/s 查表可知，齿轮精度选择是合适的。

2.圆锥齿轮传动的设计计算

齿轮米用软齿面，小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为240~260HBS。大齿轮选用45钢调质，齿面硬度210~230HBS。选8级精度，齿面精糙度Ra w 1.6~3.2 m (1)按弯曲疲劳强度设计计算

m=2mm

d1=44mm

d2=220mm

b仁58mm

b2=53mm YFa 仁2.83

YFa2=2.2

YSa1=1.58

YSa2=1.83 [d F]仁476Mpa [d F]2=472Mpa

d F1=163.9Mpa d F2=26.9Mpa

a=132mm

da1=48mm da2=224mm

df1=39mm

df2=215mm

V=3.36m/s

Z1=17

Z2=41

u=2.41