机械设计课程设计说明书

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设计人:

二 0 10 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 (mm) 生产规模工作环境载荷特性工作年限3 13000 0.45 420 单件室内平稳 5年(单班)

二.传动方案得分析拟定:

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.第一方案,带轮会发生弹性滑动,传动比不够精确.第二方案用齿轮传动比精确程度稍高.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.另外方案一中使用带轮,可用方便远距离的传动.可以方便的布置电机的位置.而方案二中各个部件的位置相对比较固定.并且方案一还可以进行自动过载保护.

综合评定最终选用方案一进行设计.

三.电动机的选择:

计算公式:

工作机所需要的有效功率为：P=F·v/1000

从电动机到工作级之间传动装置的总效率为

连轴器η1=0.99.滚动轴承η=0.98 闭式圆柱齿轮η=0.97.

V带η=0.95 运输机η=0.96

计算得要求:

运输带有效拉力为: 13000 N

工作机滚筒转速为: 0.45r/min

工作机滚筒直径为: 420 mm

工作机所需有效功率为: 5.85 kw

传动装置总效率为: 0.7835701

电动机所需功率为: 7.4 KW

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: Y160M-6

电动机的满载转速为: 960 r/min

四.传动比的分配及动力学参数的计算:

滚筒转速为: 20.4 r/min

总传动比为 46.91445

去外传动的传动比为3.5.

则减速器的传动比为: = 46.9/3.5=13.4

又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:4.1.

低速级为:3.2

各轴转速为：

=274.2r/min =65.7 r/min =20.4r/min

各轴输入功率为

=7 KW =6.7 KW =6.4 KW

各轴输入转矩为

= 246945.9 N·mm =979920 N.mm

=991136 N·mm

五 .传动零件的设计

一.带传动的设计:

(1)设计功率为Pc=KaP=1×7.5=7.5

(2)∴根据Pc=7.5KW, n1=274.2857r/min ,初步选用B 型带

(3)小带轮基准直径取Dd1=125mm

Dd2= Dd1(1-ε)= ×125×(1-0.02) mm = 437.5mm

(4)验算带速v

v = = = 6.283185m/s

(5)确定中心距及基准长度

初选中心距a0=780mm

符合: 0.7(Dd1+Dd2)

得带基准长度

Ld= 2a0 + (Dd1+Dd2) +

=2×780 + (125+450) + mm

= 2500mm

A = -- = － =

=399.1mm

B = =

=13203.1mm

取a=781.5mm

(6)验算小带轮包角α1

α1=180° × × 57.3°= 156.1709>12

在要求范围以上，包角合适

(7)确定带的根数Z

因Dd1=125mm , i=3.5, V=6.2

P1=1.75KW ΔP=.17KW

因α=156.1709°, Kα=.95

因Ld=2500mm ,

Z≥ == =

取Z=4

(8)确定初拉力F0及压轴力FQ

=250.155********N

=1958.131N

高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：P1=7.092537kW

主动轮转速： n1=274.2857r/min

齿数比：u=4.17437 转矩T1= =246945.9

圆周速度：估计v≤4m/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

6611 7.0925379.55109.5510274.2857p n ⨯=⨯⨯

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 、z1、z2、x1、x2、β、ψd

主要几何尺寸：d1、d2、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 229-286

大齿轮：45 ， 正火 ，硬度范围169-217

(2) 确定许用应力

a. 确定极限应力σHlim 和σFlim

小齿轮齿面硬度为250

大齿轮齿面硬度为200

σHlim1=720，σHlim2=610

σFlim1=260，σFlim2=180

b. 计算应力循环次数N ，确定寿命系数Z_N 、Y_N

N1 =60an_1t = 60×1×274.2857×8=2.369828E+08

Z_N1=1Z_N2=1；Y_N1=1，Y_N2=1。

c. 计算许用应力

_Hlim _Flim 1.3, 1.6.

S S == Hlim1_N11_Hmin Z 7201533.85S 1.3HP MPa MPa σσ⨯=

==

Flim2Z_N2

HP2_Fmin

260?2?1325S 1.6MP MPa σσ=== Flim2Z_N22_Fmin 6101469.23S 1.3

HP MPa MPa σσ⨯== Flim2Y_STY_N2

FP2_Fmin 180C212251.6MPa MPa S σσ⨯===

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3-5初步选用8精度

(3)初选参数

初选：β= 15°，z1= 22，z2= z1×u = 22×4.17437=92。x1=0，x2=0，ψd=0.8

Z_H = 2.45；Z_E = 188.9√MPa ；取Zε =0 .87

2 N1 2.369828E+08 5.677u 4.17437

N ==