变速箱的课程设计

目录

设计任务书 (2)

第一部分 (3)

传动方案 (3)

原动机选择 (3)

传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配 (4)

运动和动力参数计算 (5)

第二部分 (6)

减速器外传动零件的设计 (6)

选择联轴器 (6)

减速器内传动零件的设计 (7)

高速级减速齿轮设计 (7)

低速级减速齿轮设计 (11)

轴的设计及校核 (16)

中间轴轴承的校核 (21)

中间轴键的校核 (21)

第三部分 (22)

参考资料 (22)

同步转速↓ → 电机尺寸、重量、价格↑，选择时应综合考虑。 (1)传动装置总传动比的合理范围ia ′： i a ′= i 1′·i 2′·i 3′·……

i i ′── 各级传动副传动比的合理范围 [1]. P.7. 表1. 二级圆柱 i′= 8～40 i a ′= i′= 8～40 (2)工作机转速n ：

在本课程设计中，可按下式确定： n = 60×1000V/πD =76.43r/min V ── 带速或起吊速度，m/s D ── 卷筒或滚筒直径，mm (3)电机转速的可选范围n d ：

n d = i a ′·n =（8～40）×76.43r/min =（611～3057）r/min (4)确定电机转速n m

a ．在n d 中，选定电机的同步转速：

考虑到经济性，选择：n m =960r/min

b ．按n d 、P ed [机械设计课程设计手册]. P.291. 选定电机型号。

选择机座号：Y132M2-4

三、传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配 1）传动装置的总传动比i a ：

由电机满载转速n m 及工作转速n 确定： i a = n m /n = i 1·i

2 …… i n

i i ── 各级传动装置的传动比。 对于此减速器：i a = n m /n=12.56 2）传动比的分配 [1]. P.15～19. 记：i 减,i 1,i 2 ── 减速器的总传动比，高速级及低速级的传动比。 对展开式两级圆柱齿轮减速器： 宜：i 1 =

i 2 = i 减/i 1

取1.3~1.4的中间值1.35,得：i 1=4.20,i 2=3.00

工作机转速 n=76.43r/min

同步转速 n m =960r/min

总传动比i a i a =12.56

高速级及低速级的传动比： i 1=4.20,i 2=3.00

Ⅰ=960r/min

Ⅱ=271.70r/min

Ⅲ=76.54r/min

卷=76.54r/min 轴的输入功

Ⅰ=5.39kw

Ⅱ=5.12kw

Ⅲ=4.86kw

卷=4.67kw

轴的输入转Ⅰ＝

35.75N·m Ⅱ＝183.79N·m Ⅲ＝620.22N·m

卷＝595.41N·m

第二部分传动零件的设计计算

一．减速器外传动零件的设计

选择联轴器

1．类型选择：

1）高速轴（电机轴与Ⅰ轴的）联轴器：

弹性套柱销联轴器[3] P.146.

2）低速轴（Ⅲ轴与卷筒轴的）联轴器：

凸缘联轴器[3] P.142.

2．尺寸选择：

1）估算Ⅰ、Ⅲ轴的轴径dⅠ，dⅢ：

①轴材料：一般用45号钢

②估算公式：d≥A o[4] P.370.

得：d

Ⅰ

≥17.22mm

dⅢ≥53.61mm

对于d≤100mm的轴有一键槽时轴径增大5％～7％

有两键槽时轴径增大10％～15％

则：d

Ⅰ

≥18.08~18.43mm

dⅢ≥58.97~61.65mm

2）按以下条件选择联轴器T ca≤[T联]

n ≤[n联] [4] 第十四章T ca = K A×T（K A 根据工作条件取1.5见4.P351）

对于轴Ⅰ：[T联] ≥45.98N·m [n联] ≥1450r/min

对于轴Ⅲ：[T联] ≥1386.8 N·m [n联] ≥45.25r/min 3）把dⅠ，dⅢ圆整到与联轴器孔径一致，轴径应在联轴器孔径范围内。3．定型号：同时记下联轴器的孔径长度等。

对于高速轴和电机：

弹性套柱销联轴器TL6

主动端J型轴孔直径38mm 长度60mm

从动端J型轴孔直径32mm 长度82mm 对于低速轴和卷筒轴：

凸缘联轴器YL12

主动端J型轴孔直径60mm 长度107mm

从动端根据卷筒轴直径及长度具体确定高速轴和电机：弹性套柱销联轴器TL6

低速轴和卷筒轴：

凸缘联轴器YL12

二．减速器内传动零件的设计：

一、高速级减速齿轮设计（斜齿圆柱齿轮）

1）材料、热处理、精度：

材料：因传递功率不大，转速不高，材料按表7-1选取，都采用45号钢热处理：大齿轮、正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。

精度：软齿面闭式传动，齿轮精度用8级

2）设计过程：

(1)设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。初选小齿轮齿数Z1＝20

大齿轮齿数Z2＝Z1×i1＝20×4.20=84 取Z2＝85

螺旋角β＝14゜

(2)按齿面接触疲劳强度设计，由式（4.P218 式10－21）

二．减速器内传动零件的设计：

一、高速级减速齿轮设计（斜齿圆柱齿轮）

1）材料、热处理、精度：

材料：因传递功率不大，转速不高，材料按表7-1选取，都采用45号钢热处理：大齿轮、正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。

精度：软齿面闭式传动，齿轮精度用8级

2）设计过程：

(1)设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。初选小齿轮齿数Z1＝20

大齿轮齿数Z2＝Z1×i1＝20×4.20=84 取Z2＝85

螺旋角β＝14゜

确定各参数的值:

1)初选动载系数

K：

t

试选

K=1.6

t

：

2)区域系数Z

H

查4.P217图10-30选取区域系数 Z=2.433