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1、机械设计课程设计双级圆柱齿轮+带传动 机械设计课程设计 说明书 设计题目：设计带式运输机传动装置中的双级圆柱齿轮减速器 专业班级：材料成型及控制工程1103班 学生姓名：郑霏 完成日期： 2022年01月16日 指导老师：胡于进 华中科技大学 目录 第一部分设计任务书 (3) 第二部分减速器的总体方案设计 (3) 一、传动方案设计 (3) 二、选择电动机 (4) 三、计算总传动比和分配传动比 (4) 四、传动装置的运动和动力参数的计算 (4) 第三部分传动零件的参数设计和轴系零部件的初步选择 (6) 一、减速器外部传动带传动的参数设计 (6) 二、减速器内部传动齿轮传动的参数设计 (7) 三、
2、初算轴的直径 (11) 四、选择联轴器 (12) 五、选择滚动轴承 (12) 第四部分减速器装配图设计 (13) 一、轴的结构设计 (13) 二、轴、滚动轴承及键联接的校核计算 (14) 三、箱体的结构及减速器附件设计 (23) 四、润滑密封设计 (25) 第五部分设计总结 (26) 参考文献 (27) 第一部分 设计任务书 1、设计带式传输机传动装置中的双级圆柱齿轮减速器。 设计数据及工作条件： F=6500N; V=0.5m/s; D=520mm ； 传动比允许偏差3%； 生产规模：单件； 工作环境：清洁； 载荷特性：重振； 工作期限：10年，两班制。 设计注意事项： 1.设计由减速器装配
3、图1张、零件图2张及设计计算说明书一份组成; 2.设计中所有标准均按我国标准采用 第二部分 减速器的总体方案设计 一、传动方案设计 根据已知条件计算出工作机滚筒的转速为 min /r .36.1852 .014.35.060D 60n w =?=v 若选用同步转速为1440r/min 或960r/min 的电动机，则估算出传动装置的传动比i 约为78.43或52.28。 可拟定传动方案为：内部双级圆柱齿轮+外部带传动 机构整体布置如图一： F=6500N V=0.5m/s D=520mm 单件 清洁 重振 10年双班 Nw=18.36r/min 传动方案 二、选择电动机 1电动机的类型选择 根
4、据动力源和工作条件，选用Y 系列交流异步电动机 2电动机的功率 设电动机到工作机之间的总效率为，并设1，2，34， 5 分别为带传动、滚动轴承、闭式齿轮传动（设齿轮精度为8级）、滚筒、联轴器的效率。查文献4表2-2可得：1=0.95，2=0.97，3=0.96，4=0.99，5=0.96 总效率： = 1422 345=0.78 工作机的功率 Pw=Fv/1000=65000.5/1000=3.25KW 电机所需功率 P d = P w /=3.25/0.78Kw=4.17kw 查文献4表16-1选取电动机的功率为5.5KW 。 3选择电动机的转速为960r/min 。 4电动机型号确定 由功
5、率和转速，查文献4表16-1，选择电动机型号为：Y132M2-6型，规格参数为额定功率P e =5.5Kw ，满载转速 n m =960r/min ，中心高H=00.5 -132mm ，外伸轴径D=0.0180.002-38+mm ，轴外伸长度E=800.37mm 。 三、计算总传动比和分配传动比 外传动为带传动，外传动比i =3.112，则 减速器总传动比 i=52.28/3.112=17.43， 高速级传动比 8.437.1i 1=i ， 低速级传动比为 5.38.4/i 2=i 。 四、传动装置的运动和动力参数的计算 1、各轴的转速计算 n 0=n m =960r/min ， n 1=n
6、 0/3.112=308.5r/min ， n 2=n 1/i 1=64.27r/min ， n 4=n 3=n 2/i 2=18.36r/min ， 2、各轴的输入功率计算 P 1=P d 1=（4.17x0.95）Kw=3.96Kw 1=0.95， 2=0.97， 3=0.96， 4=0.99， 5=0.96 =0.78 Pw=3.25KW Pd=4.17KW Y132M2-6 H=132mm D=38mm E=80mm I=3.112 I=17.43 I1=4.8 I2=3.5 n 0=n m =960r/min n 1= 308.5r/min n 2= 64.27r/min n 4=n
7、 3= 18.36r/min P 1=3.96Kw P 2=3.80Kw P 3=3.65Kw P 4=3.58KW T 1=122.58N m T 2=564.65N m T 3=1898.56N m T 4=1862.15N m P 2=P 1 2 3 =（3.96x0.99x0.97）Kw=3.80Kw P 3=P 2 2 3 =（3.80x0.99x0.97）Kw=3.65Kw P 4=P 3 2 4 =（3.65x0.99x0.99）Kw=3.58KW 3、各轴的输入转矩计算 T1=9550P1/n1=(9550x3.96/308.5)Nm=122.58Nm T 2=9550P 2
8、/n 2 =(9550x3.80/64.27)Nm=564.65Nm T 3=9550P 3 /n 3 =(9550x3.65/18.36)Nm=1898.56Nm T 4=9550P 4 /n 4 =(9550x3.58/18.36)Nm=1862.15Nm 上述数据归纳总结为表一。表一： 轴号 转速 （r/m in） 输出功率 （kW） 输出转矩 （Nm） 传动 比i 效 率输入输出输入输出 电机轴 0960 4.17 41.48 3.112 4.8 3.5 0.95 0.96 0.96 高速轴 1 308.5 3.96 3.92 122.58 121.35 中间轴 2 64.27 3.8
9、0 3.76 564.65 559.00 低速轴 318.36 3.65 3.61 189.56 1879.5 7 第三部分 传动零件的参数设计和轴系零部件的初步选择 一、减速器外部传动带传动的参数设计 （1）确定计算功率P c 据机械设计表2-5，选取工况系数K A =1.2， 则P c =K A P d =(1.2x4.17)Kw=5.004Kw （2）选择V 带的型号 据P c =5.004Kw 、n 0=960r/min ，由图2-7，选择A 型带。（3）选取带轮基准直径d d1和d d2 取d d1=125mm ，并取=0.01， 则d d2=n 0 d d1(1-)/n 1=960
10、x125x(1-0.01)/308.5mm=385.09mm ，选取标准值d d2=400mm 。 (4)验证带速v v=s m s m n /28.6/1000 6096012514.31000 60d 1d1=?=?，带速合适。 (5)初算中心距a 和带的基准长度L d 初定带中心距a 0的取值范围367.5mm1050mm ，粗选中心距a 0=500mm 。 计算带长L d0=1862.48mm ，据表2-4，选择L d =2000mm 。由此，实际中心距a a 0+（L d -L d0）/2569mm 。 (6)验算小带轮包角 1 1=180-(d d2-d d1)/a)x57.314
11、8120，合适。 (7)确定带的根数 由i= d d2/(d d1(1-)3.2，v=6.28m/s ，查表2-1得P 0=1.38Kw ，查表2-2，得P 0=0.09Kw ；查表2-3，得K =0.926；查表2-4，得K L =1.03。 z P c /P 0=P c /(P 0+P 0) K K L )3.61， 取z=4根。 (8)确定出拉力F 0 查表2-1得q=0.10kg/m 单根V 带初拉力F 0=500x(2.5-K )P c /K zv+qv 2176N ， 压轴力F Q =2zF 0sin(1/2)1353N 。 (9)重新计算轴1转速和转矩 n 1=n 0/i=300
12、r/min ， T 1=9550P 1/n 1=126.06N m K A =1.2 P C =5.004KW A 型带 d d1=125mm d d =400mm V=6.28m/s L d =2000mm 1148 z=4 F 0=176N F Q =1353N n 1 =300r/min T 1=126.06N m 二、减速器内部传动齿轮传动的参数设计 1、高速级传动齿轮的设计 高速级主动轮输入功率3.96kW ，转速300r/min ，齿数比=传动比=4.8，单向运转，有重度震动的载荷，每天工作16小时，预期寿命10年，电动机驱动。 （1）选择齿轮的材料及热处理方式 小齿轮:45钢，调
13、质，齿面硬度230HBS; 大齿轮:45钢，正火，齿面硬度200HBS 。 （2）确定许用应力 A.确定极限应力Hlim 和Flim 许用接触应力Hlim1=580MPa ，Hlim2=550MPa ； 许用弯曲应力Flim1=220MPa ，Flim2=210MPa 。 B.计算应力循环次数N ，确定寿命系数 8111108.4760?=t n a N 8312108.1/?=i N N 查图表得，Z N1=Z N2=1，Y N1=Y N2=1 C.计算许用应力 安全系数： S Hmin =1，S Fmin =1.4 HP1=Hlim1Z N1/S Hmin =580Mpa ， HP2=Hl
14、im2Z N2/S Hmin =550Mpa ， FP1=Flim1Y ST Y N1/S Fmin =314Mpa ， FP2=Flim2Y ST Y N2/S Fmin =300Mpa 。 （3） 分析失效形式 闭式软齿面，主要失效形式为点蚀，按齿面接触疲劳强度设计，按齿根弯曲疲劳强度校核。 （4）初步确定齿轮基本参数和主要尺寸 .选择齿轮类型 选用较平稳、噪声小、承载能力较强的斜齿圆柱齿轮传动。 .初步选用8级精度 .初选参数 初选参数：=12，z 1=25，z 1=z 1i 2=120。不变位， 齿宽系数1=d 。 .初步计算齿轮主要尺寸 采用电动机驱动，承受中等冲击载荷，齿轮速度不高 取K=1.4，Z H =2.45，Z =0.8，Z =(cos )0.5=0.989，HP = HP2 =550Mpa ，Z E =189.8 Mpa 。 小齿轮:45钢，调质 大齿轮:45钢，正 火 z 1=25 z 1=120