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1、设计一带式输送机传动用的二级圆柱齿轮展开式减速器 机械设计说明书机电0908 刘冠初 09222007目 录第一局部 总体设计方案选择及评价 4电机的选择6分配传动比8第二局部 齿轮设计齿轮的相关计算10齿轮受力分析19第三局部 轴与轴承的设计高速级轴的设计19中间级轴的设计21低速级轴的设计23轴承寿命校核26第四局部 键、润滑密封键的校核27润滑密封的选择28参考文献29设计题目：设计一带式输送机传动用的二级圆柱齿轮展开式减速器。传动简图如下：原始数据：输送带速度2m/s输送带鼓轮的直径450mm注：带式输送机用于运送谷物、型砂、煤等；输送机运转方向不变，工作载荷稳定；输送带鼓轮的传动效率
2、为0.97；工作寿命15年，每年300工作日，每日工作16小时。变成的设计内容：1设计说明书1份2减速器装配图1张3减速器零件图2张4指导老师安排的其它内容。方案设计：采用课题设定的二级圆柱齿轮展开式减速器。因为传动比高，体积较小。最后决定数据如下：电动机是由专门批量生产的标准部件。设计时要根据工作机的工作特性、工作环境和工作载荷等条件，选择电机的类型、结构、容量功率和转速，并在产品目录中选出其具体型号和尺寸。选择电动机类型和结构形式由于生产单位一般多采用三相交流电源，因此无特殊要求时均应选用三相交流电动机，其中以三相异步交流电动机应用最为广泛，根据不同防护要求，电动机有开启式、防护式、封闭自
3、扇冷式和防爆式等几种结构形式。Y系列三相笼型异步电动机是一般用途的全封闭自扇冷式电动机。由于其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便，因此广泛应用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和列特殊要求的机械上，如金属切削机床、运输机、风机、搅拌机等。对于经常起动、制动和正反转的机械如起重、提升设备，要求电动机具有较小的转动惯量和较大的过载能力，应选用冶金及起重用三相异步电动机YZ型笼型或YZR型绕线型。这里根据工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式，电压380V。选择电动机的容量功率卷筒所需有效功率传动装置总效率皮带传动效率齿轮啮合效率滚动轴承效率联轴器效率滚筒效率那么传动总效率所
4、需电动机功率，转速1440r/min。查表，可选Y系列三相异步电动机Y132M-4，额定功率确定电动机的转速因为7.5kW的电机最接近，所以选用Y132M-4。2.据表，取，那么减速器的传动比为计算时，将传动装置中各轴从调整到低速依次定为轴、轴电动机的为0轴，相邻两轴间的传动比为，相邻两轴间的传动效率为各轴转速为，各轴的输入转矩为，那么各轴功率0轴：0轴即电动机轴轴：轴即减速器高速轴轴：轴即减速器中间轴轴：轴即减速器低速轴轴：轴即传动滚筒轴将上述计算结果汇总于表中，以便查用。各轴运动用动力参数轴序号功率P/kW转速nr/min转矩T/N?m传动型式传动比效率5.9426144039.40835
5、.7067360.3328151.23524436.38225.208344.41531119.7921.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1按方案所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。2运输机为一般工作机器，速度不高，应选用8级精度GB10095-883材料选择。查表选择小齿轮材料为40Cr调质，硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢调质，硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。4高速级小齿轮齿数选为，低速级小齿轮齿数选为，。5选取螺旋角。初选螺旋角按齿面接触强度设计，由设计计算公式进行试算，即试选。选取区域系数查得，。计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%，平安系数S1，得计算小齿
6、轮传递的转矩6查表选取齿宽系数7查得材料的弹性影响系数8按 齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限9计算应力循环次数10查得接触疲劳寿命系数11许用接触应力12试计算小齿轮分度圆直径，代入13计算圆周速度14计算齿宽b及模数15计算纵向重合度16计算载荷系数根据，7级精度，查得动载系数直齿轮，假设。查得查得使用系数查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时由，查得；故载荷系数17按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得18计算模数按齿根强度设计，弯曲强度的设计公式为1查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲疲劳强度极限；查得弯曲疲劳寿命系数。2计算载荷系数3根据纵向重合
7、度，查得，螺旋角影响系数4计算当量齿数5查取齿形系数查得6查取应力校正系数查得7计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳平安系数，得8计算大、小齿轮的并加以比拟大齿轮的数值大9设计计算比照计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取法面模数，已经可以满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径55.3087mm来计算应有的齿数。于是由取几何尺寸计算1计算中心距将中心距圆整为140mm2按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故参数不必修正3计算大、小齿轮的分度圆直径4计算齿轮宽度圆整后取按齿面接触强度设计，由设计计算公式进行试算，即试选
8、。选取区域系数查得，。计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%，平安系数S1，得计算小齿轮传递的转矩6查表选取齿宽系数7查得材料的弹性影响系数8按 齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限9计算应力循环次数10查得接触疲劳寿命系数11许用接触应力12试计算小齿轮分度圆直径，代入13计算圆周速度14计算齿宽b及模数15计算纵向重合度16计算载荷系数根据，7级精度，查得动载系数直齿轮，假设。查得查得使用系数查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时由，查得；故载荷系数17按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得18计算模数按齿根强度设计，弯曲强度的设计公式为1查得小齿轮的弯曲疲
9、劳强度极限大齿轮的弯曲疲劳强度极限；查得弯曲疲劳寿命系数。2计算载荷系数3根据纵向重合度，查得，螺旋角影响系数4计算当量齿数5查取齿形系数查得6查取应力校正系数查得7计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳平安系数，得8计算大、小齿轮的并加以比拟大齿轮的数值大9设计计算比照计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取法面模数，已经可以满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径85.9503mm来计算应有的齿数。于是由取几何尺寸计算1计算中心距将中心距圆整为175mm2按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故参数不必修正3计算大、小齿
10、轮的分度圆直径4计算齿轮宽度圆整后取高速级小齿轮宽度mm65直径mm56齿数27大齿轮宽度mm60直径mm224齿数108低速级小齿轮宽度mm95齿数34大齿轮宽度mm90齿数1021按转矩法初定该轴最小直径该轴上有一键槽，将计算值加大3%同，应为18.628mm。2选择联轴器。根据传动装置的工作条件拟选用HL型弹性柱销联轴器GB/T 5014-1985。计算转矩为式中：T?联轴器所传递的名义转矩K?工作情况系数，查机械设计教科书有关表格得；工作机为带式运输机时，此处取1.5。根据，查表得HL2型联轴器就能满足传递转矩的要求。其轴孔直径，可满足电动机的轴径要求。3最后确定减速器调整轴轴伸处的直
11、径4选择轴承30206，内径30mm，宽度16mm，外径62mm5计算齿轮受力齿轮分度圆直径d56mm。齿轮所受扭矩齿轮作用力：圆周力：径向力：轴向力：6计算轴承反力水平面垂直面7绘制弯矩图水平弯矩图如下图，截面b：垂直弯矩图如下图：合成弯矩图如下图：8转矩校核，因为是按转矩设计的轴，且平安系数取得比拟大，所以此处略。9绘制当量弯矩图如下图，对于截面b：10计算危险截面b处的直径，所以该轴不需要更改。1按转矩法初定该轴最小直径该轴上有二键槽，将计算值加大15%同，应为32.34519mm。2最后确定减速器调整轴轴伸处的直径3选择轴承30208，内径40mm，宽度18mm，外径80mm4计算齿轮
12、受力小齿轮分度圆直径d87.5mm。小齿轮所受扭矩小齿轮作用力：圆周力：径向力：轴向力：大齿轮分度圆直径大齿轮所受扭矩大齿轮作用力：圆周力：径向力：轴向力：5计算轴承反力水平面垂直面6绘制弯矩图水平弯矩图如下图，截面a：截面b：垂直弯矩图如下图：合成弯矩图如下图：7转矩校核，因为是按转矩设计的轴，且平安系数取得比拟大，所以此处略。8绘制当量弯矩图如下图，对于截面b：9计算危险截面b处的直径，所以该轴不需要更改。1按转矩法初定该轴最小直径该轴上有一键槽，将计算值加大3%同，应为42.84502mm。2最后确定减速器调整轴轴伸处的直径3选择轴承30210，内径50mm，宽度20mm，外径90mm4
13、计算齿轮受力齿轮分度圆直径d262.5mm。齿轮所受扭矩齿轮作用力：圆周力：径向力：轴向力：5计算轴承反力水平面垂直面6绘制弯矩图水平弯矩图如下图，截面b：垂直弯矩图如下图：合成弯矩图如下图：7转矩校核，因为是按转矩设计的轴，且平安系数取得比拟大，所以此处略。8绘制当量弯矩图如下图，对于截面b：9计算危险截面b处的直径，所以该轴不需要更改。完全满足要求。完全满足满足要求。完全满足满足要求。1数据该轴所受的转矩39408N?mm。有冲击载荷，但传至此处已不大，轴段直径32mm，轴长60mm。轴和键的材料的材料均为45号钢。2计算步骤及结果因为该键用于轴的毂的连接，所以采用单圆头平键。尺寸的选择轴
14、段直径为32mm，选取键的截面为，键长50mm。因此键的型号为3键的校核计算键的许用挤压应力，键的工作长度。所以该键满足要求。1数据该轴所受的转矩151235.2N?mm。有冲击载荷，但传至此处已不大，轴段直径45mm，轴长90mm。轴和键的材料的材料均为45号钢。2计算步骤及结果因为该键用于轴的毂的连接，所以采用单圆头平键。尺寸的选择轴段直径为45mm，选取键的截面为，键长60mm。因此键的型号为3键的校核计算键的许用挤压应力，键的工作长度。所以该键满足要求。1一般情况下，滚动轴的使用润滑可选择钢的润滑脂油牌号L-XACMGA2。因为润滑脂可以形成强度较高的油膜，承受较大的载荷，缓冲和吸振能力好，黏附力强，可以防水，不需要经常更换和补充，一般多使用润滑脂，低速或带有冲击的机器使用润滑脂。2齿轮润滑油一般闭式齿轮传动的润滑方式，根据圆周速度V而定的采用池润滑。参考文献：1机械设计，濮良贵，7版，北京；高等教育出版社，2001。