带式运输机展开式二级圆柱齿轮减速器

目录1、课程设计书及设计要求------------------------------------------12、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算---------33、传动零件的设计计算（确定齿轮传动的主要参数）------64、轴的设计计算及校核及滚动轴承的选择和计算------------145、箱体设计及说明---------------------------------------------------276、键联接的选择和计算---------------------------------------------297、联轴器的选择------------------------------------------------------318、润滑和密封的选择------------------------------------------------329、减速器附件的选择及说明---------------------------------------3210、设计总结-----------------------------------------------------------33参考资料-----------------------------------------------------------331. 《机械设计》课程设计任务书专业：机械设计制造及其自动化班级：姓名：学号：一、设计题目设计用于带式运输机的展开式二级斜齿圆柱齿轮减速器二、原始数据(f6)运输带工作拉力F = 2500 Nm运输带工作速度v = 1.30 m/s卷筒直径D= 300 mm三、工作条件连续单向运转，工作时有轻微振动，空载启动，小批量生产，单班制工作，运输带速度允许误差为 5%。

四、应完成的任务1，三维安装图2、减速器装配图一张（A0图和CAD图电子版）3、零件图两张（A4图和CAD图电子版）五、设计时间2014年01月11日至2014年3月23日六、要求1、图纸图面清洁，标注准确，符合国家标准；2、设计计算说明书字体端正，计算层次分明。

七、设计说明书主要内容1、内容（1）目录（标题及页次）；（2）设计任务书；（3）前言（题目分析，传动方案的拟定等）；（4）电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算；（5）传动零件的设计计算（确定带传动及齿轮传动的主要参数）；（6）轴的设计计算及校核；（7）箱体设计及说明（8）键联接的选择和计算；（9）滚动轴承的选择和计算；（10）联轴器的选择；（11）润滑和密封的选择；（12）减速器附件的选择及说明；（13）设计小结；（14）参考资料（资料的编号[ ]及书名、作者、出版单位、出版年月）；2、要求和注意事项必须用钢笔工整的书写在规定格式的设计计算说明书上，要求计算正确，论述清楚、文字精炼、插图简明、书写整洁。

2、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算1.电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算； （1）选择电动机的类型按要求选择Y 系列三相异步电动机，电压380V （2）选择电动机的容量电动机所需工作功率为： P ＝P /η工作机需要的工作功率： P w =F*V=2500Nm*1.3m/s=3250w=3.25kw传动装置的总效率为：424212345****0.99*0.97*0.95*0.96*0.970.80ηηηηηη==≈滚动轴承的传动效率为 10.99η= 闭式齿轮的传动效率为 30.95η=联轴器的效率为 20.97η=传动滚筒的效率为 40.96η= 带效率50.97η= 动机的效率为 ηP wP ==3.25kw/0.80=4.06kw因载荷工作时有轻微振动，电动机额定功率P ed 略大于P 即可。

由表16-1，Y 系列电动机技术数据，选动机的额定功率P 为5.5kw 。

（3）确定电动机的转速综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格减速器的传动比，选定型号为Y132S-4的三相异步电动机，额定功率为5.5kw ，额定电流8.8A ，满载转速=m n 1440 r/min ，同步转速1500r/min 。

2.确定传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比由选定的电动机满载转速n 和工作机主动轴转速n ，可得传动装置总传动比为a i ＝n /n ＝1440/82.8=17.39（2）各级传动装置传动比高速级传动比为1i ＝4.93则低速轴传动比2i ＝1/i i ＝14.56/4.51=3.533.计算传动装置的运动和动力参数电机轴： P0=Pd=4.06 KWn 0=1440r/min T 0=11*9550n P =26.9 N m ∙高速轴： P1= P 1* n 01=4.06*0.99=4.02 KWn 1= n 0=1440r/minT 1=11*9550n P =26.66 N m ∙中间轴： P 2=P 1* n 12=4.02*0.97*0.95=3.70 KWn 2=11i n =1440/4.93=292.09 r/minT 2=12*9550n P =120.97N m ∙低速轴：P 3=P 2*n 23 =3.70*0.97*0.95=3.41 KWn 3= 22i n = 292.09/3.53=82.75r/minT 3=33*9550n P =393.54 N m ∙滚筒轴： P 4=P 3* n 34 =3.41*0.95*0.96=3.11 KWn 4= n 3/1 =82.75/1=82.75 r/minT 4=44*9550n P = 358.92 N m ∙运动和动力参数结果如下表：轴承传动效率3、传动零件的设计计算（确定齿轮传动的主要参数）A 高速齿轮的计算1选精度等级、材料及齿数 （1）材料及热处理；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 。

（2）精度等级选用7级精度；（3）试选小齿轮齿数z1＝18，大齿轮齿数z2＝z1*i=18*4.93=88.7；选螺旋角，初选螺旋角β=142 按齿面接触强度设计因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算。

2131)][(12H E H d t t Z Z u u T K d σεφα⨯±⨯≥（1）确定公式内的各计算数值1）试选Kt ＝1.62）选取尺宽系数φd ＝13）材料的区域系数Z H ＝2.435 4）78.01=αε87.02=αε则6.182.078.0=+=αε 55）小齿轮传递的转矩为105.42 N.m6)材料的弹性影响系数Z E ＝189.8Mpa7）小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1＝600MPa 大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2＝550MPa8）计算应力值环数N 1=60n 1j h L =60×319.3×1×（1×8×365×8） =4.48×108hN 2=4.48×108/3.23=1.39×108h9）查得：K 1HN =1.03 K 2HN =1.08 10）齿轮的接触疲劳需用应力取失效概率为1%,安全系数S=1, [H σ]1=SK H HN 1lim 1σ=1.03×600=618MPa[H σ]2=SK H HN 2lim 2σ=1.08×550=594MPa 许用接触应力MPa H H H 6062/)][]([][21=+=σσσ（2）设计计算①小齿轮的分度圆直径d t 12131)][(12H E H d t t Z Z u u T K d σεφα⨯+⨯≥=mm 1.36)25.5318.189435.2(93.4193.465.11107.266.12233=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯②计算圆周速度υ=⨯=10006011　n d t πυs m /72.2100060144061.314.3=⨯⨯⨯③计算齿宽b 和模数nt m计算齿宽bb=t d d 1⨯φ=45.31mm计算摸数m n t=1.46 初选螺旋角β=14︒nt m =mm Z d t 72.22414cos 1.36cos 11=⨯=β ④计算齿宽与高之比h bh=2.25 m n t=2.25*1.46=3.29hb =44.10/3.29 =13.40⑤计算纵向重合度βε=0.3181Z Φd 14tan 241318.0tan ⨯⨯⨯=β=1.903⑥计算载荷系数K使用系数A K =1.25根据s m v /72.2=,7级精度, 查课本由192P 表10-8得 动载系数K V =1.18查课本由194P 表10-4得K βH ==1.446 查课本由193P 表10-3 得: K αH =αF K =1.4 故载荷系数:K ＝K K K αH K βH =1.25*1.18*1.4*1.35=2.79⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径:d 1=d t1tK K /3=36.1×6.179.23=45.45mm ⑧计算模数n m :n m =mm Z d 76.12414cos 45.43cos 11=⨯=β(3). 齿根弯曲疲劳强度设计由弯曲强度的设计公式:n m ≥)][(cos 212213F S F ad Y Y Z Y KT σεφββ∂∂1) 确定公式内各计算数值 ① 计算载荷系数KK ＝K K KK =1.25*1.18*1.4*1.35=2.788② 轴向重合度 1.903螺旋角影响系数 0.88 ③ 计算当量齿数z ＝z /cos ＝24/ cos 314︒＝26.27 z ＝z /cos ＝119/ cos 314︒＝130.27④查取齿形系数Y＝2.592 Y＝2.211⑤ 应力校正系数YY＝1.596 Y＝1.775⑥弯曲疲劳寿命系数:K 1FN =0.86 K 2FN =0.93 ⑦ 弯曲疲劳应力[F σ]1=4.3214.15009.011=⨯=S K FF FN σ[F σ]2=86.2574.138095.022=⨯=S K FF FN σ ⑧ 计算大小齿轮的 ][F SF F Y σαα01363.057.303596.1592.2][111=⨯=F S F F Y σαα01642.086.238775.121.2][222=⨯=F S F F Y σαα大齿轮的数值大.选用. 2）设计计算 ① 计算模数mm mm m n 23.165.1241596.1*592.2*88.0*266600*79.2223=⨯⨯⨯≥按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m n =2mm z 1=nm ︒⨯14cos 45.43=21.07那么z 2=1043 几何尺寸计算（1）计算中心距 a=βcos 2)(21n m z z +=︒⨯+14cos 22*)10421(=149.12mm 将中心距圆整为122mm （2）按圆整后的中心距修正螺旋角β=arccos305.1412922)10421(arccos 2)(21=⨯⨯+=Z +Z αn m ︒因β值改变不多,故参数αε,βk ,h Z 等不必修正. （3）计算大.小齿轮的分度圆直径d 1=42.14cos 229cos 1⨯=βn m z =45.344mm d 2=42.14cos 294cos 2⨯=βn m z =266.1mm （4）计算齿轮宽度B=45.3圆整的 452=B 501=BB 低速齿轮的计算1选精度等级、材料及齿数 （1）材料及热处理；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 。