兩級圓柱斜齒輪減速器(第七組數(shù)據(jù))課程設(shè)計.doc

第一部分 傳動方案分析為了估計傳動裝置的總傳動比范圍，以便選擇合適的傳動機構(gòu)和擬定傳動方案，可先由已知條件計算其驅(qū)動傳送帶主動軸鼓輪的轉(zhuǎn)速nw ,及 一般常選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min的電動機作為原動機，因此傳動裝置總傳動比約為11或16。根據(jù)總傳動比數(shù)值，可初步擬定出以二級傳動的傳動方案。即采用兩級圓柱齒輪減速箱的展開式。該方案一般采用斜齒輪，其總傳動比較大，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本也較低，應(yīng)用最廣。由于齒輪相對于軸承為不對稱布置，因而沿齒寬載荷分布不均勻，要求軸有較大剛度。第二部分 選擇電動機1，電動機類型和結(jié)構(gòu)型式按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y(IP44)系列三相異步電動機。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。2，動機功率的選擇(1)工作機所需的功率由本書p.7式(2-2)(2)電動機輸出功率Pd 由本書P.7表2-4查取V帶傳動，滾動軸承，齒輪傳動，彈性聯(lián)軸器的效率分別為， ， ，由因為傳送帶的效率為，則傳動裝置總效率為：=0.84設(shè)計計算及說明則，(3)電動機額定功率Ped由本書p.196按表20-1確定電動機額定功率為。3，電動機的轉(zhuǎn)速 為了便于選擇電動機的轉(zhuǎn)速，先推算電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍。由本書p.4查得V帶傳動常用傳動比范圍iv=24,單級圓柱齒輪傳動比范圍i2=36,傳送帶傳動比i3=1,則電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為 可見同步轉(zhuǎn)速為1000r/min ,1500r/min 和3000r/min的電動機均符合。這里初步選分別為1000r/min和1500r/min的兩種電動機進行比較，如下表： 方案電動機型 號額定功率( kW)電動機的轉(zhuǎn)速(r/min)電動機的質(zhì)量(kg)同步滿載1Y112M1-4415001440432Y132M1-641000960734，計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比(1)傳動裝置總傳動比 ，(2)分配各級傳動比取V帶傳動的傳動比iv=2.5 ，則兩級減速箱的傳動比為： , , 由上述各式子可解得， ， 因為所得的iF和iS的值符合一般圓柱齒輪傳動比的常用范圍，故可選方案1；又因為方案2得出的iF和iS的值不符合一般圓柱齒輪傳動比的常用范圍，所以不選。第三部分 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1,各軸的轉(zhuǎn)速設(shè)電動機的軸為0軸，減速箱的高速軸為1軸，中速軸為2軸，低速軸為3軸，則各軸的轉(zhuǎn)速為：2,各軸的輸入功率按電動機額定功率Ped計算各軸輸入功率，即3,各軸的轉(zhuǎn)矩將以上計算結(jié)果整理后列于下表，供以后計算使用：項目電動機軸0高速軸1中速軸2低速軸3轉(zhuǎn)速（r/min）144057614145功率（kw）43.83.653.51轉(zhuǎn)矩（Nm）26.5363247.22744.9第四部分 V帶傳動的設(shè)計計算1, 確定計算功率Pca Pca=KAP由表8-7（P156,機械設(shè)計第七版 高等教育出版社,該書以下簡稱課本）可知：KA=1.2由電動機選型可知: P=4 kw 2, 選擇V帶的帶型根據(jù)傳動的形式，選用普通V帶；再根據(jù)Pca、n1，由課本p.157圖8-11知：確定選用A型V帶。3, 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗算帶速v。(1)初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1。由課本p.155157表8-6和表8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=90mm。(2)驗算帶速v。 按課本p.150式8-13驗算帶的速度 4.確定中心距和帶長（1）、初選中心距 取由公式得從動帶輪直徑 （2）、求帶的計算基準(zhǔn)長度L0，由式13-2得由教材表5.3選取帶的基準(zhǔn)長度Ld=1400mm(3)、計算中心距:a (4)、確定中心距調(diào)整范圍 5.驗算小帶輪包角1 6.確定V帶根數(shù)Z (1)、由d1=90 n1=1440r/min，查教材表5.7a,并用內(nèi)插值法得 P0=1.07Kw , (2)、由教材表5.7b查得P0=0.17Kw (3)、由教材表5.8查得包角系數(shù) (4)、由教材表5.9查得長度系數(shù)KL=0.96 (5)、計算V帶根數(shù)Z 取Z=5根 7計算單根V帶初拉力F0。 q由可教材表5.1得q=0.10kg/m 8計算對軸的壓力FQ，由可教材表5.1得q=0.10kg/m 9確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 小帶輪基準(zhǔn)直徑d1=90mm采用實心式結(jié)構(gòu)。大帶輪基準(zhǔn)直徑d2=225mm，采用孔板式結(jié)構(gòu)。第五部分.齒輪的設(shè)計（一）高速級齒輪傳動的設(shè)計計算 齒輪材料，熱處理及精度考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制，故小齒輪選用硬齒面漸開線斜齒輪, 大齒輪選用軟齒面漸開線斜齒輪。（1） 齒輪材料及熱處理 材料：高速級小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪 280HBS 取小齒齒數(shù)=22高速級大齒輪選用鋼淬火，齒面硬度為大齒輪 240HBS Z=iZ=4.0822=89.76 取Z=90 齒輪精度按GB/T100952008，選擇8級。 初選螺旋角=15初步設(shè)計齒輪傳動的主要尺寸按齒面接觸強度設(shè)計確定各參數(shù)的值:試選=1.5選取區(qū)域系數(shù) Z=2.45 端面重合度 查課本表7.7得： =189.8MP 由表7.8得: =1T=95.510=95.5103.8/576=6.310N.mm由課本公式計算應(yīng)力值環(huán)數(shù)N=60nj =605761（2830010）=1.6610hN= N/i =4.110h (i為齒數(shù)比,即i=)查表7.2得齒輪材料的接觸疲勞極限應(yīng)力分別為 =1060Mpa =1060Mpa查教材圖7.3得：K=0.9 K=0.93齒輪的疲勞強度極限取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,應(yīng)用公式得:=0.91060=954 =0.931060=955.8 許用接觸應(yīng)力 =(+)/2=969.91.31.3=1240.2Mpa故=969.9Mpa3.設(shè)計計算小齒輪的分度圓直徑d=計算圓周速度計算齒寬b和模數(shù)計算齒寬b b=32.1mm計算齒寬與高之比 =/(2.25)=10.123計算載荷系數(shù)Kv=1.05查教材表7.4得，使用系數(shù)=1根據(jù),8級精度, 查教材由圖7.5得動載系數(shù)K=1.05,K查教材由表7,6得K的計算公式:K= +0.1910b =1.52查教材圖7.6得: K=1.36查教材表7.5 得: K=1.1故載荷系數(shù):KK K K K =11.051.11.36=1.57按實際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑d=d=32.1=33.83計算模數(shù)=4. 齒根彎曲疲勞強度設(shè)計由彎曲強度的設(shè)計公式 確定公式內(nèi)各計算數(shù)值 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩63000Nmm 確定齒數(shù)z取z22，zi z4.082289.76 z90計算當(dāng)量齒數(shù)zz/cos22/ cos1524.41 zz/cos90/ cos15100 初選齒寬系數(shù) 按非對稱布置，由表查得1 初選螺旋角 初定螺旋角 15 載荷系數(shù)KKK K K K =11.051.11.36=1.57 查取齒形系數(shù)Y和應(yīng)力校正系數(shù)Y查教材表7.9，并用內(nèi)插值法得:齒形系數(shù)Y2.638 Y2.202 應(yīng)力校正系數(shù)Y1.584 Y1.779 螺旋角系數(shù)Y軸面重合度=0.318=1.875,以=1代入下式Y(jié)10.875 計算大小齒輪的 取安全系數(shù)S1.4工作壽命兩班制，10年，每年工作300天小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60nj =60553.81（2830010）=1.59510h大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N= N/i =4.110h查教材表7.2得到彎曲疲勞強度極限小齒輪 大齒輪查教材圖7.4得彎曲疲勞壽命系數(shù):K=0.88 K=0.9 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4=Mpa=Mpa 小齒輪的數(shù)值大.選用. 設(shè)計計算 計算模數(shù)對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，查教材表7.10,取m=2mm但為了同時滿足接觸疲勞強度，需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d=33.83來計算應(yīng)有的齒數(shù).于是由:z=21.6 取z=22那么z=4.0822=90 幾何尺寸計算計算中心距 a=116將中心距圓整為100按圓整后的中心距修正螺旋角=arccos計算大.小齒輪的分度圓直徑d=45.55d=186.34計算齒輪寬度B=圓整的 （二） 低速級齒輪傳動的設(shè)計計算 材料：低速級小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪 230HBW 取小齒齒數(shù)=22速級大齒輪選用鋼淬火，齒面硬度為大齒輪 50HRC z=3.1422=69.08圓整取z=70 齒輪精度按GB/T100952008，選擇7級。 按齒面接觸強度設(shè)計1. 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值試選K=1.5取區(qū)域系數(shù)Z=2.425試選取端面重合度=1.621應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60njL=601411(2830010)=4.0610 N=1.2910由教材圖7.3查得接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.93 K= 0.92查教材表7.2和表7.3按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限,大齒輪的接觸疲勞強度極限取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,則接觸疲勞許用應(yīng)力=996.41.215齒輪端面與內(nèi)機壁距離10機蓋，機座肋厚9 8.5軸承端蓋外徑+（55.5）120（1軸）125（2軸）150（3軸）軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離120（1軸）125（2軸）150（3軸）第十二部分. 設(shè)計小結(jié)這次關(guān)于帶式運輸機上的兩級展開式圓柱斜齒輪減速器的課程設(shè)計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設(shè)計概念和設(shè)計過程的實踐考驗，對于提高我們機械設(shè)計的綜合素質(zhì)大有用處。通過二個星期的設(shè)計實踐，使我對機械設(shè)計有了更多的了解和認識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ).1. 機械設(shè)計是機械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強的技術(shù)課程，它融機械原理、機械設(shè)計、理論力學(xué)、材料力學(xué)、公差與配合、CAD實用軟件、機械工程材料、機械設(shè)計手冊等于一體。2. 這次的課程設(shè)計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想;訓(xùn)練綜合運用機械設(shè)計和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實際反系和解決工程實際問題的能力;鞏固、加深和擴展有關(guān)機械設(shè)計方面的知識等方面有重要的作用。3. 在這次的課程設(shè)計過程中,綜合運用先修課程中所學(xué)的有關(guān)知識與技能,結(jié)合各個教學(xué)實踐環(huán)節(jié)進行機械課程的設(shè)計,一方面,逐步提高了我們的理論水平、構(gòu)思能力、工程洞察力和判斷力,特別是提高了分析問題和解決問題的能力,為我們以后對專業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備的設(shè)計打下了寬廣而堅實的基礎(chǔ)。4. 本次設(shè)計得到了指導(dǎo)老師的細心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助.5. 設(shè)計中還存在不少錯誤和缺點，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機械設(shè)計的知識，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計實踐操作能力。