目录1、设计任务书 (2)2、总体设计 (3)3.传动零件的设计 (5)4、轴的设计 (9)5、滚动轴承校核 (13)7、键的选择 (15)8、滚动轴承的选择 (17)9、联轴器的选择 (18)10、箱体设计 (19)11、润滑、密封设计 (23)一、设计题目1、设计题目带式运输机传动系统中的展开式二级圆柱齿轮减速器2、系统简图系统简图如下图所示3、工作条件一、单向运转,有轻微振动,经常满载,空载启动,单班制工作(一天8小时),使用期限5年,输送带速度容许误差为±5%。
4、原始数据五、设计工作量:1、设计说明书一份2、减速器装配图1张3、减速器零件图2~3张联轴器减速器联轴器滚筒输送带二、总体设计(一)、选择电动机 1、选择电动机的类型根据动力源和工作条件,选用Y 型三相交流异步电动机。
2、确定电动机的功率1)计算工作所需的功率kW v F P w w w 80.110009.010000.21000=⨯⨯==其中,带式输送机的效率0.95w η=。
2)通过查《机械设计基础课程设计》表10-1确定各级传动的机械效率:滚筒 1η=0.96;齿轮 2η=0.97;轴承 3η=0.99;联轴器 4η=0.99。
总效率085999.099.097.096.02322433221=⨯⨯⨯==ηηηηη。
电动机所需的功率为:kW P P w11.2859.080.10===η。
由表《机械设计基础课程设计》10-110选取电动机的额定功率为3kW 。
3)电动机的转速选940r/min 和1420r/min 两种作比较。
工作机的转速:min /3.5760000r Dvn w ==π1min - 940 1420 为了能合理分配传动比,结构紧凑,决定选用方案Ⅰ。
4)选定电动机型号为Y112M-6。
查表《机械设计基础课程设计》10-111得电动机外伸轴直径D=28,外伸轴长度E=60,如下图所示。
(二)、传动比分配根据上面选择的电动机型号可知道现在的总传动比i=16.40,高速级齿轮转动比62.41=i ,低速级齿轮传动比55.32=i 。
(三)、传动装置的运动和动力参数1、各轴的转速计算min /3.5755.34.203min /4.20362.4940min /940223121r i n n r n n n r n n m m ======== 2、各轴输出功率计算kw p p kw p p kw p p 01.297.099.009.209.297.099.018.218.299.02.223232312401=⨯⨯===⨯⨯===⨯==ηηηηη 3、各轴输入转矩计算m N n p T m N n P T mN n P T .0.3353.5701.295509550.1.984.20309.295509550.1.2294018.295509550333222111=⨯===⨯===⨯== 参数轴名 高速轴 中间轴 低速轴 转速1/min n r -⋅ 940203.4 57.3 功率/P kW 2.18 2.09 2.01 转矩/T N m ⋅ 22.198.1335.0 传动比i4.623.55三、传动零件的计算(一)、高速级齿轮传动设计1、选定高速级齿轮精度等级、材料及齿数。
1)输送机为一般工作机器,速度不高,故选用8级精度足够。
2)通过查教材表11-1选择小齿轮的材料为40MnB ,调质处理,齿面硬度为241-286HBS ,lim1730,600H FE MPa MPa σσ==,大齿轮为ZG35Si ,调质处理,硬度为241-269HBS ,lim2620,510H FE MPa MPa σσ==。
3)选小齿轮齿数为Z 1=26,则大齿轮齿数Z2=i 1×Z 1=26×4.62=120.12,取Z 2=120,实际传动比62.42612012===z z i 。
2、按齿面接触强度设计 设计公式32111⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯≥H Ed Z kT d σμμφ (1)确定公式内的各计数值 1)试选载荷系数K=1.52)小齿轮传递的转矩T2=22.1N ·m=22100N ·mm 3)通过查教材表11-6选取齿宽系数0.8 4)通过查教材表11-4得弹性系数12188E Z MPa = 5)计算接触疲劳许用应力 通过查教材表11-5,取 1.1H S =[][]min11min 227306641.16645641.1H H HH H HMPa S MPa S σσσσ======(2)计算1)试计算小齿轮分度圆的最小直径1dmm Z kT d HEd 2.3713211=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯≥σμμφ 2)计算齿宽 76.292.378.01=⨯==d b d φ,取mm b mm b 35,3012== 3)计算模数 43.1262.3711===z d m ,取m=1.5mm实际直径mm m z d mm m z d 1805.1120,395.12622211=⨯=⨯==⨯=⨯= 4)验算弯曲疲劳强度通过查教材表11-5,取 1.25F S = 由图11-8和11-9查得11222.71, 1.622.12, 1.83Fa Sa Fa Sa Y Y Y Y ====,则[][]11111211222211293.448082.5408Fa Sa F F F Fa Sa F F Fa Sa KTY Y MPa MPa bm z Y Y MPa MPaY Y σσσσσ==≤===≤=5)齿轮的圆周速度s m n d v /92.11000609403910006011=⨯⨯⨯=⨯=ππ对照表11-2可知选用8级精度是合宜的。
(二)、低速级齿轮传动的设计1、选定低速级齿轮精度等级、材料及齿数。
1)输送机为一般工作机器,速度不高,故选用8级精度足够。
2)通过查教材表11-1选择小齿轮的材料为40MnB ,调质处理,齿面硬度为241-286HBS ,lim1730,600H FE MPa MPa σσ==,大齿轮为ZG35Si ,调质处理,硬度为241-269HBS ,lim2620,510H FE MPa MPa σσ==。
3)选小齿轮齿数为Z 1=34,则大齿轮齿数Z 2=i 2×Z 1=34×3.55=120.7,取Z 2=120,实际传动比21120 3.5334z i z ===。
2、按齿面接触强度设计设计公式32111⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯≥H E d Z kT d σμμφ (1)确定公式内的各计数值 1)试选载荷系数K=1.52)小齿轮传递的转矩T 2=91.8N ·m=98100N ·mm 3)通过查教材表11-6选取齿宽系数0.8 4)通过查教材表11-4得弹性系数12188E Z MPa = 5)计算接触疲劳许用应力 通过查教材表11-5,取 1.1H S =[][]min11min 227306641.16645641.1H H HH H HMPa S MPa S σσσσ======(2)计算1)试计算小齿轮分度圆的最小直径1dmm Z kT d H Ed2.6213211=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯≥σμμφ 2)计算齿宽 76.492.628.01=⨯==d b d φ,取55,5012==b b 3)计算模数 83.112==z z m ,取m=2 实际直径240,70211===d m z d 4)验算弯曲疲劳强度通过查教材表11-5,取 1.25F S =由图11-8和11-9查得11222.61, 1.632.15, 1.78Fa Sa Fa Sa Y Y Y Y ====,则[][]111112112222112141.3480127.1408Fa Sa F F F Fa Sa F F Fa Sa KTY Y MPa MPabm z Y Y MPa MPaY Y σσσσσ==≤===≤=5)齿轮的圆周速度s m n d v /75.010006021=⨯=π对照表11-2可知选用8级精度是合宜的。
低速齿轮各参数如下表所示四、轴的设计(一)、轴的材料选择和最小直径估计根据工作条件,选定轴的材料为45钢,调质处理。
轴的最小直径计算公式min d =,C 的值通过查教材表14-2确定为:C=107。
1、高速轴 2.143111==n p c d nin 因为高速轴最小直径处安装联轴器设一个键槽,因此()9.14%511min 1min =+=d d 。
2、中间轴 3.233222min ==n p c d 。
3、低速轴 0.353331min ==n p c d 因为低速轴最小直径处安装联轴器设一个键槽,因此()8.36%511min 1min =+=d d 。
(二)、减速器的装配草图设计减速器草图如下图所示(三)、轴的结构设计1、高速轴1)高速轴的直径的确定11d :最小直径处 与电动机相连安装联轴器的外伸轴段,因此mm d 2811=12d :密封处轴段 mm d 3212=13d :滚动轴承轴段 mm d 3513= 滚动轴承选取6207 :d ×D ×B=35mm ×72mm ×17mm14d :过渡段 mm d 3814=齿轮轴段由于齿轮直径较小,所以采用齿轮轴结构。
15d :滚动轴承段,mm d 3515=2)高速轴各段长度的确定11l : 4011=l12l :由箱体结构,轴承端盖、装配关系等确定mm l 3012= 13l :由滚动轴承、挡油环及装配关系等确定 mm l 2013= 14l :由装配关系、箱体结构确定mm l 7014= 15l :由高速小齿轮齿宽确定mm l 3515=16l :由箱体结构,轴承端盖、装配关系等确定mm l 3016= 2、中间轴1)中间轴各轴段的直径确定21d :最小直径处 滚动轴承轴段,因此mm d 3521=.滚动轴承选取6207 d×D ×B=35mm ×72mm ×17mm 。
22d :低速小齿轮轴段 取mm d 3822=23d :轴环,根据齿轮的轴向定位要求 取mm d 4023= 24d : 高速大齿轮轴段 取mm d 3824= 25d :滚动轴承段 mm d 3525=2)中间轴各轴段长度的确定21l :由滚动轴承,挡油盘及装配关系 取mm l 5.2221=12l :由低速小齿轮齿宽取mm l 5522=23l :轴环 取mm l 1223=14l :由高速大齿轮齿宽 取mm l 3024=25l :mm l 5.3225=3、低速轴1) 低速轴各轴段的直径确定31d : 滚动轴承轴段,因此mm d 4031=.滚动轴承选取6208,d ×D ×B=40mm×80mm ×18mm 。