3194.變速箱課程設計

1、機械設計課程設計說明書 姓名： 系別： 機械工程系 班級： 機 自 學號： 指導老師： 目錄任務說明書 1課程設計題目2一、傳動裝置總體設計3二、電動機的選擇 4三、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比5四、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 6五、設計帶和帶輪7六、各齒輪的設計計算 8七、軸的設計和軸承的選擇9八、鍵的選擇和計算 10九、選擇聯(lián)軸器 11十、箱體結構的設計12十一、潤滑密封設計13設計小結 14參考資料 15課 程 設 計 設 計 任 務 書一、本任務書發(fā)給 機自2009 班學生 二、請按計劃書指定題號中的第 5 組數(shù)據(jù)進行設計三、本任務書規(guī)定的設計計算包括下列各項：1. 傳動裝置總

2、體設計計算；2. 各傳動零件的設計計算；3. 一根主要軸的設計計算；4. 一對主要軸承的設計計算；5. 各標準零件的選擇；四、本任務書要求在答辯前完成1. 主要部件的總裝配圖一張（a1）；2. 典型零件工作圖2張（a2）；3. 20頁左右的設計說明書一份；五、答辯時間2009年12月 日到12月 日 機械設計課程設計題目題目名稱：設計兩級圓柱齒輪減速器說 明：此減速器用于處理車間零件清洗傳送帶的減速，此設備兩班制工作，工作期限10年（按300天一年計算），戶內使用。傳送簡圖如下：原始數(shù)據(jù) 已知條件數(shù) 據(jù) 組 號12345678鼓輪直徑（mm）300330350350380300360320傳送

3、帶運行速度（m/s）0.630.750.850.80.80.70.840.75傳送帶從動軸所需扭矩(nm)7006706509501050900660900本組設計數(shù)據(jù)：第5組數(shù)據(jù)設 計 計 算 及 說 明結 果一、 傳動裝置總體設計1.工作機所需功率： ，而傳送帶速度v與鼓輪直徑d（mm）、卷筒軸轉速 的關系為 2.傳動裝置總效率 二、電動機的選擇1.電動機輸出功率 2.電動機額定功率 由文獻【2】第二十章表20-1選取電動機額定功率 =5.5kw3.確定電動機轉速及型號傳動滾筒軸轉速經(jīng)查表按推薦的傳動比合理范圍，v帶傳動的傳動比 24，二級圓柱斜齒輪減速器傳動比 840電機轉速 選：150

4、0 滾筒轉速：設 計 計 算 及 說 明結 果綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，選定型號為y132s4的三相異步電動機，額定功率為 5.5 kw質量為68 kg，滿載轉速 1440 r/min，同步轉速1000r/min。三、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比1、傳動裝置總傳動比由選定的電動機滿載轉速 =1440r/min和工作機主動軸轉速n，可得傳動裝置總傳動比為 /n1440/40.2335.82、分配傳動比取v帶傳動的傳動比 3，則減速器傳動比為i 35.8/312兩級齒輪傳動比公式 ，取 ，其中 為高速級傳動比， 為低速級傳動比，則 =12，可得出 =

5、4， =33、電動機的外形及安裝尺寸方案電動機型號額定功率p kw電動機轉速電動機重量kg參考比價傳動裝置的傳動比同步轉速滿載轉速總傳動比v帶傳動減速器5y132s45.515001440683.0935.8312中心高外型尺寸l（ac/2+ad）hd底腳安裝尺寸ab地腳螺栓孔直徑k軸伸尺寸de裝鍵部位尺寸fgd132515 345 315216 1781238 8010 8設 計 計 算 及 說 明結 果四、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1、各軸轉速電動機滿載轉速 =1440r/min，v帶傳動的傳動比 3= / =1440/3=480 r/min= / =480/4=120 r/min= /

6、 =120/3=40 r/min= =40 r/min2、各軸輸入功率 =5.5kw 5.50.96=5.28 kw 5.280.990.97=5.07 kw =5.070.990.974.87 kw3、各軸輸入轉矩=1440r/mint0=9550p0/ =95505.5/1440=36.48 nmt1=9550p1/n1=95505.28/480=105.05 nmt2=9550p2/n2=95505.07/120=403.49 nmt3=9550p3/n3=85504.87/40=1162.71 nm將以上算得的運動的動力參數(shù)列表如下：軸名參數(shù)電動機軸i軸ii軸iii軸轉速n(r/min

7、)144048012040功率p(kw)5.145.285.074.87轉矩t(nm)36.48105.05403.491162.71五、設計帶和帶輪1、確定計算功率由文獻【1】 表8-7查得： =480r/min=120r/min=40r/min5.28kw5.07kw4.87kwt0=36.48 nmt1=105.05 nmt2=403.49 nmt3=1162.71nm設 計 計 算 及 說 明結 果= p=1.15.5式中 為工作情況系數(shù)， 為傳遞的額定功率,既電機的額定功率。2、選擇帶型號根據(jù) ， ,查文獻【1】 圖8-11和 表8-9選用帶型為a型帶3、選取帶輪基準直徑 查文獻【1

8、】 表8-6和 表8-8得小帶輪基準直徑 ，則大帶輪基準直徑 ,查文獻【1】 表8-8后取 。4、驗算帶速vv= = =8.44m/s一般使v帶速度在525m/s范圍內，最高不超過30m/s，帶能充分發(fā)揮。5、確定中心距a和帶的基準長度 由于 ,所以初步選取中心距a： ，初定中心距 ，所以帶長,= =2500+ (112+224)+ =1534mm查文獻【1】 表8-2選取基準長度 得實際中心距=500+(1600-1534)/2=534mm6、驗算小帶輪包角 = = ，包角合適。7、確定v帶根數(shù)z 因 =112mm，帶速v=8.44m/s，傳動比 =3，查文獻【1】 8-4a和=6.05kw

9、v=8.44m/s=1543mma=534mm 設 計 計 算 及 說 明結 果8-4b并由內插值法得=1.61， =0.17,查文獻【1】 表8-2得 =0.99查文獻【1】 表8-5,并由內插值法得 =0.97,=6.05kw，由 公式8-26得z= = =3.56故選z=4根帶。8、計算預緊力 查文獻【1】 表8-3可得 ,故單根普通帶張緊后的初拉力為=500 =148.45n9、計算作用在軸上的壓軸力 =2z sin =24148.45sin =1181.1n六、各齒輪的設計計算（一）高速級齒輪傳動的設計計算1、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，故大小齒輪都選用

10、硬齒面漸開線斜齒輪齒輪材料及熱處理 材料：高速級小齒輪選用 鋼調質，齒面硬度為小齒輪 4855 hrc取小齒齒數(shù) =24高速級大齒輪選用 鋼正火，齒面硬度為大齒輪4855 hrc z =iz =424 齒輪精度按gb/t100951998，選擇7級，齒根噴丸強化。2、初步設計齒輪傳動的主要尺寸按齒面接觸強度設計z=3.56=148.45n=1181.1n設 計 計 算 及 說 明結 果確定各參數(shù)的值:試選 =1.6查文獻【1】 圖10-30 選取區(qū)域系數(shù) z =2.433 由文獻【1】 圖10-26 則 =0.77+0.87=1.64由文獻【1】 公式10-13計算應力循環(huán)次數(shù)n =60n j

11、 （ 為齒輪轉速，j為齒輪每轉一圈時，同一齒面嚙合的次數(shù)， 為齒輪工作壽命）n =604801（2830010）=1.382 = =3.456 ( )查文獻【1】 10-19圖得：k =0.95 k =0.98查表 圖1021e 得 齒輪的疲勞強度極限取失效概率為1%,安全系數(shù)s=1,應用公式得: = =0.951100=1045mpa = =0.981100=1078mpa 許用接觸應力 =1061.5mpa查文獻【1】由 表10-6得： =189.8mp 由 表10-7得: =0.8t =95.510 =95.510 5.28/480=105050nmm=105.05nm3、設計計算小齒輪

12、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=1.382 =3.456 =1045mpa =1078 mpa=1061.5mpa=39.28mm設 計 計 算 及 說 明結 果b= =0.839.28計算摸數(shù) 初選螺旋角 =14 = = =1.588mm計算齒寬與高之比 齒高h=2.25 =2.251.588 =3.573mm = =8.797計算縱向重合度=0.318 =1.522計算載荷系數(shù)k使用系數(shù) =1根據(jù)v=0.987m/s,7級精度, 查文獻【1】由 表10-8得動載系數(shù)k =1.04,查文獻【1】由 表10-4得k : k =1.286查文獻【1】由 表10-1

13、3得: k =1.26查文獻【1】由 表10-3 得: k = =1.2故載荷系數(shù):kk k k k =11.041.21.286=1.605按實際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑d =d =39.28 =39.32mm4. 齒根彎曲疲勞強度設計由彎曲強度的設計公式 (1) 確定公式內各計算數(shù)值 小齒輪傳遞的轉矩 105050nmm 確定齒數(shù)zb=31.424mm=1.588mmh=3.573mmk1.605d =39.32mm設 計 計 算 及 說 明結 果因為是硬齒面，故取 24， 計算當量齒數(shù)z /cos 24/ cos 14 =26.27z /cos 96/ cos 14 =105.09

14、初選齒寬系數(shù) 按不對稱布置，由表查得 0.8 初選螺旋角 初定螺旋角 14 載荷系數(shù)kk =11.041.21.26 查文獻【1】齒形系數(shù)y 和應力校正系數(shù)y 由文獻【1】 中表10-5得齒形系數(shù)y 2.592 ； y 2.176 應力校正系數(shù)y 1.596； y 1.7947計算大小齒輪的 查文獻【1】圖10-20d得到彎曲疲勞強度極限小齒輪 大齒輪 查文獻【1】由圖10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù)：k =0.86 k =0.89 取彎曲疲勞安全系數(shù) s=1.4 = =385.29mpa = =252.43mpa 小齒輪的數(shù)值大，因此選用。（2）設計計算 計算模數(shù)=26.27=105.09k=1.572 =385.29mpa =252.43mpa設 計 計 算 及 說 明結 果=1.573對比計算結果，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)，圓整為標準模數(shù),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 =39.42 來計算應有的齒數(shù).于是由: z = =19.08 取z =20那么z =420=80 幾何尺寸計算計算中心距a= = =103.061mm將中心距圓整為103 按圓整后的中心距修正螺旋角=arccos 因 值改變不多,故參數(shù) , , 等不必修正.計算大.小齒輪的分度圓直徑d =