機械設計基礎課程設計三級變速器

1、目錄一、傳動方案分析 2二、選擇電動機 3三、計算總傳動比及分配各級的傳動比 5四、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)5五、V帶傳動設計計算 7六、直齒圓柱齒輪傳動設計計算 11七、滾動軸承的選擇及校核計算 16八、軸的結構設計計算19九、聯(lián)軸器的選擇計算 25十、潤滑與密封 26十一、參考文獻 28十二、設計小結 29一、傳動方案分析機械設計課程設計題目：設計兩級圓柱齒輪減速器減速器工作條件：此減速器用于熱處理車間兩件清洗傳送帶的減 速，此設備兩班制工作，工作期限十年，戶內(nèi)使用。傳送方案如下圖所示：已知工作條件：鼓輪直徑300mm傳送帶運行速度0.7m/s ,傳送帶從動軸所需扭矩900N- m為了

2、估計傳動裝置的總傳動比范圍，以便選擇合適的傳動機構和擬定傳動方案，可先由已知條件計算鼓輪的轉速，即：60 x 1000 vw二 D6010000 .7兀 x 30045 r / min二、選擇電動機1、電動機類型選擇根據(jù)電源及工作機工作條件，選用臥式封閉型Y（ IP44、系列三相交流異步電動機。1 ）、工作機所需功率Tnw955090口5 4.2kw95502 ）、電動機輸出功率為Pd2、電動機功率的選擇Pd傳動裝置的總效率n n n式中 1245為從動機至工作機之間的個傳動機構和軸承的效率。查機械設計課程設計表 2-4得：V帶傳動效率1=0.96，圓柱齒輪傳動效率為2=0.97，滾動軸承效率

3、 3=0.99，彈性聯(lián)軸器傳動效率4=0.99,平帶傳動效率5 = 0.96。貝卩：= 2 51 23 4 5二 0.95 0.972 0.995 0.99 0.960.81Pd 二二r4.20.815.2kw根據(jù)電動機輸出功率 Pd = 5.2kw，查表選擇電動機的額定功率p ed 二 5.5 kw3)、電動機轉速的選擇為了便于選擇電動機轉速，先推算電動機轉速的可選范圍。由機械設計課程設計表2-1查得V帶的傳動比范圍為i24，高 速齒輪傳動比i2=36低速齒輪傳動比i2=36。則傳動裝置的總的傳動比為i = i1i2i 18 144故電動機轉速范圍為nd 二 nwi = 810 6480r

4、/ min可見同步轉速為，150(J/min、3000 r / min的電動機均符合要求。由于3000 r / min的電動機體積小，轉速高，傳動不平穩(wěn)；因此選同步轉速1500/min :方 案電動機型號額定 功率kw電動機轉速r/mi n電動 機質 量 kg傳動裝置的傳動比同步滿轉總傳動比V帶二級減速器1Y132S-45.515001440 68322.512.8由表中數(shù)據(jù)可知，選定電動機型號為Y132S-4三、計算總傳動比及分配各級的傳動比1、傳動裝置總傳動比2、分配各級傳動比取V帶傳動的傳動比為ij=32nw45i廠2.5，貝卩兩級減速器的傳動比為二 i2i3燙-12.82.5兩級圓柱齒

5、輪減速器高速級齒輪傳動比為 i2，低速級齒輪傳動比為 L，取 i2 = 1.3i3 則:ij二 i2i1.3i'-12.8二 3.14四、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1、各軸轉速電動機軸為0軸，減速器高速軸為I軸，中速軸為II軸，低速軸為III軸，則各軸轉速分別為:n0 = nm = 1440r / minnii1576r/min2.5n2n = i2敗 140r/min4.1n3noii140 二 45r/min3.142、各軸輸入功率按電動機額定功率p.d計算各軸輸入功率Po 二 Ped 二 5.5kwp廠 口 廠 5.5 0.95 二 5.23kwP2 = 5 2 3 = 5.2

6、3 0.97 0.99 = 5.02kw p3 = p2 2 3 二 5.02 0.97 0.99 二 4.82kw3、各軸轉矩T0 二 9550 直二 9550 至 36.48N mn01440p.5.23T廠 9550 955086.71N m2n1576po5.02T廠 95502 二 9550342.44N m2 n2140T3 - 9550 P = 9550 = 482 = 1022.91N m3 n3454、各軸輸入轉速、功率、轉矩如下表所示：項目電動機軸高速軸中間軸低速軸轉速r/min144057614045功率kW5.55.235.024.82轉矩N m36.4886.7134

7、2.441022.91傳動比2.54.13.14效率0.960.960.96五、V帶傳動設計計算電動機轉速n。二nm = 1440r/min ,帶輪所連減速器高速軸I軸 轉速為n廠576r/min，傳動裝置輸入功率為p廠5.2kw。1、求計算功率Pc由機械設計基礎（第五版）查表13-8得k 1.2，故計算功率為：Pc = p1k 5.2 1.2 二 6.24kw2、選擇V帶型號根據(jù) Pc = 6.24kw，n。= nm = 1440r / min由機械設計基礎（第五版）查圖13-15得坐標點位于A型界內(nèi)， 故初選普通A型V帶。2、計算大、小帶輪基準直徑d1、d2由機械設計基礎（第五版）查表13

8、-9可知，d1應不小于80mm現(xiàn)取d廠100mmn0d2由'nTd得d2 宀1（1）n11440100 （1 - 0.02） = 245mm576取d2 二 250mm4、驗算帶速Vgn°v60 10003.14 100 1440 一6 1000=7.54m/s帶速在525m/s范圍內(nèi)，符合要求5、求V帶基準長度Ld和中心距a初步選取中心距ao "1.5(d1 d2) =.5 (100 '250)525mm取 a。二 550mm，符合 0.7Q d2） ： a。： 2（dd2） 式 L° = 2a° 3（6 d2）©山）4a&#

9、176;兀(250 100)2二2 550 -(100 250)=1660mmL04 550查機械設計基礎（第五版）表 13-2，對V帶選用Ld 二 1800mm。由式a =玄 5 2®得a° 二 550 型口60 = 620mm26、驗算小帶輪包角'1由宀=180：-妝色57.3a250 f 100:-1 =18057.3 =166120550合適7. 確定v帶根數(shù)z因 d1 .100mm，帶速 n°= 1440r/min，傳動比 h =2.5,查課表 13-3 和 13-5 得 p0 =1.32kw,. ：p0 =0.17kw.查課本表13-7得Kl=

10、1.01由：1 =167查課本表13-2得k =0.97由公式得PeaZ （P0 .巾0）k-.ki 故選Z=5根帶。6.24(1.390.17) 0.97 1.01-4.088. 計算作用在帶輪軸上的壓力Fq查課本表13-1可得q=0.1kg/m,故：單根普通V帶張緊后的初拉力為Pea 2.526.24P00 2.52F0 = 500 ea(1) qv2(1) 0.1 7.542 =136Nzv k：.5 7.540.97計算作用在軸上的壓軸力Fqa1166 ：Fq =2z F°sin 1 =2 5 136 sin1350N2 29、帶輪結構設計小帶輪設計制造成實心式帶輪大帶輪設計

11、制造成腹板式帶輪3 - 在高速軸與大帶輪結合處軸的直徑最小有公式 d _C Plmm ,軸的V ni材料為45鋼查課本表14-2得C =118107,則d _ 24.9 27.9mm，查課程設計手冊表11-2取安裝帶輪處直徑ds二25mm大帶輪直徑d2二224mm對照機械設計基礎（第五版）P223頁圖13-17與P224頁的表13-10可的以下參數(shù)：bd11mmd224mmha3mmds25mmhf9mmda230mme15mmdh45mmf9mmL40mm6480B123mm六、直齒圓柱齒輪傳動設計計算（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

12、制， 故大小齒輪都選用硬齒 面漸開線圓柱直齒輪。齒輪材料及熱處理材料：260HBS ，250HBS ，高速級小齒輪選用45二鋼調(diào)質，齒面硬度為大齒輪二 Hiin1 =580Mpa,；FE1 =470Mpa高速級大齒輪選用45二鋼調(diào)質，齒面硬度為大齒輪二 Hlin 2 二 570Mpa,o>E2 = 460Mpa由表 11-5，取 SH = 1.1, SF = 1.25；H1= Sm!=527MPaSh"l518MPa；“=空=376MPaSff=豆=368MPaSf2. 齒輪精度按 GB/T1009A 1998，選擇 8 級3.初步設計齒輪傳動的主要尺寸高速級傳動比i2 =4.

13、10，高速軸轉速576r / mi n傳動功率R 二 5.23kw齒輪按8精度制造。取載荷系數(shù)（表11-6） d = 0.8小齒11-3） K =.5齒寬系數(shù)（表= 9.55 106 旦= 9.55 106 523n15760.87 105N mm取 Ze =188（表 11-4），Zh =2.53d1 -2KT1 u -1（ZhZe）2d u （ h3 2 1.5 0.87 1054.11 188 2.5 2一 4.1（518）0.8:69.4mm齒數(shù)乙二30，則乙二4.1 30 = 123,則實際傳動比i2二Zi123304.1di 69.4模數(shù)m = 莎二 4.09齒寬 b 二 dd =

14、 0.8 69.4 二 55.5mm 取 b 60mm,b 65mm按表 4-1 取 m 二 2.5mmd2 =123 2.5 = 307.5mmd d2中心距2 = 193.75mm2= 30 2.5 二 80mm4.驗算齒輪彎曲強度齒形系數(shù) YFa1 =2.56，Ysa1 =1.63YFa2 =2.13，Ysa2 "81F12KY /皿bm2z2 1.5 0.87 105 2.56 1.63260 2.530=90.8Mpa二 F1 = 376MpaF2YFa2YSa2F1YFaYsa190.8 2.13 1.812.56 1.63二 83.9Mpa二 F2 = 368Mpa安全

15、5.小齒輪的圓周速度切d3.14 匯 80576 c “ ，v 一2.41m/s60000 60000對照表11-2可知選用8級精度是合適的（二）低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，故大小齒輪都選用硬齒面漸開線圓柱直齒輪。齒輪材料及熱處理材料：小齒輪選用45二鋼調(diào)質，齒面硬度為大齒輪 270HBS，Hlin 1 = 610Mpa,QFEi =470Mpa大齒輪選用45二鋼調(diào)質，齒面硬度為大齒輪260HBS,二Hiin 2 = 600Mpa, ；Fe2 = 460Mpa由表 11-5，取 SH =1.1, SF -1 -25cH1 = -=545

16、MPacH2 = -=545MPaSH5 = 土 =376MPaSF"2 =368MPaSf2. 齒輪精度按 GB/T1009A 1998，選擇 8 級3. 初步設計齒輪傳動的主要尺寸高速級傳動比i3二3.14，高速軸轉速n 140r/min傳動功率P2 =5.02kw齒輪按8精度制造。取載荷系數(shù)（表11-3） K二1.5齒寬系數(shù)（表11-6） d =0.8小齒輪上轉p5 02T/ 9.55 106 亠 9.55 1063.42 105N mmn2140取 Ze =188(表 11-4) , Zh =2.52KT1 u _1 ZhZe 2 35 (H E ) 1.5 3.42 103

17、.14 1 188 2.5 2'()V0.83.14545:110.4mm齒數(shù)Z1 = 32 ,貝y Z2二2.72 32 = 1 0 1則實際傳動比i3101323.15模數(shù)md1110.4乙-32=3.45mmdu6齒寬 b = dd =0.8 115 = 88mm取 b2 = 90mm, 0 = 95mm按表 4-1 取 m= 3.5mm ，d 32 3.5 = 112mmd2 - 101 3.5 二 353.5mmpl + pl中心距 a = -1 = 232.75mm4. 驗算齒輪彎曲強度齒形系數(shù) Yf31 =2.63，Ysa1 =1.65Yf32 =2.21，Ysa2 = 1.832KY Fa1Ysa1bm2z2 1.5 3.42 105 2.53 1.6390 3.52 32=137Mpa 二 F1 = 376MpaYFa2YSa2C F2-F1YFa1YSa1115 2.21 1.83-2.56 1.65= 119Mpa ：二 F2 =368Mpa5. 齒輪的圓周速度二 0.87m/s巧