机械设计课程设计-V带传动二级圆柱斜齿轮减速器.doc

山 东 大 学机械设计课程设计说明书设计题目：V带传动二级圆柱斜齿轮减速器学院： 班级： 学号： 设计人： 指导老师： 完成日期：2016年1月15日 目录一、设计任务书 - 1 -(一）设计任务 -1 -（二）原始数据 - 1 -（三）工作条件 - 1 -二、传动总体方案设计 - 1 -（一）平面布置简图- 1- （二）电机和工作机的安装位置 - 2 -（三）运输带功率- 2 -（四）确定电动机型号 - 2 - (五)计算各级传动比和效率 - 2 -（六）计算各轴的转速功率和转矩 - 3 -三、V带传动设计计算 - 4-四、齿轮传动设计 - 6 -（一）对高速齿轮设计: i=4- 7-（二）对低速速齿轮设计: i=3- 11-五、轴的设计-16-六、轴承的选择与设计 - 27-七、键联接的设计 - 30 -八、联轴器的计算与设计 - 30 -九 减速器润滑方式，润滑油牌号及密封方式的选择 - 31-十、 装配图设计 - 32 -十一、 零件图绘制 - 34 -十二、 课程体会与小结 - 34-十三、参考文献 - 35 -一、设计任务书（一）设计任务铸工车间一造型用砂型运输带，系由电动机驱动传动装置带动，该减速器传动装置由一个双级齿轮减速器和其他传动件组成，运输带每日两班制工作，工作7年。设计此传动装置。（二）原始数据运输带主动鼓轮轴输入端转矩800N/m主动鼓轮直径300mm运输带速度0.55m/s（三）设计工作条件两班制工作,空载启动，轻微载荷，常温下连续(单向)运转，工作环境多尘；三相交流电源，电压为380/220V二、传动总体方案设计（一） 平面布置简图： 此传动系统由电动机驱动。电动机先通过联轴器将动力传入带轮，再由带轮传到两级圆柱减速器，然后通过联轴器将动力传至砂型运输带。传动系统中采用两级展开式圆柱齿轮减速器，其结构简单，但是齿轮相对于轴承位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，高速级及低速级均为斜齿圆柱齿轮传动。（二） 电机和工作机的安装位置：电机安装在远离高速轴齿轮的一端；工作机安装在远离低速轴齿轮的一端。（三） 运输带功率： 传动效率传动装置选用装置效率带传动 V带 =0.95一对滚动轴承球轴承=0.99圆柱齿轮传动八级精度 =0.97联轴器弹性联轴器 =0.993电动机所需输出功率：（四） 确定电动机型号： 电机型号额定功率PM满载转速nm同步转速ns伸出轴长E中心轴高度HY132M1-64KW960r/min1500r/min80mm132mm（五） 计算各级传动比和效率：总传动比：各级传动比：高速级齿轮低速级齿轮V带（六） 计算各轴的转速功率和转矩：1、各轴输入功率： 轴I： 轴II： 轴III： 轴IV：轴V： 2、转速：轴I： 轴II： 轴III： 轴IV、轴V： 3、输出转矩： 轴I： 轴II： 轴III： 轴IV： 轴号参数IIIIIIIV输入功率P(Kw)3.4073.2373.1082.985转速n(r/min)960420.131105.03335.017输入转矩T(Nmm)3388973573282562813.998三、 V带传动设计计算计算项目计算内容计算结果定V带型号和带轮直径工作情况系数计算功率选带型小带轮直径取滑动率大带轮直径大带轮转速计算带长求求初取中心距带 长L基准长度Ld中心距a小轮包角求带根数带速传动比带根数求轴上载荷张紧力轴上载荷V带尺寸顶宽节宽 高度 带质量带轮结构带宽B小带轮直径D小大带轮直径D大由表11.5 （式11.19）由图11.15初取 由表11.6 （式11.15） （式11.20） 即 取 a=650mm （式11.2）由图11.4 （式11.3） （式11.4）由表 11.8 ；由表11.10 由表11.7 =0.969；由表 11.2 1.03 （式11.22） （式11.21）其中 带质量 由表11.4 =0.10kg/m （式11.23）由表11.4 由表11.4 由表11.4 D小=D1+2ha=125+22.75由表11.4 D大=D2+2ha=280+22.75A型取a=650mm=166.273120取=3根=175.282N=1044.155N=13mm=11.0mm=8mm=0.10kg/m=50mmD小=130.5mmD大=285.5mm 与所选电机外伸轴长E与中心轴高度H相比BE且D小H满足条件。四、齿轮传动设计（一）对高速齿轮设计: i=4计算项目计算内容计算结果选材大齿轮小齿轮齿面接触疲劳强度计算1.初步计算齿面转矩T齿宽系数接触疲劳极限初步计算许用接触应力Ad值初步计算小轮直径初步计算齿宽 b2.校核计算圆周速度v齿数Z模数m螺旋角使用系数使用系数齿间载荷分系数齿向载荷分布系数载荷系数K弹性系数ZE节点区域系数ZH重合度系数Z螺旋角系数Z接触最小安全系数工作时间应力循环次数接触寿命系数许用接触应力验算3.确定主要传动尺寸中心距螺旋角两齿轮实际分度圆直径齿宽b齿根疲劳强度验算齿形系数YFa应力修正系数YSa重合度系数 螺旋角系数齿间载荷分配系数齿向载荷分布系数载荷系数K弯曲疲劳极限Flim弯曲最小安全系数SFlim应力循环系数NL弯曲寿命系数YN尺寸系数YX许用弯曲应力F验算45钢 调质 硬度240HB40Cr 调质 硬度270HB 其中=0.3由图12.17C，小齿轮为合金钢，大齿轮为碳钢由表12.16估计 取 (式12.14)取=26，Z2=iZ1=104由表12.3 =2.5由表12.9由图12.9由表12.10先求 （式12.6） （表12.8） （表12.8） （表12.8） （表12.8）得 由表12.11 非对称分布 （式12.5）由表12.12由图12.16由式12.31因取故 （式12.32）由表12.14，一般可靠度，取假定工作时间七年 ,每年工作300天，双班制,则有由图12.18 （式12.11） （式12.29）将中心距圆整到168mm,由图12.21由图12.22 (式12.18) （式12.36）（当1时，按=1计算） （式12.35）由表12.10注前已求得 ，故KF=1.767由图12.14由图12.23c由表12.14由图12.24由图12.25 (式12.33)此对齿轮弯曲疲劳强度足够取取=42mmZ1=26；Z2=104=2.577 =2.5=1.25=1.13.222a=168mmError! Reference source not found.K=2.988（二）对低速级齿轮设计: i=3计算项目选材大齿轮小齿轮齿面接触疲劳强度计算1.初步计算齿面转矩T齿宽系数d接触疲劳极限初步计算许用接触应力HAd值初步计算小轮直径的的d1初步计算齿宽 b2.校核计算圆周速度v齿数Z模数m螺旋角使用系数动载系数齿间载荷分系数KH端面重合度纵向重合度总重合度齿向载荷分布系数KH载荷系数K弹性系数ZE节点区域系数ZH重合度系数Z螺旋角系数Z工作时间应力循环次数接触寿命系数许用接触应力H验算3.确定传动主要尺寸中心距a两齿轮实际分度圆直径d齿宽b齿根疲劳强度计算齿形系数YFa应力修正系数YSa重合度系数 Y螺旋角系数Y齿间载荷分配系数KF齿向载荷分布系数KF载荷系数K弯曲疲劳极限Flim弯曲最小安全系数SFlim应力循环系数NL弯曲寿命系数YN尺寸系数YX许用弯曲应力F验算计算内容45钢 调质 硬度240HB40Cr 调质 硬度270HB 由图12.17c （式12.15）估计 取 （式12.14）取Z1=33 , Z2=iZ1=333=99 由表12.3，=3mm由表12.9由图12.9由表12.10先求从表中可得KHa=1.4 （式12.6） （式12.8） （式12.8）由表12.11，非对称分布 （式12.5）由表12.12由图12.16由式12.31因取故 （式12.32）假定工作时间七年 ,每年工作300天，双班制,则有由图12.18 （式12.29）计算表明,接触疲劳强度较为合适，齿轮尺寸无需调整。因中心距未做圆整，故分度圆直径不会改变由图12.21由图12.22 （式12.18） （式12.36）（当1时，按=1计算） （式12.35）由表12.11注，前已求得 故 由图12.14由图12.23c由表12.14由图12.24由图12.25 (式12.19) （式12.33） 此对齿轮弯曲疲劳强度足够。计算结果取d1=89mm=80mmZ1=35 , Z2=101 =3.03=3=1.35=1.01KH=1.4K=2.699Cr 可得，轴承强度条件符合。e=0.68X=1Y=0=1.1P=1646.948N（二）、轴III上滚动轴承的设计初选型号Cr/NC0r/ND/mmB/mmN0/(r/min)7207AC290001920072178000计算项目计算内容计算结果轴承1所受径向力轴承2所受径向力轴承1的附加轴向力轴承2的附加轴向力轴向力轴上轴向力图轴承的轴向力eX,Y冲击载荷系数当量动载荷P计算额定载荷由表18.4由表18.4Fa2Fa1Fs2Fs1因为，故表18.7表18.8根据基本额定动载荷CrCr 可得，轴承强度条件符合。e=0.68X=1Y=0=1.1P=4762.242N（三）、 轴IV上滚动轴承的设计 初选型号Cr/NC0r/ND/mmB/mmN0/(r/min)7010AC252002100080167500 计算项目计算内容计算结果轴承1所受径向力轴承2所受径向力轴承1的附加轴向力轴承2的附加轴向力轴向力轴上轴向力图轴承的轴向力eX,Y冲击载荷系数当量动载荷P计算额定载荷由表18.4由表18.4Fs2FaFs1因为，故表18.7表18.8根据基本额定动载荷CrCr 可得，轴承强度条件符合。e=0.68X1=1,Y1=0X2=0.41,Y2=0.87=1.1P1=4521.473NP2=1674.933N七、键联接的设计设计要求： 根据轴径选择键，键材料为45号钢（调质），取=110MPa。由安装位置可知大带轮处选C型键，联轴器处选B型键，其余处选A型键。设计参数：轴径d 键槽宽 b 轮毂长L1 键长L(比轮毂小510mm,标准值) 有效长度L 连接传递的转矩T允许最大转矩T= 标号位置dmmbhL1mmLmmLmmTN.mmTN.mm1大带轮258x750454173573197312.52高速小齿轮4012x8585038735733009603高速大齿轮4614x95745312825622864404低速小齿轮4614x98880662825626098405低速大齿轮6018x118072548139988316006联轴器4514x9848080813998891000八、联轴器的计算与设计初步分析，由通用性及适合本传动装置的工作条件，选用弹性柱销联轴器。T=813998Nmm由表19.3，动力机为电动机，工作机载荷平稳，取 K=1.4Tc=KT=1.4X813998=119597.2Nmm根据：TnTc 取LX3型 J型轴孔 Tn=1250000N.mm d=45mm L=84mm 九、 减速器润滑方式，润滑油牌号及密封方式的选择 齿轮的润滑方式及润滑剂的选择齿轮润滑方式的选择高速级小齿轮圆周速度：高速级大齿轮圆周速度：低速级小齿轮圆周速度：低速级大齿轮圆周速度： 滚动轴承的润滑方式和润滑剂的选择滚动轴承内径和转速的乘积为：高速轴（II轴）：中间轴（III轴）：低速轴（IV轴）： 滚动轴承润滑剂的选择 VV1VV3（1）齿轮润滑方式的选择V=MAX【V, V, V, V】=1.492m/sV12 m/s，齿轮采用浸油润滑。即将齿轮浸于减速器油池内，当齿轮转动时，将润滑油带到啮合处，同时也将油甩直箱壁上用以散热。（2）齿轮润滑剂的选择由表6-29查得，齿轮润滑油选用工业闭式齿轮油，代号是：32,GB44384运动粘度为：28.835.2（单位为：，40）。dn=30420.131=12603.93mmr/mindn=35105.033=3676.155mmr/mindn=5035.017=1750.085mmr/min可见，dn均未超过2105mm r/min。由于脂润滑易于密封，结构简单，维护方便，在较长的时间内无须补充及更换润滑剂，所以滚动轴承的润滑选用脂润滑。脂的种类为通用锂基润滑脂（GB7324-87）,代号为ZL-2，滴点不低于175，工作锥入度,25每150g 265295（1/10mm）。V1.492m/sV1.492m/sV0.550m/sV=0.550m/s齿轮采用油润滑齿轮采用浸油润滑工业闭式齿轮油代号是：32滚动轴承采用脂润滑代号为ZL-2 密封方式的选择滚动轴承在透盖处的密封选择滚动轴承靠近箱体内壁的密封箱体密封选择放油螺塞凸缘式轴承端盖检查孔盖滚动轴承采用毡圈密封。使用挡油环箱体剖分面上应该用水玻璃密封或者密封胶密封采用材质为石棉橡胶板的油封垫使用调整垫片组进行密封采用软钢纸板进行密封十、装配图设计（一）、装配图的作用作用：装配图表明减速器各零件的结构及其装配关系，表明减速器整体结构，所有零件的形状和尺寸，相关零件间的联接性质及减速器的工作原理，是减速器装配、调试、维护等的技术依据，表明减速器各零件的装配和拆卸的可能性、次序及减速器的调整和使用方法。（二）、减速器装配图的绘制1、装备图的总体规划：（1）、视图布局：、选择3个基本视图，结合必要的剖视、剖面和局部视图加以补充。、选择俯视图作为基本视图，主视和左视图表达减速器外形，将减速器的工作原理和主要装配关系集中反映在一个基本视图上。布置视图时应注意：a、整个图面应匀称美观，并在右下方预留减速器技术特性表、技术要求、标题栏和零件明细表的位置。b、各视图之间应留适当的尺寸标注和零件序号标注的位置。（2）、尺寸的标注：、特性尺寸：用于表明减速器的性能、规格和特征。如传动零件的中心距及其极限偏差等。、配合尺寸：减速器中有配合要求的零件应标注配合尺寸。如：轴承与轴、轴承外圈与机座、轴与齿轮的配合、联轴器与轴等应标注公称尺寸、配合性质及精度等级。、外形尺寸：减速器的最大长、宽、高外形尺寸表明装配图中整体所占空间。、安装尺寸：减速器箱体底面的长与宽、地脚螺栓的位置、间距及其通孔直径、外伸轴端的直径、配合长度及中心高等。（3）、标题栏、序号和明细表：、说明机器或部件的名称、数量、比例、材料、标准规格、标准代号、图号以及设计者姓名等内容。查GB10609.1-1989和GB10609.2-1989标题栏和明细表的格式。、装备图中每个零件都应编写序号，并在标题栏的上方用明细表来说明。（4）、技术特性表和技术要求：、技术特性表说明减速器的主要性能参数、精度等级、表的格式参考机械设计标准，布置在装配图右下方空白处。、技术要求包括减速器装配前、滚动轴承游隙、传动接触斑点、啮合侧隙、箱体与箱盖接合、减速器的润滑、试验、包装运输要求。2、绘制过程：（1）、画三视图：、绘制装配图时注意问题： a先画中心线，然后由中心向外依次画出轴、传动零