1、精品 料推荐机械课程设计设计用带传动的传动的减速箱装置0精品 料推荐目录一设计任务 -2二系统总体设计方案 -2三电动机的选择 -3四传动装置总体设计 -4五传动零件的设计计算 -5六轴的计算 -15七轴承的选择 -26八箱体设计 -29九润滑密封 -32十小结 -33十一参考文献 -33一、设计任务1精品 料推荐题目 23设计用于带传动的传动装置原始数据：1. 输送带牵引力 F 2.1kN ，输送带转速 1.4m / s ，输送带的鼓轮直径： 450mm。2. 输送机运转方向不变，载荷平稳；3. 输送带的鼓轮传动效率为 0.97；4. 工作寿命 15 年，每年 300 工作日，每日 16 小
2、时。完成任务：1）完成减速器装配图1 张（ A0 或 A1）；2）零件工作图 13 张；3）编写设计计算说明书1 份。二初步设计2精品 料推荐三电动机的选择1.选择电动机的类型综合考虑一般选择笼型三相异步电动机，该电动机载荷大，价格便宜2.计算电动机的容量运输带机构输出的功率：WF V2100 1.4P =2.94kwP =KWW10002.94KW1000粗略估算传动装置的总效率查得：1 是联轴器效率：0.972 是减速器传动效率：0.953 是链传动效率：0.964 是带传动效率：0.97初步估算总的传动效率，解得：12340.850.85dPw2.94Pd3.45kwP =0.853.4
3、5KW3. 确定电动机的转速：输送带的带速为1.4m/s 输送鼓轮直径为450mmwv1.4nw 60 r/minn =D60r / min0.45减速机构只有一个二级减速箱和链传动，同时考虑两种传动方式的最大传动比和设计尺寸，选择电机的转速为nw 1500 r/min电动机型号额定功率同步转速满载转速轴径Y112M-441500144028mmi=25四传动装置的总体设计3精品 料推荐1计算传动装置的总转动比并分配各级传动比：1）传动装置的总传动比为：nm1500i25nw602）分配各级传动比：链传动的传动比常用范围为 2-5 ，圆柱齿轮传动比常用范围为 3-5 。因为减速箱有两级减速，
4、所以选择链传动的传动比为 2，减速箱的传动比为 12.5两级齿轮的传动比可计算出：i1(1.3 1.5)i1.3i4.03i2i3.1i1所以减速箱高速级传动比为4.03，低速级传动比为3.1，链传动的传动比为 22. 计算传动装置的运动参数和动力参数：n、nnnr 分别为 1、 2、 3 和工作轴的转速；PPP设 12 、 3 、1 、2 、3 、n11500Pw 分别为对应轴的功率； T1 、T2、 T3 、Tw 分别为输入转矩；i01 、 i12、i 23 、 i3 w 分别为各轴之间的传动比；01 、 12 、 23 、3 w 分别为电动n2372.21机轴到 1 轴、1 轴到 2 轴
5、、2 轴到 3 轴、3 轴到工作轴之间的传动效率。若按电动机的工作顺序进行推算，可求得各轴的动力和运动参数如下：n31201） 各轴输入转速：1 轴n1nm1500r / mini012 轴n2nm1500i12372.21r / min4.033 轴n3n2372.21i23120r / min3.12） 各轴功率：设：c =0.97 为联轴器效率P13.395b =0.96 为链传动效率P23.327r =0.99 为一对滚动轴承效率4精品 料推荐g =0.99 为一对齿轮传动的效率1 轴P1Pdc3.50.973.395kw2 轴P2P12Pdcrg3.3950.990.993.327k
6、w13 轴P3P223P2rg3.3270.990.993.261kw工作轴PwP23wP3rb3.2610.990.963.1kw3） 各轴转矩：1 轴T19550 P195503.395 N m21.6 N mn115002 轴T9550 P295503.327 Nm 85.36 Nm2n2372.213 轴T39550P395503.261Nm259.52 Nmn3120工作轴Tw9550 P395503.1 N m493.42 N mn360将运动和动力参数计算结果进行整理：1 轴2 轴3 轴工作轴转速1500372.2112060（ r/min ）输 入 功3.3953.3273.2
7、613.1率 P(kw)转矩21.685.36259.52493.42T(N.m)传 动 比4.033.12(i)五传动零件的设计计算：1、链传动的设计已知主动链轮的转速为120r/m，从动链轮的转速为60r/m，传递的功率为 3.261KW（1）选择链轮齿数取小链轮齿数Z1 =19 ，大链轮齿数Z2iZ1 =38（2）确定计算功率根据链传动的工作情况、主动链轮齿数和链条排数，将链传动所传递的功率修正为当量的单排链的计算功率：P33.261T121.6T285.36T3259.525精品 料推荐PcaK A K Z ? PK P输送机运转方向不变，工作载荷稳定， 所以工况系数K A =1 ，查
8、表得齿数系数 K Z =1.55，因为该链传动速度低传动比小，所以选用单排链，则计算功率为： PcaK A K Z ? P 1 1.55 3.2165.05KWK P（3）选择链条型号和节距根据 Pca5.05KW ，及主动链轮转速为120r/m 查图表得链条型号为20A ，查表得链条节距为31.75（4）计算链节数和中心距初选中心距 a0(3050)P （ 3050） 31.75= 952.5 1587.5mm取 a01000mm ，相应的链长节数为Lp 02 a0 Z1Z2( Z2Z1) ? 2P96.79PZ2a0取链长节数 Lp96 节，查表得中心距系数f=0.24896 ，则链传动的
9、最大中心距为：afP 2LP(Z1Z2 )7.90448 135=1067.1所以选取中心距为1000mm 合适（5）计算链速V ，确定润滑方式n1 z1 P120 19 31.75V1000601.2065m/s601000由 V=1.2065m/s 和连号 20-A ，查图得应采用油池润滑或油盘飞溅润滑（6）计算压轴力 FpP10003.261有效圆周力为：Fe 10002703NV1.2065压轴力： FpK FP ? Fe 1.1527033108.45 N（7）链轮的基本参数和主要尺寸分度圆直径：d1P31.75180384.48mm0.0826sin()Z16精品 料推荐d2P31
10、.75180193.90mm0.1646sin()Z22.高速级齿轮的设计计算1） 齿轮类型，精度等级，材料及齿数的选定如图所示传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动运输机为一般工作器，速度不高，所以选用7 级精度材料选择，查表选择小齿轮材料为40Cr，硬度为280HBS ，大齿轮材料为45 钢，硬度为240HBS ，二者材料硬度差为40HBS 。2） 选小齿轮齿数Z126 ，大齿轮齿数为：Z 2 =Z1i1 Z14.0326104.78 ，取 Z 2 =1053） .按齿面接触强度设计由设计计算公式:d1t2.32 3kt T11 (Z) 2dH 确定公式内的各数值（1）试选载荷系数kt1.4（2）
11、计算小齿轮传递的转矩T121.6Nm（3）查表选取齿宽系数d 1.0（4）查表选取材料的弹性影响系数Z E189.8MPa（5）查表得小齿轮H lim 1530MPa大齿轮MPaH lim 2480（6）计算应力循环次数：N1 60n1 jL h6015001(16 300 15)6.48 10 99N2N1 6.48 10 1.6 108i14.03（7）查表得接触疲劳寿命系数kHN 10.90kt1.4d 1.0ZE189.8H lim 1530H lim 2480N16.48109N21.6108kHN 10.90kHN 20.95S=1 H 477kHN 20.957精品 料推荐（8）
12、计算接触疲劳许用应力为：H 2 456取失效概率为1%，安全系数 S=1，得：H 1kHN1H lim10.90530MPa 477MPaSH 2kHN 2H lim20.95480MPa456MPau=4.03S4）计算（1）试算小齿轮分度圆直径d1t,代入 H 中较小的值d1t43.31d1t 2.32 3kt T11 (Z E ) 2dH v3.4= 2.323 1.42.151045.03 (189.8)2 mm43.31mm1.04.03456b43.31（2）计算圆周速度 vvd1t n143.13 1500100060m / s 3.4m / s601000(3) 计算齿宽 bb
13、d .d1t1.043.31mm43.31mm(4) 计算齿宽与齿高之比 b/h模数mtd1t43.31 mm 1.666mmZ126齿高h2.25mt2.25 1.666mm 3.75mmmt1.666h3.75b11.55hkv1.12b43.31h3.7511.55（5）计算载荷系数根据 v=3.4m/s,7 级精度。查表得动载系数kv1.12直齿轮，假设k A Ft100 N / mm，由表查得bk HakFa1查表得使用系数kA1.00查表得 7 级精度，小齿轮相对支承非对称布置时20.23 10 3 bk H 1.12 0.18(1 0.6 d ) d2k HakFa1k A1.0
14、0kH1.4178精品 料推荐将数据代入，得kH 1.12 0.18(1 0.6 12 )120.23 10 3 39.034 1.417由 b 11.55hkF1.40k H1.417 查图得1.587kkF1.40 ，故载荷系数为：k kA kv kH kH1.00 1.2 1 1.417 1.587（6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径d1 d1t 3k43.31 3 1.587mm 45.16mmkt1.4（7）计算模数mm=d1/Z 1=42.936/24mm=1.74mm5） 按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为3 式（ 10-5 ）：m2kT1YFa YSa)2(3F d
15、 Z1确定公式内的各计算数值（ 1）由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限MPaFE 1450大齿轮的弯曲疲劳极限FE 2400MPa（ 2）由图查得弯曲疲劳寿命系数kFN 10.85kFN 20.88（ 3） 计算弯曲疲劳许用应力：取弯曲疲劳安全系数 S=1.4，得：kFN 1FE 10.85450273.21MPaF 1MPaS1.4kFN 2FE 20.88400251.43MPaF 2MPaS1.4（ 4）计算 kkA kv kFa kF1.001.121 1.351.512（ 5）查取齿形系数YFa12.60YFa 22.176（ 6）查取应力校正系数d145.16mmm=1.74FE 1
16、450FE 2400kFN 10.85kFN 20.88F 1273.21F 2251.43k1.512YFa 12.60YFa 22.176YSa11.595YSa21.7949精品 料推荐YSa11.595YSa21.794（ 7）YFa YSa并加以比较计算大，小齿轮的F YFa1YSa1F 10.01518YFa 1YSa12.60 1.5950.01518F 1273.21YFa 2YSa22.1761.7940.01553F 2251.43设计计算：2kT1YFa YSam3d Z12( F )= m321.5122.151041.1412620.01553对比计算结果， 由齿面接
17、触疲劳强度计算的模数m 大于由齿根计算的模数，由于齿轮模数m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由接触强度算得的模数1.14 并就近圆整为标准值m=1.5mm ，按接触强度算得的分度圆直径 d1=43.31mm, 算出小齿轮齿数d143.31Z128m1.5大齿轮齿数Z24.03 Z15.0228112.84取 Z2 =113这样设计出的齿轮传动既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。6）几何尺寸计算计算分度圆直径d1Z1m281.5mm42mmd2Z2 m1131.5
18、mm169.5mm计算中心距：a(d1d2 ) / 2(42169.5) / 2105.75mm计算齿轮宽度bd d1142mm42mmYFa 2YSa 20.01553F 2m=1.5Z128Z2113d142d2169.5a 105.75b 42B2=42B1=4710精品 料推荐取 B2=42 ， B1=47 7）验算Ft2T22.16 104N 1029Nd142kA Ft1.001029100N / mm 合适bN / mm 24.5N / mm423.低速级齿轮的设计1） 齿轮类型，精度等级，材料及齿数的选定如图所示传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动运输机为一般工作器，速度不高，所以选
19、用7 级精度材料选择，又查表选择小齿轮材料为40Cr，硬度为 280HBS ，大齿轮材料为45 钢，硬度为 240HBS ，二者材料硬度差为 40HBS 。2) 选小齿轮齿数Z326 ，大齿轮齿数为：Z 4 = Z3i2 Z33.1 26 80.6 ，取 Z 4 =813） .按齿面接触强度设计由设计计算公式（10-9a）试算，即：d1t 2.32 3kt T11 ( Z )2d H 确定公式内的各数值（1）试选载荷系数kt1.3（2）小齿轮传递的转矩T285360 N m（3）查表选取齿宽系数d1.0（4）查表取材料的弹性影响系数Z E189.8MPa（5）查表得小齿轮H lim 1530M
20、Pa大齿轮MPaH lim 2480（6）计算应力循环次数：N1 60n1 jL h60 372.21 1 15 300 16 1.608 109N4N3 1.608 109 5.187 108i23.1（7）查表得接触疲劳寿命系数kHN 10.90kt1.3d 1.0ZE189.8H lim 3530H lim 4480N31.608109N45.187108kHN 10.90kHN 20.9511精品 料推荐kHN 20.95S=1（8）计算接触疲劳许用应力为：H 3477取失效概率为1%，安全系数S=1，得：H 3kHN 3H lim 30.90530MPa477MPaS456 H 4H
21、 4kHN 4H lim40.95480MPa456MPaS4) 计算(1) 试算小齿轮分度圆直径 d2t, 代入 H 中较小的值d 2 t2.32 3kt T21 (Z E) 2d2 t68.221dH= 2.323 1.38.5361043.1 1(189.8)2 mm 68.221mm13.1456v1.33(2) 计算圆周速度 vvd2t n23.14 68.221 372.21 m / s1.33m / s60100060 1000b 68.221(3) 计算齿宽 bbd .d2t1.068.221mm68.221mm(4) 计算齿宽与齿高之比 b/hmt2.624模数mtd2t68
22、.221 mm2.624mmh5.904Z326齿高 h2.25 mtb11.562.25 2.624mm 5.904mmb68.221hh11.565.904kv1.05（5）计算载荷系数根据 v=1.33m/s,7 级精度。查表得动载系数 kv1.05k A Ft100 N / mm，查表得直齿轮，假设k HakFa 1bk HakFa1查表得使用系数kA1.00由表查得7 级精度，小齿轮相对支承非对称布置时12精品 料推荐k H1.120.18(10.6 d2 ) d20.2310 3 b将数据代入，得kH1.423kH1.120.18(10.6 12 )120.2310 3 69.18
23、4 1.423由 b 11.56 hkH1.423 查图得k F1.45 ，故载荷系数为：k1.494kkA kv kH kH1.001.05 1.0 1.423 1.494（6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径d2 71.485d2d2t 3k68.2113 1.494 mm 71.485mmkt1.3m=2.75（7）计算模数mm=d2/Z 3=71.458/26mm=2.75mm5) 按齿根弯曲请度设计由 110-5 式 弯曲强度的设计公式为：m2kT2YFa YSad Z32 ( F )3确定公式内的各计算数值FE 3450 由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE 3450MPaF
24、E 4400大齿轮的弯曲疲劳极限MPak FN 30.88FE 4400 由图查得弯曲疲劳寿命系数k FN 40.95kFN 30.88kFN 4 0.95计算弯曲疲劳许用应力：取弯曲疲劳安全系数S=1.4，得：F 3282.86F 30.88450 MPa282.86MPak FN 3FE 3F 4271.43S1.4F 1k FN 4FE 40.95400271.43MPaSMPa1.4k1.624 计算载荷系数kkA kvkFa kF1.001.121.01.451.62413d2=71.458mm,算出小齿精品 料推荐 查取齿形系数YFa 32.62.6由表查得 YFa 3YFa 4 2.22 查取应力校正系数YFa 42.222由表查得 YSa31.595YSa4 1.77YSa31.595计算大，小齿轮的YFaYSa并加以比较YSa41.77F YFa 3YSa32.6 1.5
