1、机械设计程设计计算说明书题 目 二级分流式减速器 指导教师 王艾伦 院 系 机电工程学院 班 级 机械 0906 学 号 0808090717 姓 名 陈 良 完成时间 2012 年 3 月 1目录1. 设计任务书 22. 传动方案的拟定 23. 电动机的选择和计算 24. 传动比的分配 45. 传动装置的运动和动力参数计算 56. 齿轮的传动设计67. 轴的设计 1728. 轴的校核 259. 轴承的选择和校核计算2710. 键联接选择与校核 2911. 联轴器的选择 3212. 箱体附件设计 3213. 润滑方式及密封形式的选择 3314. 箱体设计3415. 课程设计总结 3516. 参
2、考资料 36计 算 及 说 明 结 果1 .设计任务书1.1工作条件与技术要求：输送带速度允许误差为5。输送机效率为 w=0.96；工作情况：单班制，连续单向运转，有轻微冲击，工作年限为 5 年，工作环境：室内，清洁；动力来源：电力，三相交流，电压 380V ；检修间隔期间：四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修：制造条件极其生产批量：一般机械厂，小批量生产。 1.2 设计内容（1）确定传动装置的类型，画出机械系统传动方案简图；（2）选择电动机，进行传动装置的运动和动力参数计算；（3）传动系统中的传动零件设计计算；（4）绘制减速器装配图草图和装配图各 1 张（A0 ）;（5）绘制减速器箱体零
3、件图 1 张（A1 ） 、齿轮及轴的零件图各 1 张（A2） 1.3 原始数据运输带曳引力 F（KN）：2运输带速度 V（m/s）： 1.2滚筒直径 D (mm)： 3002传动方案的拟定输送机由电动机驱动，电动机 1 通过联轴器2 将动力传入减速器3，在经联轴器 4 传至输送机滚筒 5，带动输送带 6 工作。传动系统中采用两级分流式圆柱齿轮减速器结构较复杂，高速级齿轮相对于轴承位置对称，沿齿宽载荷分布较均匀，高速级和低速级分别为斜齿圆柱=14600hhLF=2000NV=1.2m/sD=300mm两级分流式圆柱齿轮减速器4计 算 及 说 明 结 果齿轮和直齿圆柱齿轮传动。5计 算 及 说 明
4、 结 果3电动机的选择和计算1 选择电动机类型 按已知工作条件和要求，选用 Y 系列一般用途的三相异步电动机2 选择电动机的容量1）滚筒所需功率 ： wP=FV/1000=20001.2/1000=3.0kww滚筒的转速 n=601000V/D=63.7r/min2）电动机至滚筒之间传动装置的总效率为 ：231w其中 ， ， ， 分别为传动系统中联轴器，齿轮传动及轴承的效率， ， 是滚筒的效率，=0.99， =0.98， =0.98 =0.96 123w0.8523230.98.096w3）确定电动机的额定功率 edP电动机的输出功率为= /dPw=3.0/0.85=3.53kw确定电动机的额
5、定功率 ed选定电动机的额定功率 =4kw3、 选择电动机的转速=63.7 r/miwn该传动系统为分流式圆柱齿轮传动，查阅教材表 18-1 推荐传动比为 =86012i则总传动比可取 8 至 60 之间则电动机转速的可选范围为=8 =863.7=509.6r/min1dnw=60 =6063.7=3822r/min2可见同步转速为 750r/min 1000r/min ，1500r/min ，3000r/min 的电动=3.0kwwP=63.7 r/mi wn=0.85=3.53kwdP=4 kwed6计 算 及 说 明 结 果机都符合，这里初选同步转速为 1000r/min ，1500r/
6、min 的两种电动机进行比较，如下表： 由参考文献1中表 16-1 查得：电动机转速n/(r/min)方案电动机型号额定功率（KW） 同步转速满载转速计算得总传动比额 定 转 矩最 大 转 矩 质量/kg1 Y132M1-6 4 1000 960 15.7 2.2 732 Y112M-6 4 1500 1440 22.5 2.2 43由表中数据可知，方案 1 的总传动比最小，传种装置结构尺寸最小，因此可采用方案 1，选定电动机型号为 Y132M1-6电动机的技术参数和外型、安装尺寸型号 A B C D E F G HY132M1-6216 178 89 38 80 10 33 132K AB
7、AC AD HD BB L12 280 135 210 315 238 515四各级传动比分配4.1 计算总传动比由参考文献1 机械设计课程设计中表 20-2 查得：满载转速 nm= 960r / min；总传动比 i=nm / n=960/ 63.7=15.074.2 分配各级传动比查阅参考文献1机械设计课程设计中表 23 各级传动中分配各级传动比取高速级的圆柱齿轮传动比 1.4 ，则低速级的圆柱齿轮的1i2i传动比为 = / = /1.42i12=4.59 =3.281i电动机型号为 Y132M1-8i=15.07=4.59 1i=3.2827计 算 及 说 明 结 果五 计算传动装置的运
8、动和动力参数1. 各轴转速电动机轴为轴，减速器高速级轴为轴，中速轴为轴低速级轴为轴，滚筒轴为轴，则= 960 r/minIIn960/4.58 r/min=209.2 r/min1IIi209.2/ 3.28=63.7r/min2IIVni解得滚筒速度在输送带速度允许误差为5范围内2 按电动机额定功率 计算各轴输入功率edP=4kwI=40.99 kw=3.96kw1II=3.960.980.98 kw23IIP=3.80kw=3.800.980.98 kw23IVI=3.65kw=3.650.980.99 kw31VIP=3.54kw2. 各轴转矩=95504/960950IITnNm=39
9、.79 =95503.96/960 IIP=39.39 Nm= IIn960r/min=209.2r/miIn= IV63.7 r/min=4kwIP=3.96 kwI=3.80kwIP=3.65 kwIV=3.54kwP=39.79ITNm=39.39I8计 算 及 说 明 结 果=95503.80/209.2950IIPTnNm=173.47 =95503.65/63.7IVIV =547.21 Nm=95503.54/63.7 950VVPTn=530.72 表 3 轴的运动及动力参数项目 电动机轴I高速级轴II中间轴III低速级轴IV滚筒轴 V转速（r/min）960 960 209.
10、2 63.7 63.7功率（kw）4 3.96 3.80 3.65 3.54转矩()Nm39.79 39.39 173.47 547.21 530.72传动比 1 4.59 3.28 1效率 0.99 0.96 096 0.97六、齿轮传动设计1.高速级齿轮传动设计（1）选择材料、精度及参数a . 按图 1 所示传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动b . 带式运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7 级精度（GB10095-88 ）c . 材料选择。查图表（P191 表 10-1） ，选择小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度为 260HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为220 HBS，
11、二者的硬度差为 40 HBS。=173.47ITNm547.21IV530.72 VTNm小齿轮材料为40Cr（调质） ，硬度为260HBS大齿轮材料为45 钢（调质） ，硬度为 220 HBS，9计 算 及 说 明 结 果d . 初选小齿轮齿数 =28，则大齿轮齿数1Z=4.592i=4.5924= 110.16 取 z=110e .初选螺旋角 = 14f .选取齿宽系数 ： =0.8d2）按齿面接触强度设计按下式试算21312t HEtdakTuZ1）确定公式内的各计算数值a . 试选 =1.61tkb. 分流式小齿轮传递的转矩 = /21TI=19.70 Nmc. 查图表（P217 图
12、10-30）选取区域系数 =2.433HZ（表 10-6）选取弹性影响系数 =189.8 E12MPad. 查图表（P215 图 10-26）得=0.77 ， =0.891a2a=0.77+0.89=1.6612aa= =14600hhL5368则应力循环次数 81hN0jL6173046.10In=6.4 /4.16=1.621/i8g、查阅参考文献2机械设计中图 10-19 查第 2 条线初选小齿轮齿数 =241Z=1102= 4=0.8d=1.61tk=19.701TNm=2.433HZ=189.8 E12MPa=1.66a=14600hhL81N6.401.628KHN1=0.91，K
13、HN2=0.97。10计 算 及 说 明 结 果查得接触疲劳寿命系数 KHN1=0.91，K HN2=0.97。9、计算接触疲劳许用应力，取安全系数 S=1。查阅 参考文献2机械设计中图 10-21d 查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限 。MPa5601lim MPa520lim 6.509MPa691.0SKlimHN11a4.27.2li2H 则 =（ + ）/212H=（509.6+504.4）/2=507MPaa. 按式计算小齿轮分度圆直径 1tdmm23312.69704.52.3189.907td=40.48mmb. 计算圆周速度11/60tVdn=3.1440
14、.489600/（601000）m/s=2.03m/sc. 计算齿宽 b 及模数 ntmb= =0.840.48mm=32.38 mmd1t= cos/ =1.64mmntt1Zh =2.25 =2.251.64 mm=3.69mmtmb/h=32.38 /3.69=8.77d. 计算纵向重合度 =0.318 tand1ZMPa6.5091HPa4.502H=507MPHa=40.48mm1td2.03m/1Vb=32.38 mm=1.64mmntm=1.5211计 算 及 说 明 结 果=0.3180.824tan =1.5214e. 计算载荷系数 K根据有轻微冲击， 使用系数 =1.25，
15、根据 V=2.03 m/s，7 级精A度查图表（P194 图 10-8）得动载系数 =1.09；查表 10-4 接触vK疲劳齿向载荷分布系数 的值与直齿轮相同得 =1.134HH弯曲强度计算齿向载荷系数查图（图 10-13）得 =1.221F查表（表 10-3）得齿间载荷分布系数 =1.4HK由式 AVHK得载荷系数 =1.251.091.41.134=2.161f. 按实际载荷系数校正所得分度圆直径由式 3ttKd得 mm=44.74mm312.1640.8g. 计算模数 1nm= cos/ =44.74cos /22mm1ndZ14=1.81mm 3）按齿根弯曲疲劳强度设计按式 计算213
16、1cosFSndKTYmZ=1.25AK=1.09；v=1.134H=1.221FK=1H.4=2.161K44.74mm1d=1.81mm1nm12计 算 及 说 明 结 果1） 确定计算系数a. 计算载荷系数由式 AVFK得 =1.251.091.41.221=2.331b. 根据纵向重合度 =1.52 查图表（图 10-28）得螺旋角影响系数 =0.88Yc. 计算当量齿数=26.3331/cos24/cs1VZ=120.426od. 查取齿形系数查图表（P200 表 10-5） =2.588， =2.1781FY2Fe. 查取应力校正系数查图表（P200 表 10-5） =1.596
17、， =1.7921S2Sf. 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 S=1.4，弯曲疲劳寿命系数 =0.85 ，1FNK=0.88 。查得小齿轮弯曲疲劳强度极限 =500 MPa ，2FNKE大齿轮弯曲疲劳强度极限 =380 MPa ，由式2FE limNKS MPa57.30a4.1/058.1limHN1 86.2./3.S2li2H=2.331K=0.88Y=26.31VZ=120.42=2.588，1FY=2.1782=1.596 ，1SY=1.7922S=1.4，=0.851FN=0.8821H303.57MPa 86.23HMPa13计 算 及 说 明 结 果g. 计算大小齿轮的
18、 并加以比较FSY=2.5881.596/303.57=0.013721FS=2.1781.792/238.86=0.016342FSY大齿轮的数值大设计计算mm213322cos.970.8cs140.63465FSndKTYmZ=1.59mm由以上计算结果，取 =2 ，按接触疲劳强度得的分度圆直径1nm=44.74mm 计算应有的齿数1d=44.74cos /2=23.05 取 23cos/nZ4取 =23，则 =4.5923=105.57 取 106121u（4） 几何尺寸计算1） 计算中心距mm12()(3106)coscos4nmZa=132.95mm将中心距圆整为 133mm2）
19、按圆整的中心距修正螺旋角12()(3106)arcosarcos45onmZ因 值改变不多，故参数 ， ， 等不必修正KHZ=1.59mm1nm=231Z1062133mm1a145o14计 算 及 说 明 结 果3） 计算大小齿轮的分度圆直径=232/cos 11/cosndZm145o=47.4 mm 取整 47mm=1062/ cos 21/sn o=218.5. mm 取整 219mm4） 计算齿轮宽度=0.847.4mm=37.6mm1db圆整后取 =35mm ， =40mm2B15） 结构设计由 e2 ，小齿轮做成齿轮轴 ，1tm由 160mm =14600hh故所选用轴承满足寿命要求。确定使用深沟球轴承 60082轴 III 上的轴承选择与计算深沟球轴承6008C=13200N =9420N0CP=1042.0N=35293hhL滚动轴承
