机械设计课程设计系列 - 华中科技大学 - 二级展开式斜齿圆柱齿轮

机械设计课程设计说明书

目录

1. ······························································· 题析…………………………………………………3

2. ···················································································································· 各主要部件选择…………………………………………………4

3. 电动机选择………………………………………………………4 4. 分配传动比………………………………………………………5 5. 传动系统的运动和动力参数计算………………………………6 6. 设计高速级齿轮…………………………………………………7 7. 设计低速级齿轮…………………………………………………12 8. 链传动的设计……………………………………………………16 9. 减速器轴及轴承装置、键的设计………………………………18 １轴（输入轴）及其轴承装置、键的设计………………………18 ２轴（中间轴）及其轴承装置、键的设计………………………24 ３轴（输出轴）及其轴承装置、键的设计………………………29 10. 润滑与密封………………………………………………………34 11. 箱体结构尺寸……………………………………………………35 12. 设计总结…………………………………………………………36 13. 参考文献…………………………………………………………36 一.题目及总体分析

题目：设计一个带式输送机的减速器

目及总体分

给定条件：由电动机驱动，输送带的牵引力F?7000N，运输带速度v?0.5m/s，运输机滚筒直径为D?290mm。单向运转，

华中科技大学

平稳，室内工作，有粉尘。工作寿命为八年，每年300个工作日，每天工作16小时，具有加工精度7级（齿轮）。 减速器类型选择：选用展开式两级圆柱齿轮减速器。

特点及应用：结构简单，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大的刚度。高速级齿轮布置在远离转矩输入端，这样，转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形可部分地互相抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。高速级一般斜齿，低速级可做成直齿。 整体布置如下：

ⅠⅡⅢⅣ图示：5

为电动机，4为联轴器，３为减速器，2为链传动，1为输送机滚筒，6为低速级齿轮传动，7为高速级齿轮传动，。

辅助件有:观察孔盖,油标和油尺,放油螺塞,通气孔,吊环螺钉,吊耳和吊钩,定位销,启盖螺钉,轴承套,密封圈等.。

二.各主要部件选择 部件 动力源 齿轮 轴承 联轴器 链传明德厚学、求是创新

因素 选择 电动机 斜齿传动平稳 此减速器轴承所受轴向力不大 结构简单，耐久性好 高速级做成斜齿，低速级做成直齿 球轴承 弹性联轴器 工作可靠，传动效率高 2

单排滚子链 华中科技大学

动

三.电动机的选择

目的 类型 根据一般带式输送机选用的电动机选择 工作机所需有效功率为Pw＝F×V＝7000N×0.5m/s 圆柱齿轮传动(8级精度)效率(两对)为η1＝0.97 2 滚动轴承传动效率(四对)为η2＝0.98 4弹性联轴器传动效率η3＝0.99 输送机滚筒效率为η4＝0.97 链传动的效率η5＝0.96 电动机输出有效功选用Y系列封闭式三相异步电动机 电动机输出功率为过程分析 结论 P'?4374.6W 功率 率为P'?Pw?1??2??3??4??5?7000?0.5?4374.6W 240.97?0.98?0.99?0.97?0.96选用 型号Y132S-4封闭式三相异步电动机 型号 查得型号Y132S-4封闭式三相异步电动机参数如下 额定功率p=5.5 kW 满载转速1440 r/min 同步转速1500 r/min 四.分配传动比

目的 过程分析 结论 明德厚学、求是创新

3

华中科技大学

分配传动比传动系统的总传动比i?nm其中i是传动系统的总传动比，多级串nwi1?3 i2?14.6 ih?4.2 联传动系统的总传动等于各级传动比的连乘积；nm是电动机的满载转速，r/min；nw 为工作机输入轴的转速，r/min。 计算如下的 nm?1440r/min, 60v60?0.5nw???32.95r/min ?d3.14?0.29 i?il?3.5 nm1440??43.7 nw32.95 取i1?3 i2?? i2?il?ih ii143.7?14.6 3取 il?3.5,ih?4.2 i:总传动比 i1：链传动比 il：低速级齿轮传动比 ih：高速级齿轮传动比 五.传动系统的运动和动力参数计算

目过程分析 结论 明德厚学、求是创新

4

华中科技大学

设：从电动机到输送机滚筒轴分别为1轴、2轴、3轴、4轴；对应于各轴 传动系统的运动和动力参数计算的转速分别为、 、 、 ；对应各轴的输入功率分别为、 、 、 、 、 、 ；对应名轴的输入转矩分别为为、 电动轴号 转速n(r/min) 功率P(kw) 转矩T(N·m) 两轴联接 传动比 i 传动效率η ；相邻两轴间的传动比分别、 、 。 、 ；相邻两轴间的传动效率分别为机 n0=1440 P=5.5 联轴器 i01=1 η01=0.99 两级圆柱减速器 1轴 n1=1440 P1=4.244 T1=28.146 34 T2=112.390 齿轮 i12=4.2 η12=0.97 2.86 P2=4.034 T3=373.869 齿轮 i23=3.5 η23=0.97 2轴 n2=3496 P3=3.87 3轴 n3=97.5 工作机 4轴 n4=32.6P4=3.60T4=1055.326 链轮 i34=3 η34=0.96 六.设计高速级齿轮

1．选精度等级、材料及齿数，齿型

1）确定齿轮类型．两齿轮均为标准圆柱斜齿轮

2）材料选择．小齿轮材料为４０Ｃｒ（调质），硬度为２８０ＨＢＳ，大齿轮材料为４５钢（调质），硬度为２４０HBS，二者材料硬度差为４０HBS。

３）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度

4）选小齿轮齿数Ｚ1＝２４，大齿轮齿数Ｚ2＝ｉ1·Ｚ1＝4.2×24=100.8,取Z2=101。 5）选取螺旋角。初选螺旋角??14 2．按齿面接触强度设计 按式（10－21）试算，即d1t?3１）确定公式内的各计算数值 （１）试选Kt?1.6

（２）由图１０－３０，选取区域系数ZH?2.433

明德厚学、求是创新

5

?2ktTtu?1ZHZE2?()

?d??u[?H]