机械设计课程设计西工大4C

机械设计课程设计

题目：二级展开式圆柱齿轮减速器计算说明书

4-C

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指导老师： 李洲洋

一、设计题目 1.1题目说明 题号为4-C，设计一带式输送机传动用的二级展开式圆柱齿轮减速器。 传动简图如下图所示： 1.2已知条件 题号 输送带牵引力 F/kN 4-C 工作条件： 连续单向运转，工作时有轻微震动； 使用期10年（每年300个工作日）； 小批量生产，输送机工作轴转速允许误差为±5%； 带式输送机的传动效率为0.96 2.4 输送带的速度 v/（m/s） 1.6 输送带滚筒的直径D/mm 480 1

2.1电动机选择 初选电动机转速n?1500r/min 高速级齿轮组和低速级齿轮组的效率为?1和?2，链传动的效率为?3，联轴 器的效率为?4，带式输送机的效率为?5，轴承效率为?6 ?1??2? 0.98 取精度为 IT?7 ?3? 0.96 选择滚子链传动 ?4? 0.99 弹性柱销联轴器 ?5? 0.96 由已知条件得到 ?6? 0.99 选用角接触球轴承 工作机所需功率： Pw?Fwvw/(1000?w)?2100?1.6/(1000?0.96)?4kW 3传动装置的总效率 ?a????4?6?0.8857 12?3 电动机所需功率：P d?Pw/??4.5kW 根据以上数据选择电动机参数如下: 选择Y132S-4 三相异步电动机 工作功率Pm? 5.5kW，转速nm? 1440r/min 二、参数计算 Y132S-4三相异步电动机满足要求,可供选用. 电动机工作功率2.2传动比选择 (1)计算总传动比： 由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比i： 由于 Pm? 5.5kW 转速 nm ? 1440r/min nw?1.6?60?1000/(??D)?63.66 故计算得到总传动比：i?22.62

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由于减速箱是展开式布置，为了使两个大齿轮具有相近的浸油深度，应试 各级传动比： 两级的大齿轮具有相近的直径，于是可按下式 (2)合理分配各级传动比： (3)分配传动比： 链传动i3=1.5，高速级i1?1.35?22.62/1.5=4.512，低速级i2=3.342 i1?4.512 i2?3.342 i3?1.5 各轴转速： 2.3各轴传动参数 (1)各轴的转速n?r/min?的确定 高速轴的转速：n1?nm1440??1440rmin io1nm1440??319.149rmin ioi11?4.512nn21440?m??95.496rmin i2i0i1i24.512?3.342 中间轴的转速：n2?n1?1440rmin n2?319.149rminn2?95.496rmin 各轴功率： P?5.445kW 1 低速轴的转速：n3＝(2)各轴的输入功率（kW） 高速轴的输入功率：P1?5.5?0.99?5.445kW 2 中间轴的输入功率：P2?5.5?0.99?0.98?5.283kW 32 低速轴的输入功率：P3?5.5?0.99?0.98?5.126kW P2?5.283kWP3?5.126kW (3)各轴的输入扭矩（N·m） 高速轴的输入扭矩：T1?9550?P5.4451?9550??36.111N?m n11440P25.283?9550??158.085N?m n2319.149P35.126?9550??512.621N?m n395.496 各轴扭矩： 中间轴的输入扭矩：T2?9550?T1?36.111N?m T2?158.085N?m T3?512.621N?m 低速轴的输入扭矩：T3?9550? 三、齿轮传动设计

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3.1高速级齿轮传动计算 （1） 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数 1) 选用斜齿圆柱齿轮 2) 初选小齿轮材料小齿轮材料为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) 精度等级取7 4) 初选小齿轮齿数Z1?20，则大齿轮齿数Z2?i1Z1?4.512?20?90.24， 取Z2=90，初选螺旋角??14? （2） 按按齿面接触强度设计 由参考文献[2]式10-24试算小齿轮分度圆直径，即 d1t?3Z1?20 Z2=90 ??14? 2KHtT2u?1ZHZEZ?Z?2() （1.1） ?du[?H]确定公式内的各计算数值 1) 工作时有轻微振动，初选Kt?1.3 2) 由参考文献[2]图10-20选取区域系数ZH?2.433 3) 由参考文献[2]表10-7选取齿宽系数?d?1 4) 由参考文献[2]表10-5查得材料的弹性影响系数ZE?189.8MPa1/2 5) 由计算公式10-21计算接触疲劳强度用重合度系数Z? Kt?1.3 ZH?2.433 ?d?1 ZE?189.8MPa1/2 ?t?arctan(tan?n/cos?)?arctan(tan20/cos14)?20.562ooo ?at1?arccos[z1cos?t/(z1?2han?cos?)?arccos[20cos20.562/(20?2?1?cos14)]?31.408ooo ?at2?arccos[z2cos?t/(z2?2han?cos?)?arccos[90cos20.562/(90?2?1?cos14)]?23.576ooo ??=[z1(tan?at1?tan?t')?z2(tan?at2?tan?t')]/2?=[20(tan31.408o?tan20.562o)?87(tan23.576o?tan20.562o)]/2??1.627

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