机械设计课程设计圆柱斜齿齿轮减速器设计.doc
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1、齐齐哈尔大学机械设计课程设计说明书设计题目:圆柱斜齿齿轮减速器设计专 业:机械设计制造及其自动化班 级:机械082班姓 名:学 号:2008111077指导教师:王 2010年12月08日机械设计课程设计成绩评阅表题目评分项目分值评价标准评价等级得分A级(系数1.0)C级(系数为0.6)选题合理性题目新颖性20课题符合本专业的培养要求,新颖、有创新基本符合,新颖性一般内容和方案技术先进性20设计内容符合本学科理论与实践发展趋势,科学性强。方案确定合理,技术方法正确有一定的科学性。方案及技术一般文字与图纸质量30设计说明书结构完整,层次清楚,语言流畅。设计图纸质量高,错误较少。设计说明书结构一般
2、,层次较清楚,无重大语法错误。图纸质量一般,有较多错误独立工作及创造性10完全独立工作,有一定创造性独立工作及创造性一般工作态度10遵守纪律,工作认真,勤奋好学。工作态度一般。答辩情况10介绍、发言准确、清晰,回答问题正确,介绍、发言情况一般,回答问题有较多错误。评价总分总体评价注:1、评价等级分为A、B、C、D四级,低于A高于C为B,低于C为D。2、每项得分分值等级系数(等级系数:A为1.0,B为0.8,C为0.6,D为0.4)3、总体评价栏填写“优”、“良”、“中”、“及格”、“不及格”之一。目 录设计任务书4第一部分 传动装置总体设计6第二部分 V带设计8第三部分 各齿轮的设计计算11第
3、四部分 轴的设计21第五部分 校核32第六部分 主要尺寸及数据34齐齐哈尔大学普通高等教育机械设计课程设计圆柱斜齿齿轮减速器设计任务书一、 课程设计题目:设计带式运输机传动装置(简图如下)原始数据:数据编号78910运输机工作转矩T/(N.m)700710720730运输机带速V/(m/s)0.640.650.670.68卷筒直径D/mm300310320330工作条件:连续单向运转,工作时有轻微振动,使用期限为10年,小批量生产,单班制工作(8小时/天),一年工作300天。运输速度允许误差为。二、 课程设计内容1)传动装置的总体设计。2)传动件及支承的设计计算。3)减速器装配图及零件工作图。
4、4)设计计算说明书编写。 每个学生应完成:1) 部件装配图一张(A0)。2) 零件工作图三张(A3)3) 设计说明书一份(60008000字)。本组设计数据:第三组数据:运输机工作轴转矩T/(N.m) 710 。 运输机带速V/(m/s) 0.65 。 卷筒直径D/mm 310 。 已给方案:外传动机构为V带传动。 减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。第一部分 传动装置总体设计一、 传动方案(已给定)1) 外传动为V带传动。2) 减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。3) 方案简图如下:二、该方案的优缺点: 该工作机有轻微振动,由于V带有缓冲吸振能力,采用V带传动能减小振动带来的影响,并且该工作机属
5、于小功率、载荷变化不大,可以采用V带这种简单的结构,并且价格便宜,标准化程度高,大幅降低了成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速,这是两级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称,要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边,以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。 总体来讲,该传动方案满足工作机的性能要求,适应工作条件、工作可靠,此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。计 算 与 说 明三、原动机选择(Y系列三相交流异步电动机)工作机所需功率: 由 ,得2.993Kw 传动装置总效率:式中,联轴器的传递效率为 ,滚动轴承
6、的效率为, 圆柱斜齿轮的传递效率为 ,毂轮传递的效率为 电动机的输出功率: 取鼓轮转速=查表得二级圆柱斜齿轮减速器传动比范围i=8-60电动机转速的可选范围为所以电动机转动范围是320-2400r/min有750-1000-1500三种转速的电动机适合选择电动机为Y132M1-6型 (见机械设计实践与创新 表19-1)技术数据:额定功率() 4 满载转速() 960 额定转矩() 2.0 最大转矩() 2.0 Y132M1-6电动机的外型尺寸(mm): (见机械设计实践与创新 表19-2)A:216 B:178 C:89 D:38 E:80 F:10 G:33 H:132 K:12 AB:28
7、0 AC:275 AD:210 HD:315 BB:238 L:515 四、传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配1、 总传动比: (见课设式2-6) 2、 各级传动比分配: (见课设式2-7) 第二部分 V带设计外传动带选为普通V带传动a) 确定计算功率:=(1)、由表8-7查得工作情况系数 (2)、由式8-21(见机械设计书) 2、选择V带型号 查图8-11(见机械设计书)选A型V带。3.确定带轮基准直径 (1)、参考图8-11(见机械设计书)及表8-6(见机械设计书)选取小带轮直径 (电机中心高符合要求)(2)、验算带速 由式8-13(见机械设计书) (3)、从动带轮直径 由表8-8
8、,得=315mm(4)、传动比 i (5)、从动轮转速4.确定中心距和带长(1)、按式8-20(见机械设计书)初选中心距 取(2)、按式8-22 (见机械设计书),计算相应的带长查表8-2(见机械设计书)取带的基准长度=2000mm(3)、按式8-23 (见机械设计书)计算中心距:a (4)、按式8-24(见机械设计书)确定中心距调整范围 5.验算小带轮上的包角1 由式8-25(见机械设计书) 6.确定V带根数Z (1)、由表8-8(见机械设计书)查得=100mm, =960r/min时,单根型V带的额定功率为0.95Kw,由表8-4b(见机械设计书)得单根A型V带额定功率的增量Kw。 (2)
9、、由表8-5(见机械设计书)查得,包角系数 (3)、由表8-5 (见机械设计书)查得,长度系数=1.03 (4)、计算V带根数Z,由式8-26(见机械设计书) 取Z=6根 7计算单根V带初拉力,由式8-27(见机械设计书) q由表8-3(见机械设计书),查得 8计算对轴的压力,由式8-28(见机械设计书)得 9确定带轮的结构尺寸,给制带轮工作图 小带轮基准直径dd1=100mm采用腹板式结构。大带轮基准直径dd2=315mm,采用轮辐式结构,基准图见零件工作图。第三部分 各齿轮的设计计算一、高速级减速齿轮设计(斜齿圆柱齿轮)1.齿轮的材料,精度和齿数选择,按图示所示传动方案,选用斜齿圆柱齿轮传
10、动。因传递功率不大,转速不高,故选用7级精度(GB10095-88),材料选择。由表10-1选择,大小齿轮材料均为40,并经调质及表面淬火,齿轮硬度为48-55HRC。 考虑润滑条件,为使两级大齿轮直径相近,取=1.4。=3.35 =2.39小齿轮级齿数=25,大齿轮级齿数=84。选取螺旋角。初选螺旋角=16,2.设计计算。(1)设计准则,按齿面接触疲劳强度计算,再按齿根弯曲疲劳强度校核。(2)按齿面接触疲劳强度设计,按式(10-21) 1) 试选=1.62) 由图10-30。选取区域数系=2.4553) 计算小齿轮传递的轮距:=9.968N.mm4) 因大小齿轮均为硬齿面,故由表10-7,宜
11、选取稍小的齿宽系数=0.85) 由表10-6查得材料的弹性影响系数=189.86) 由图10-21e查得=1058MPa7) 由式10-13计算应力循环次数, =603201(1830010)=8) = 9) 由图10-19取接触疲劳寿命系数=0.98 =0.9810) 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%。安全系数S=1,由式(10-12),得 = =0.981058=1036.8MPa11)由图10-26查得重合度 则 (2)计算1) 试算小齿轮分度圆直径 =39.79mm2) 计算圆周速度v 3) 计算齿宽b及模数 h=2.25=2.75mm4) 计算纵向重合度 5) 计算载荷系数K
12、使用系数=1,根据=0.67m/s,7级精度,由图10-8查得动载系数=1.1,由表10-3查得=1.2从表10-4中的硬齿面齿轮栏查得小齿轮相对支承非对称布置,6级精度,=1.285 考虑齿轮为7级精度,故=1.295,故载荷系数: 又由图10-13查得=1.266) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径7) 计算模数 (10-17)3 按齿根弯曲强度设计:(1)确定计算参数。1) 计算载荷系数。2)由图10-20d查得齿轮的弯曲疲劳强度极限 ,由图10-18查得。弯曲疲劳寿命系数及安全系数,弯曲疲劳安全系数S=1.43)计算弯曲疲劳许用应力: 4) 根据纵向重合度,从图10-28查得螺旋
13、角影响系数5) 计算当量齿数。 6) 查取齿形系数。 由表10-5查得 ;7) 查取应力校正系数。由表10-5查得 ; 8) 计算大小齿轮的并加以比较。 小齿轮数值较大(2)设计计算=1.44mm 对比计算结果,由齿轮接触疲劳强度计算的法面模数与由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数相差不大,取标准值=1.5mm,取分度圆直径取=25,则=844.几何尺寸计算(1) 计算中心距 将中心距圆整为85mm(2) 按圆整后的中心距修正螺旋角15.9 因值改变不多,故参数等不必修正。(3) 计算大小齿轮的分度圆直径 (4) 计算齿轮宽度b 圆整后取 , 二、低速级减速齿轮设计(斜齿圆柱齿轮)1. 齿轮的材料
14、,精度和齿数选择,按图示所示传动方案,选用斜齿圆柱齿轮传动。因传递功率不大,转速不高,故选用7级精度(GB10095-88),材料选择。由表10-1选择,大小齿轮材料均为40,并经调质及表面淬火,齿轮硬度为48-55HRC。=2.39 =/ =24 , =58选取螺旋角与I级的齿轮相同,初选螺旋角=16 2.设计计算。(2) 设计准则,按齿面接触疲劳强度计算,再按齿根弯曲疲劳强度校核。(2)按齿面接触疲劳强度设计,由式(10-21) 6(1)按齿面接触强度设计,按式(10-21)试算,得 试选kt=1.6,滚动轴承的效率为, 圆柱斜齿轮的传递效率为,V带传动效率为 2) 由图10-30,选取区
15、域系数=2.455 3) 计算小齿轮传递的转矩=4) 级轴的输出功率=3.23kw5) 级轴的转速 =/=95.52r/min6) 因大小齿轮均为硬齿面,故由表10-7宜选取稍小的齿宽系数=0.87) 由表10-6查的材料的弹性影响系数=189.8MPa8) 由图10-21查的=1058MPa9) 由式10-13计算应力循环次数10) 由图10-19取接触疲劳寿命系数=0.98,=1.1411) 计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1,安全系数S=1,由式10-21得由图10-26查的重合度7计算1) 试计算小齿轮的直径。=58.13mm。2) 计算圆周速度V。3)计算齿宽b及模数=cos /Z
16、3=2.33 , h=2.25=5.24mmb/h=8.884) 计算纵向重合度=0.318 z3tan=1.755) 计算载荷系数使用系数=1,根据V3=0.29m/s,7级精度。由图10-8查的动载荷系数=1.00;由表10-3查的=1.2. 从表10-4中的硬齿面轮检查得小齿轮相对支撑非对称布置,6级精度。=1.285 ,故载荷系数:=1.554。又由图10-13查的=1.266) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径=57.58mm7) 计算模数=2.31mm8按齿跟弯曲强度设计:(1)确定计算参数1)计算载荷系数=1.5122) 由图10-20d查的齿轮的弯曲疲劳强度极限,由图10-
17、18查的弯曲疲劳寿命系数及安全系数KFN3=0.95,KFN4=0.973) 计算弯曲疲劳许用应力,。根据纵向重合度,从图10-28查的螺旋角影响系数4) 计算当量齿数:,5) 查取齿形系数由表10-5查得 ;6) 查取应力校正系数。由表10-5得 ; 7) 计算大小齿轮的并加以比较,=小齿轮数值较大设计计算对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn与由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数相差不大。取标准值=2.0mm,取分度圆直径=57.58mm 取=28,则=2.3928=66.92 ,取=67 10 几何尺寸计算;1) 计算中心距a。a=mm将中心距圆整为99mm2) 按圆整后的中心距
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