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機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)
計(jì)算說(shuō)明書
設(shè)計(jì)題目：閉式雙級(jí)圓柱齒輪減速器
帶式運(yùn)輸機(jī)出動(dòng)裝置中的雙級(jí)圓柱齒輪減速器
設(shè)計(jì)圖例：
設(shè)計(jì)要求：
單班制工作三年，載荷平穩(wěn)，小批量生產(chǎn)。
設(shè)計(jì)基本參數(shù)：
組號(hào)
2
滾筒圓周力（N）
2400
傳送帶速度（m/s）
0.75
滾筒直徑（mm）
330
目錄
一、 選擇電動(dòng)機(jī)……………………………………………………………………………… 4
二、 計(jì)算、分配傳動(dòng)比……………………………………………………………………… 4
三、 運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算…………………………………………………………………………… 4
四、 各級(jí)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………… 5
1選定齒輪材料、熱處理及精度……………………………………………………………
2高速級(jí)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………
3低速級(jí)直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………
五、 軸的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………………
項(xiàng)目－內(nèi)容
設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和過(guò)程
計(jì)算結(jié)果
一、 選擇電動(dòng)機(jī)
1、選擇
2、計(jì)算電動(dòng)機(jī)容量
二、計(jì)算、分配傳動(dòng)比
1、滾筒轉(zhuǎn)速
2、總傳動(dòng)比
3、分配傳動(dòng)比
三、運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算
1、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算
Y型三相異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)額定電壓380伏，閉式。
查手冊(cè)取機(jī)械效率：
=0.96，=0.97，=0.99，=0.99
=0.96
（其中，各機(jī)械效率值分別對(duì)應(yīng)依次為閉式齒輪傳動(dòng)8級(jí)精度，滾子軸承，齒輪聯(lián)軸器）
輸出功率：
傳動(dòng)裝置的總效率為
電動(dòng)機(jī)所需功率：
=
滾筒轉(zhuǎn)速：
總傳動(dòng)比：
分配傳動(dòng)比： 取
齒輪減速器
；
0軸（電動(dòng)機(jī)軸）
T
1軸（高速軸）
rpm
查手冊(cè)取Y100L1-4型三相異步電動(dòng)機(jī)
額定功率2.2 kw
滿載時(shí)，轉(zhuǎn)速為1420rpm；電流為6.8A；效率為
82.5%；功率因數(shù)為0.81
2軸（
3軸（低速軸）
P
4軸（滾筒軸）
各種運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
軸名 功率P/kw 轉(zhuǎn)矩T/N 轉(zhuǎn)速n(rmp) 傳動(dòng)比i 效率
輸入 輸出 輸入 輸出
電動(dòng)機(jī)軸 2..18 14.67 1420
1 0.99
1軸 2.16 2.14 14.53 14.38 1420
3.906 0.96
2軸 2.07 2.05 54.38 53.84 363.54
2.79 0.96
3軸 1.99 1.97 145.85 144.39 130.3
3 0.95
滾筒軸 1.89 1.87 415.60 407.09 43.43
四、各級(jí)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算
a、選定齒輪材料、熱處理及精度
(1) 齒輪材料及熱處理
(2) 齒輪精度
b、高速級(jí)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
1、初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸
(1) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
(2)確定齒數(shù)
(3) 初選齒寬系數(shù)
(4) 初選螺旋角
C低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校合
(8) 螺旋角系數(shù)
(9) 彎曲許用應(yīng)力
(10) 計(jì)算模數(shù)
(11) 初算主要尺寸
(12) 驗(yàn)算載荷系數(shù)
c、低速級(jí)直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
六、 輸出軸校核
七、 深溝球軸承
1． 軸承設(shè)計(jì)
2． 軸承校核
3． 軸承壽命計(jì)算
八．鍵的校核
高速級(jí)大小齒輪均選用硬齒面漸開線斜齒輪
低速級(jí)大小齒輪均選用軟齒面漸開線直齒輪
高速級(jí)大齒輪（整鍛結(jié)構(gòu)）材料為40鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為220~286HRC；小齒輪材料為40鋼，調(diào)質(zhì)淬火，表面硬度為40~50HRC，有效硬化層深0.5~0.9mm。
低速級(jí)大齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為220~286HB；小齒輪材料為40鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為40~50HB。
根據(jù)圖9.55和圖9.58，
齒面最終成形工藝為磨齒。
按GB/T10095-1988，8級(jí)，齒面粗糙度，齒根噴丸強(qiáng)化，裝配后齒面接觸率為80%。
傳動(dòng)比誤差
允許
非對(duì)稱布置，=0.6（表9.16）
初定螺旋角
當(dāng)量齒數(shù)
初算中心
修正螺旋角
分度圓直徑
齒寬
齒寬系數(shù)
傳動(dòng)比誤差
，
允許
非對(duì)稱布置，由表9.14查得=0.6
使用系數(shù) 表9.11查得=1.0
動(dòng)載荷系數(shù) 估計(jì)齒輪圓周速度v=1.09m/s
由圖9.44查得=1.08
齒向載荷分布系數(shù) 預(yù)估齒寬b=40mm，由表9.13查得=1.172，初取b/h=6，再由圖9.46查得=1.14
齒間載荷分配系數(shù)，由表9.12查得==1.2
載荷系數(shù)K
K=
=
由圖9.53查得：=2.43，=2.18
由圖9.54查得：=1.67，=1.79
重合度為
則重合度系數(shù)為
安全系數(shù)由表9.15查得（按高可靠度）
小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
由圖9.59查得壽命系數(shù)，
實(shí)驗(yàn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù)，
由圖9.60預(yù)取尺寸系數(shù)
許用彎曲應(yīng)力
=
=
比較與，
取==0.014
初算中心距
分度圓直徑
齒寬
齒寬系數(shù)
圓周速度
可查得各載荷系數(shù)均不變，即K=1.48不變
故無(wú)需校核大小齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
其中，=1.0，=1.08，=1.2，=1.172
K=
=
材料彈性系數(shù)，
由表9.14查得=189.8
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，由圖9.48查得=2.5
重合度系數(shù)，由圖9.49查得=0.8667
試驗(yàn)齒輪的齒面接觸疲勞極限
壽命系數(shù)，由圖9.56查得，
工作硬化系數(shù).13
尺寸系數(shù)，由圖9.57查得
安全系數(shù)，由表9.15查得
則許用接觸應(yīng)力
取
分度圓直徑
，
標(biāo)準(zhǔn)中心距
嚙合角
齒頂高
齒根高
齒頂圓直徑
齒根圓直徑
基圓直徑
選擇軸材料為45鋼、調(diào)質(zhì)處理，硬度為217~255HBS。由表19.1查得對(duì)稱循環(huán)彎曲
許用應(yīng)力。
據(jù)式19.3取，由表19.3選參數(shù)A=126，得：
因?yàn)檩S端開鍵槽會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，又因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的規(guī)格和聯(lián)軸器的特性，故取軸的直徑為25mm
根據(jù)軸上的齒輪、軸承、軸承蓋、圓盤等零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系，周上零件的布置方案如下：
根據(jù)軸的受力，選取7206C角接觸球軸承，其尺寸為，與其配合軸段的軸徑為25mm，左端軸承采用軸肩定位，由手冊(cè)確定軸肩處的直徑為36mm，配合段長(zhǎng)度14mm，右端采用軸套作軸向定位。
取齒輪安裝段直徑36mm（連軸齒輪），為了便于裝配，端部采用錐面導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
因?yàn)檩S的公稱直徑在大于22~30的范圍內(nèi)所以鍵選，鍵長(zhǎng)為50。
選擇軸材料為45鋼、調(diào)質(zhì)處理，硬度為217~255HBS。由表19.1查得對(duì)稱循環(huán)彎曲
許用應(yīng)力。據(jù)式19.3取，由表19.3選參數(shù)A=126，得：
因?yàn)檩S端開鍵槽，會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，故取軸的直徑為25mm
根據(jù)軸上的齒輪、軸承、軸承蓋、圓盤等零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系，周上零件的布置方案如下：
根據(jù)軸的受力，選取7205C角接觸球軸承，其尺寸為，與其配合軸段的軸徑為25mm，左端軸承采用軸肩定位，由手冊(cè)確定軸肩處的直徑為36mm，配合段長(zhǎng)度14mm，右端采用軸套作軸向定位。
從左至右（兩個(gè)齒輪）取齒輪安裝段直徑36mm，35mm，配合為H7/r6，配合段長(zhǎng)應(yīng)比齒輪寬略短，從左至右（兩個(gè)齒輪）取36mm、35mm，為了便于裝配，端部采用錐面導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
用于周向定位大斜齒輪采用的平鍵尺寸為，取軸端倒角為，按規(guī)定確定各軸肩的圓角半徑，鍵槽位于同一軸線上，按彎扭合成校核軸的強(qiáng)度，合格。
許用應(yīng)力。據(jù)式19.3取，由表19.3選參數(shù)A=126，得：
因?yàn)檩S端開鍵槽，會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，故取軸的直徑為36mm
根據(jù)軸上的齒輪、軸承、軸承蓋、圓盤等零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系，周上零件的布置方案如下：
根據(jù)軸的受力，選取7210C角6207深溝球軸承，其尺寸為，與其配合軸段的軸徑為42mm，左端軸承采用軸肩定位，由手冊(cè)確定軸肩處的直徑為46mm，配合段長(zhǎng)度12mm，右端采用軸套作軸向定位。
取齒輪安裝段直徑37mm，配合為H7/r6，配合段長(zhǎng)應(yīng)比齒輪寬略短，取40mm，為了便于裝配，端部采用錐面導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
用于周向定位大直齒輪采用的平鍵尺寸為，取軸端倒角為，按規(guī)定確定各軸肩的圓角半徑，鍵槽位于同一軸線上，按彎扭合成校核軸的強(qiáng)度，合格。
1、 選用軸的材料為45鋼，經(jīng)調(diào)制處理，硬度為217~255HBS，根據(jù)軸的常用材料及其主要力學(xué)性能知許用疲勞應(yīng)力[] =180~207MPa。
2、 初選計(jì)算軸徑
因?yàn)檩S端裝鏈輪需開鍵槽，故取軸的直徑為36mm。
3．按彎扭合成校核軸的強(qiáng)度。
軸上受力分析
齒輪圓周力
齒輪的徑向力
3．計(jì)算作用在軸上的支反力
C截面處：
B截面處：
所以C截面是危險(xiǎn)截面。
?。▽?shí)心軸考慮鍵槽影響）
選用6208深溝球軸承， 安裝尺寸
由表17.8得（軸承所受載荷平穩(wěn)）
因?yàn)樗且粚?duì)之齒輪所以
由表17.7查
則
所以軸承6208符合。
設(shè)載荷分布均勻
由