变速箱课程设计说明书.doc

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1、目录一、传动方案拟定二、电动机的选择三、计算总传动比及分配各级的传动比四、运动参数及动力参数计算五、传动零件的设计计算六、轴的设计计算七、减速器机体结构尺寸及附件八、润滑密封设计九、联轴器设计十、零件图设计十一、完成装配图十二、设计小结参考文献致谢计算过程及计算说明一、传动方案拟定设计二级圆柱斜齿轮减速器已知条件：1. 运输带工作拉力：F2.056kN；2. 运输带工作速度：v0.78m/s；3. 卷筒直径：D340mm；4. 使用寿命：6年；5. 工作情况：两班制，(每年300天),连续单向运转，载荷较平稳;6. 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产. 确定传动装置总体设计方案:传

2、动设计方案有：单级圆柱齿轮传动+链传动；V带传动+单级圆柱齿轮传动；两级圆柱齿轮传动；圆锥圆柱齿轮传动；蜗杆传动。先由已知条件计算驱动卷筒的转速，即：一般选用同步转速为1000或1500的电动机作为原动机，因此，传动装置总传动比约为28.46。由于工作环境灰尘较大，故方案和方案不合适；方案不适宜长时间连续工作，且成本较高；由于对结构尺寸无特别要求，且考虑到其经济性，方案比方案制造成本低，故选取方案。方案传动装置简图如下：二、电动机选择1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机2、电动机功率选择：（1）传动装置的总功率：总=带轮2球轴承齿轮联轴器滚筒 =0.960.9920.970.990.9

3、6=0.84 (2)电机所需的工作功率：3、 确定电动机转速： 经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i24，二级圆柱斜齿轮减速器传动比i936，则总传动比合理范围为i总18144，电动机转速的可选范围为ni总（18144）43.837789.0666312.528r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y112M104的三相异步电动机，它为卧式封闭结构查课程设计指导书表8.1选取电动机额定功率=4方案电动机型号额定功率Pkw电动机转速电动机重量Kg传动装置的传动比同步转速满载转速总传动比V带传动减速器1Y112M10-44150014

4、407032.85214.23三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：32.85 2、分配传动装置传动比式中分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取2.8，则减速器传动比为1根据各原则，查图得高速级传动比为3.91，则3.0四、运动参数及动力参数计算1、各轴转速取电动机为0轴，高速轴为1轴，中间轴为2轴，低速轴为3轴，各轴转速为：2.各轴输入功率按电动机的工作功率计算各轴输入功率：3.各轴转矩将以上计算结果整理如下表：项目O轴I轴II轴III轴转速（r/min）1440514.29131.5343.84功率（kw）3.613.473.333.20转矩（Nm）2

5、3.9464.44241.78697.08传动比2.83.913.0五、传动零件的设计计算 5.1.设计带和带轮1.确定计算功率查表8-7得：1.1,式中为工作情况系数， 为传递的额定功率,既电机的额定功率.2.选择带型号根据，,可选用带型为A型带3.选取带轮基准直径小带轮基准直径，选取90大带轮基准直径. 4.验算带速v 在530m/s范围内，带充分发挥。5.确定中心距a和带的基准长度由于,所以0.7(100+200)2(100+200)初步选取中心距：，相应带长：=.查课本表8-2选取基准长度得实际中心距取6.验算小带轮包角，包角合适。7.确定v带根数z因，带速，传动比查课本表8-4a和8

6、-4b,并由内插值法得.查课本表8-2得=0.96查课本表8-5,并由内插值法得=0.93由公式得：故选Z=4根带。8.计算预紧力查课本表8-3可得,故:单根普通带张紧后的初拉力为9. 计算作用在轴上的压轴力利用公式可得:V带传动的主要参数归于表中得：名称结果名称结果名称结果带型A型带中心距带轮基本直径根数Z=4基准长传动比2.8预紧力压轴力 5.2.齿轮传动的设计计算一：设计减速器的高速级齿轮 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 根据传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度（GB10095-88）。 材料选择。由机械设计表10-1选择小齿轮材料为45钢

7、（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（正火），硬度为235HBS，二者材料硬度差为45HBS。 选小齿轮齿数24，大齿轮齿数圆整后齿数取。 初选螺旋角为。按齿面接触强度设计按照下式试算：确定公式内的各计算数值转矩试选载荷系数1.6由机械设计表10-7选取齿宽系数由表机械设计表10-6查得材料的弹性影响系数由机械设计图10-21d按齿面硬度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由机械设计式10-13计算应力循环次数由机械设计图10-19查得接触疲劳寿命系数，计算接触疲劳应力取失效概率为1，安全系数S=1，由式10-12得：因此，许用接触应力由机械设计P217图10-3

8、0选取区域系数由机械设计P215图10-26查得，因此有 设计计算试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得： 计算圆周速度计算齿宽b及模数计算纵向重合度计算载荷系数查机械设计表10-2得载荷系数=1根据v=3.28m/s，8级精度，由机械设计图10-8查得动载荷系数=1.16由机械设计表10-4查得：由机械设计P195表10-13查得=1.325由机械设计P193表10-3查得= =1.2因此，载荷系数按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径计算模数 按齿根弯曲强度设计按下式计算： 确定公式内的各计算数值 计算载荷系数 根据纵向重合度，从机械设计P215图10-28查得螺旋角影响系数 计算当量齿数 查

9、取齿形系数由机械设计P200表10-5查得， 查取应力校正系数由机械设计P200表 10-5查得， 由机械设计P208图10-20C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限 由机械设计P206图10-18查得弯曲疲劳寿命系数， 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式10-12得： 计算小、大齿轮的并加以比较大齿轮的数值较大。 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大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取mn=2.0mm已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=59.93mm来计算应有的齿数。于是由：取，

10、则，取。 几何尺寸计算 计算中心距将中心距圆整为117mm。 修正螺旋角因值改变不多，故参数、等不必修正。 小、大齿轮的分度圆直径 计算齿宽圆整后，小齿轮齿宽，大齿轮齿宽。二：设计减速器的低速级齿轮 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数根据传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。精度等级仍选用8级精度（GB10095-88）。材料选择。由机械设计P189表10-1选择小齿轮材料为45（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（正火），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。选小齿轮齿数，大齿轮齿数初选螺旋角为。按齿面接触强度设计按照下式试算：确定公式内的各计算数值转矩试选载荷系数由机械设计

11、P205表10-7选取齿宽系数由机械设计P201表10-6查得材料的弹性影响系数由图机械设计P 207 10-21d按齿面硬度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由机械设计P206式10-13计算应力循环次数由机械设计P207图10-19查得接触疲劳寿命系数，计算接触疲劳应力取失效概率为1，安全系数S=1，由式10-12得：因此，许用接触应力由机械设计P215图10-30选取区域系数由机械设计P214图10-26查得，因此有设计计算试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得：计算圆周速度计算齿宽b及模数计算纵向重合度计算载荷系数查机械设计P190表10-2得载荷系数=1根据v=0.

12、96m/s，8级精度，由图10-8查得动载荷数=1.04由机械设计P 194表10-4查得：由机械设计P198表10-13查得=1.35由机械设计P195表10-3查得= =1.2因此，载荷系数 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径计算模数 按齿根弯曲强度设计按下式计算：确定公式内的各计算数值计算载荷系数根据纵向重合度，从图10-28查得螺旋角影响系数。计算当量齿数查取齿形系数由机械设计P200表10-5查得，查取应力校正系数由机械设计P190表 10-5查得，由机械设计P208图10-20C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限由机械设计P206图10-18查得弯曲疲劳寿命

13、系数，计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1，由式10-12得：计算小、大齿轮的并加以比较大齿轮的数值较大。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大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取mn=2.4mm已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径d3=80.6mm来计算应有的齿数。于是由：则。 几何尺寸计算计算中心距将中心距圆整为169mm。修正螺旋角因值改变不多，故参数、等不必修正。小、大齿轮的分度圆直径计算齿宽圆整后，小齿轮齿宽，大齿轮齿宽参数 齿轮齿轮1齿轮2齿轮3齿轮4齿数z216028110分度圆d6117369269齿宽b

14、60627075模数m2.82.4中心距a117169六. 轴的设计计算1、选择轴的材料：在减速器中有三根轴，传递的功率都属于中小型功率，故轴的材料可选择45钢，经调质处理。2. 初算最小轴径:1) 高速轴的最小轴径为 2) 中间轴的最小轴径为35.24mm 取36mm3) 低速轴的最小轴径为 =46.82mm 因为该轴上有键槽 所以将其值加大7% 算得,取50mm3. 轴的校核与结构设计 高速轴先按课本15-2初步估算轴的最小直径,由于是齿轮轴,选取轴的材料为40Cr,调质处理,根据课本取112轴的最少直径显然是安装在带轮的直径 ,由手册查取1)2) 第2段轴的直径与长度: 根据内机壁到轴承

15、座端面的距离l=50mm,轴承端盖凸缘厚度e=8mm,轴承端面到箱体内壁的距离3=10mm,轴承宽为80mm,为了方便装拆,螺钉得长度为22mm,取端盖的外端面与带轴左端面间的距离l=54.2mm,故3)第3段与第7段轴:初步选择球轴承,因轴承同时受到径向力和轴向力的作用,故选用角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7205C，其尺寸为的,故,而根据B和1和3分别为10和11,所以.4) 第5段轴:根据小齿轮的直径与轴相近,故设计为齿轮轴,根据小齿轮的齿宽和齿根圆直径可决定 .5)第4段轴:轴承用挡油盘定位,此段轴为非定位轴肩, =

16、78.5mm,=31mm6)第6段轴:,7)第7段轴:,中速轴1)对第1,7段:初步选择滚动轴承,因轴承同时受到径向力和轴向力的作用,故选用角接触球轴承.参照工作要,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的触球轴承7208C，所以,2)对第2段:由书本P364 为定位轴坚,所以,3)对第3段:根据小齿轮的直径与轴相近,所以,=65mm4)对第4段: ,4=12, 5)对第5段:由书本P221因为大齿轮2的直径为180.50mm,160180.051.210齿轮端面与内机壁距离10机座肋厚6轴承端盖外径+（55.5）1、2轴130 3轴210轴承旁联结螺栓距离3端盖至箱体内壁的距离11

17、4旋转零件之间的距离125齿轮顶圆至轴表面的距离126大齿轮顶圆至箱底内壁的距离407轴承端盖凸缘厚度7.2附件：包括窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴承盖、定位销、启箱螺钉、油标、放油孔及放油螺塞、起吊装置。、窥视孔：窥视孔用于检查传动零件的啮合、润滑及轮齿损坏情况，并兼作注油孔，可向减速器箱体内注入润滑油。、通气器：使箱体内受热膨胀的气体自由排出，以保持箱体内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件处向外渗漏。、定位销：对由箱盖和箱座通过联接而组成的剖分式箱体，为保证其各部分在加工及装配时能够保持精确位置，特别是为保证箱体轴承座孔的加工精度及安装精度。、启箱螺钉：由于装配减速器时在箱体剖分面

18、上涂有密封用的水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖，旋动启箱螺钉可将箱盖顶起。、放油孔及放油螺塞：为排放减速器箱体内污油和便于清洗箱体内部，在箱座油池的最低处设置放油孔，箱体内底面做成斜面，向放油孔方向倾斜1 2 使油易于流出。八. 润滑密封设计由于低速传动齿轮V=0.95r/min,所以用脂润滑九.联轴器设计查课本,选取k=1.31 载荷计算公称转矩T=9550000321120N.mmT=1.3321120=417N.m轴径 D36mm所以选定金属滑块联轴器型 十、零件图设计（一）、零件图的作用： 作用：1、反映设计者的意图，是设计、生产部门组织设计、生产的重要技术文件。 2

19、、表达机器或部件运载零件的要求，是制造和检验零件的依据（二）、零件图的内容及绘制：1、选择和布置视图：（1）、轴：采用主视图和剖视图。主视图按轴线水平布置，再在键槽处的剖面视图。（2）、齿轮：采用主视图和剖视图。主视图按轴线水平布置（全剖），反映基本形状；剖视图反映轮廓、辐板、键槽等。2、合理标注尺寸及偏差：（1）、轴：参考3P113，径向尺寸以轴线为基准标注，有配合处径向尺寸应标尺寸偏差；轴向尺寸以轴孔配合端面及轴端面为基准，反映加工要求，不允许出现封闭尺寸链。（2）、齿轮：参考3P116117：径向尺寸以轴线为基准，轴孔、齿顶圆应标相应的尺寸偏差；轴向尺寸以端面为基准，键槽尺寸应相应标出尺

20、寸偏差。4、合理标注形状和位置公差：（1）、轴：取公差等级为6级，查3P115表8-2，及1P103表6-16，P104表6-18并参考3P119图8-5轴求得形位公差推荐标注项目有圆柱度、圆跳动度、对称度。（2）、齿轮：取公差等级为8级。查3P117表8-4及1P103表6-16，P104表6-18并参考3P121图8-7求得形位公差。推荐标注项目有圆柱度、圆跳动度、对称度。5、合理标注表面粗糙度：（1）、轴：查3P115表8-1轴加工表面粗糙度Ra荐用值。、与传动件及联轴器等轮毂相配合的表面取1.6。、与滚动轴承相配合的表面，轴承内径d80mm取1.0.、与传动件及联轴器相配合的轴肩端面取

21、3.2。、平键键槽工作面取3.2，非工作面取6.3。、与滚动轴承相配合的轴肩端面，d80mm的取2.0.（2）、齿轮：查3P117表8-3齿轮表面粗糙度Ra荐用值。、齿轮工作面、齿顶圆、与轴肩配合的端面取3.2。、轴孔取1.6、平键键槽取3.2（工作面）；12.5（非工作面）6、技术要求：（1）、轴：调质处理217255HBS（2）、齿轮：正火处理162217HBS十一、完成装配图：（1）、标注尺寸：参考3，标注尺寸反映其的特性、配合、外形、安装尺寸。（2）、零件编号（序号）：由重要零件，按顺时针方向依次编号，并对齐。（3）、技术要求（4）、审图（5）、加深十二、设计小结1. 机械设计是机械工

22、业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融机械设计、理论力学、材料力学、CAD实用软件、机械设计手册等于一体。2. 这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想;训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反系和解决工程实际问题的能力;巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。3. 在这次的课程设计过程中,综合运用先修课程中所学的有关知识与技能,结合各个教学实践环节进行机械课程的设计,一方面,逐步提高了我们的理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力,特别是提高了分析问题和解决问题的能力,为我们以后对专业产品和设备的设计打下了宽广而坚实的基础。参考文献1机械设计M

23、、机械设计基础课程设计.-2.机械设计基础M，3.画法几何与机械制图M. 二级斜齿圆柱齿轮减速器说明书机械工程及自动化学院 模具091-05 汤作飞 待添加的隐藏文字内容2F=2056NV=0.78m/sD=340mmnw=43.837r/min总=0.84P工作=3.61KW电动机型号Y112M10-4i总=28.46据手册得I2=3.91I3=3.0nI =514.29r/minnII=131.53r/minnIII=43.84r/minPI=3.47KWPII=3.33KWPIII=3.20KWZ=4=429.35MPv=1.65m/s=1.903mn=2.42K=1.9Mn=2.8= mm=v=0.96m/s=1.982=2.645K=2.10mn=2.4mm=169.3mm=