机械设计课程设计计算说明书设计题目：电动绞车传动装置二级展开式斜齿轮减速器全套图纸加扣3012250582机械设计制造及其自动化143班同组学生： 2016 年 12 月 9 日大连民族大学机电工程学院目录一.设计任务书及其传动方案的拟定 3二.动方案的拟订及说明 4三.传送带、齿轮设计计算6带传动计算6高速级齿轮的设计7低速级齿轮的设计11四.轴的设计计算及校核13高速轴结构设计13高速轴及其轴承、键的校核14中速轴结构设计17中间轴及其轴承、键的校核18低速轴结构设计22低速轴及其轴承、键的校核23五.联轴器的选择26六.减速器附件选择及箱体的设计27七.润滑与密封28八.设计心得与体会29九.参考资料30一、 设计任务书及其传动方案的拟定（一）课程目的：1、通过机械设计课程设计，综合运用机械设计课程和其它有关选修课程的理论和生产实际知识去分析和解决机械设计问题，并使所学知识得到进一步地巩固、深化和发展。2、学习机械设计的一般方法。通过设计培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力。进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范。（二）题目：题目：设计电动绞车传动装置的二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器，如图所示：1电动机 2联轴器 3减速器4开式齿轮 5设计基础数据如下：1、已知数据工作情况载荷平稳钢丝绳曳引力F/N5000钢丝绳速度V（m/s）0.50滚筒直径D/(mm)400滚筒长度L/（mm）800运输带速允许误差5%2、工作条件两班制工作，工作8年，工作环境清洁，载荷平稳，批量生产。3、要求完成工作量1.减速器装配图一张(A0)。2.设计说明书一份。3.零件图一张。（三）设计内容：1.电动机的选择与运动参数设计计算；2.斜齿轮传动设计计算；3.轴的设计；4. 装配草图的绘制6.滚动轴承的选择；7.装配图、零件图的绘制；8.设计计算说明书的编写。（四）设计进度：1、 第一阶段： 总体计算和传动件参数计算。 2、 第二阶段： 轴与轴系零件的设计。3、 第三阶段： 草图绘制。4、 第四阶段： 装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写。二、传动方案的拟订及说明一：传动方案的总体设计（一）对给定传动方案分析论证总体布置见任务书（二）选择电动机 选择电动机的类型 按工作条件和要求选用 Y系列三项异步电动机，电压为380V。 选择电动机型号1）工作机有效功率为：Pw=FV1000=50000.501000=2.5 KW 2）传动装置总效率电动机到工作传输带间的总效率为：=12253245 1、2、3、4、5分别为联轴器、轴承、齿轮传动、开式传动和卷筒传动的效率。取1=0.99，2=0.98，3=0.97，4=0.95，5=0.96则： =0.76023） 所需电动机功率电动机所需的工作功率为：Pd=Pw = 2.50.7602KW=3.289KW4）确定电动机额定功率所以应选额定功率大于3.289kW的电机。计算电动机转速可选范围并选择电动机型号二级展开式圆柱齿轮减速器传动比i=27125。工作机卷筒轴的转速为： nw=601000vD=6010000.503.14400=23.87r/min电动机转速的可选范围为：nd=inw=(27125)23.87=(644.492983.75)r/min选用同步转速为 1000r/min、1500r/min的电动机。由电机产品目录或有关手册选电动机型号为： Y112M-4电动机的技术数据技术数据型号额定功率转速r/min额定转矩质量/kgY112M-4414402.243（三）计算传动装置总传动比和各级传动比传动装置的总传动比i=ndnw = 144023.87 = 60.33分配各级传动比因为Ia=i带*i齿 根据表3-2 取开式齿轮传动比i3=4.05I1=1.4ie=4.4I2=ie/i1 i 3=3.39传动装置中个轴的输入转矩计算各轴的转速n（r/min）：电动机轴为I轴，减速器高速轴为II轴，中速轴为III轴，低速轴为IV轴，滚筒轴为V轴NI=1440r/minN1I=NI/i1 =327.3r/minNIII=NII/i12=327.3/3.39=96.5r/minNIV=NIII=96.5r/minNV=NIV/I3=23.8r/min各轴的输入功率按电动机额定功率计算各轴输入功率，即P1=Pd*2*3=4*0.98*0.97=3.8kwPII=P1*1*3=3.8*0.99*0.97=3.65kwPIII=P2*1*3=3.65*0.99*0.97=3.51kwPIV=PIII*3*4=3.51*0.97*0.95=3.23kw P卷筒机=PIV*1*2*5=3.23*0.99*0.98*0.96=3.01k各轴的输入转矩T（N）和输出转矩T(kW)TI=Td=9550Pd/Nm=9550*3.8/1440=25.2TII=9550PI/NI=9550*3.65/327.3=106.5TIII=9550PII/NII =9550*3.51/96.5=347.4TIV=9550PIII/NIII =9550*3.23/96.5=319.7 卷筒机T卷=9550PIv/NIv =9550*3.01/23.8=1207.8传动参数的数据表 电机轴轴1轴2 轴3滚筒轴功率p/kw3.83.653.513.233.01转矩T/N*M25.2106.5347.4319.71207.8转速n/r/min1440327.396.596.523.8三.齿轮、开式传动设计计算（二）高速级齿轮的设计选定齿轮类型、精度、材料及齿数1.选用圆柱斜齿轮2.选择8级精度3.选择小齿轮材料为40cr（调质），齿面硬度为280 HBS大齿轮选择45钢（调质）240HBS4.初选小齿轮齿数z1=17大齿轮齿数在Z1=Z2*iII=17*4.4=74.8 选Z2=755.初选螺旋角=14按弯曲疲劳强度计算d1t32KhtT1u+1duzhzezzh2 确定公式中的各参数值试选载荷系数Kht=1.3由图10-20查取区域系数Zh=2.433齿宽系数d：d=1 弹性影响系数Ze=189.8mpa1/2由式10-21计算接触疲劳强度用重合度系数z=arctan（tan/tan）=arctan（tan20/cos14=20.562at1=arcos【Z1cost/（Z1+2hancos）】=arcos【17*cos20.562/（17+2*1*cos14）】=32.822at2=arcos【Z2cosat/（Z2+2hancos）】=arcos【75cos20.562/（75+2*1*cos14）】=24.122=【Z1（tanat1-tan1）+Z2（tana2-tant）】/2=【17*（tan32.822-tan20.562）+75*（tan24.3-tan20.562）】/2=1.598=dz1tan/=1*17*tan14/=1.349Z=4-31-+=4-1.59831-1.349+1.3491.598=0.751z=cos=0.985计算接触疲劳许用应力h由图10-25d查的小齿轮和大齿轮的接触疲劳强度极限分别为Flim1=600mpa Flim2=550mpa应力循环次数 N1=60N1jLh=60*320*1*（2*8*365*8）=4.037*109N2=N1/u=4.037*109/（75/17）=9.174*108由图10-23查取接触疲劳寿命系数Khn1=0.90 Khn2=0.95取失效概率为1% 安全系数s=1 由式10-14得【h】1=Khn1hlim1/s=0.90*600/1=540mpa【h】2=Khn2hlim2/s=0.95*550/1=522.5mpa取两者中较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力即 【h】1=【h】2=522.5mpa计算小齿轮分度圆直径d1t32KhtT1u+1duzhzezzh2=32*1.3*25200 (75/17)+11 (75/17)2.43*189.8*0.751*0.985522.52=32.466mm调整小齿轮分度圆直径 1、计算实际载荷系数前的数据准备（1）圆周速度V=d1t*n1/60*1000=*32.466*1440/60*1000=2.45m/s（2）齿宽B=d1t=32.466mm2、计算实际载荷系数kh（1）由表10-2查的使用系数Ka=1（2）根据v=2.45m/s、8级精度、由图10-8查的动载系数Kv=1.12（3）齿轮的圆周力Ft1=2T1/d1t=2*25200/32.466=1.552*103n,KaFt1/b=1*1.552*103/32.466=47.8n/mm小于100n/mm查表10-3的齿间载荷分配系数Kh=1.3（4）由表10-4用插值法查的8级精度、小齿轮相对轴承非对称布置时Kh=1.417KH=KaKvKhKh=1*1.12*1.3*1.417=1.5873、由式10-12可得实际载荷系数算的分度圆直径d1=d1t3Khkht=32.46631.5871.3=34.649mm及相应的齿轮模数Mn=d1cos/Z1=34.649*cos14/17=1.98mm按齿根弯曲疲劳强度设计1. 由式10-20试算齿轮模数2. Mnt32KftT1YYcos2dz12*（YfaYsa【F】）确定公式中的各参数值试选载荷系数kft=1.3由式10-19，可得计算弯曲疲劳强度的重合度系数Yb=arctan（tancost）=arctan（tan14cos20.562）=13.140v=/cos2b=1.598/cos13.140=1.685Y=0.25+0.75/av=0.25+0.75/1.685=0.6953.由式10-19，可得计算弯曲疲劳强度的螺旋角系数YY=1-*/120=1-1.985*14/120=0.7784.计算YFaYsa/【f】由当量齿数Zv1=Z1/cos3