一级斜齿轮设计步骤

设计步骤一、电动机的选择1、选择电动机类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相鼠笼型异步电动机，全封闭自扇 冷式结构，电压 380V2、选择电动机的容量工作机的有效功率为P = F vw从电机到工作机传送带之间的总效率为 •耳=耳•耳•耳•耳工 1 2 3 4 5由《机械设计课程设计》表 2.2 可知n1：滚动轴承效率0.99（球轴承）n2：带传动效率0.95n3：齿轮传动效率0.98（7 级精度一般齿轮传动）n4：卷筒传动效率0.96n：联轴器传动效率0.99（齿式联轴器）5所以电动机所工作需功率为4.54.5P = 士d 耳 耳列耳耳耳 0.993 x 0.95 x 0.97 x 0.96 x 0.99工 1= 5.3kw3.按《机械设计课程设计》中的表2.1 推荐传动比合理范围，一级同轴式圆柱斜齿轮减速器传动比I=6 24而工作机的转速为 所 以 电 动6 0x 1 0 v0 0n = =w 兀D机的转x6 0 1x0 0 0=1兀• 26031.2.8 2 9r/min速的可选范围n = i • n = （6 2 4＜） 1 3 2^. 2 9 7 9 3.74 3/mind 工 w 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量以及价格等因素，为使传动装置结 构紧凑，所以使用同步转速为 1500r/min根据电动机类型、容量和转速，由电工手册选定电动机型号为Y132S-4。

其 主要性能如下电动机型号额定功率/kw满载转速（r/min）最大转矩额定转矩Y132S-45.514402.2⑴总传动比I为1440132.29二 10.89二、计算传动装置的总传动比 i 并分配传动比2）分配传动比i 二 i • i =2.5< 4.3 5 s 带 减3）计算传动装置的运动和动力参数1 ）各轴的转速小带轮轴 n = n =1440r/min带小 电I轴II轴2）各轴的功率n 1440电= i 2.5带=576r/minn = 576 芦_ 4.356减二 132.23r /minP =n • P =5.5x0.95=5.23kw带 2 额P 二 P •n 二 5.23 x 0.99 二 5.173kwI 带 1P =n 2 •n •n • P = 0.992 x 0.97 x 0.99 x5.137kw = 4.87kw I 1 3 5 IP =P •n = 4.87 x 0.96kw = 4.67 kw卷 II 43）各轴转矩=3.65 x104N • mm1440PT =9.55 x106 x 额=9.55 x106 x 电 n电T = 0.95 x 0.99 x 3.65 x 104 N • mm = 3.43 x 104 N • mmmm1T =n 2 •n •n • T = 0.992 x 0.97 x 0.99 x 3.43x104 N • mm = 3.23 x 104N 2 1 3 5 IT =0.96 x T =0.96 x 3.23 x 104 N • mm=2.76 x 104N • mm卷2三、V带的设计1 、确定计算功率P = K • P 查《机械设计基础》中表4.7得K =1.3c A AP =4.5kw x 1.3=5.85kwc2 、选择带型根据功率5. 85kw和小带轮转速，按《机械设计基础》图4.12选择A 型带3、确定V型带的d = 75mm 由（4-12）minn 1440d 一一d (1-£ ) 一 x 100(1-0.02)mm 一 245mmd2 n d1 57624 验算带速-d n - x100x1440v 一 1 一 一 7.54m/s (带速在 5-25m/s 范围内60 x 1000 60 x 1000合适）5、确定带的基准长度L和中心距ad按设计要求，初取中心距a =500mm，符合0.7(d + d ) < a < 2(d + d )0 d1 d 2 0 d1 d 2由 ( 4-21 ) 计 算 V 带 的 基 准 长 度L 二 2a +-(d + d ) +d厂J 二 2x500 + -(100 + 245)+ (245 —100)2 二 1281.27mm oo2 di d2 4a 2 4 x 5000取 L =1285mmd《机械设计基础》查表 4.2，由式（4-22）计算实际中心距=501.87mmL - L “八 1285 -1281.27 a 沁 a +—d 0 = 500 +0 2 2考虑安装、调整和补偿张紧力的需要，中心局应有一定的调整范围，由《机械设计基础》（4-23）、（4-24）得a = a - 0.015L = 501.87 - 0.015 x 1285 = 482.595mmmin da = a+0.03L =501.87 +0.03x1285 =540.42mmmax d6、 验算小带轮包角d - d由式(4-25)的小轮包角 a = 180 --^d2 d_x57.3 = 163 > 120 (合适)1 。

a ° ° °7、 确定V带的根数 查表4.4，得q =132kw ，AP =0.17kw ；查表4.500得K =0.95 ；查表4.6得K =0.93 由式(4-26)计算V带的根数aL— 4.26P P 5.85Z — c i — c ——IP! —(P +AP)K K - (1.32 + 0.17)x 0.95 x 0.970 0 0 a l取z=5根8、单根 V 带的初拉力查表4.8，得q=0.10kg/m,由式（4-28）得单根v带的初拉力500P 2.5F — L (0 zv Ka1)+ qv2 —500x5.85 ( 2.55 x 7.54 J0.95、-1 + 0.1x 7.542 —132N 丿9、带传动作用在带轮轴上的压力由式（4-29）近似计算带传动作用在带轮轴上的压力F — 2zF sin么—2x5 x132x sin』）—1305.5NQ 0 2 28 带轮的设计结构四、齿轮的设计1 、选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数 按工作条件，选用斜齿轮传动，软齿齿面闭式传动；运输机为工作机，速度不高， 选用7级精度；由《机械设计基础》表 6.4，选择小齿轮为45钢（调质），硬度 为260HBS,大齿轮为45钢（调质），硬度为230HBS;选小齿轮齿数为20,大齿 轮为 80。

2、按齿面接触疲劳强度设计,及 1）由《机械设计基础》表 6.5 知q — 380 + 0.7 x （170 270） — 490 569MPaH选定载荷系数K = 1.3t查表 6.6 知 z = 189.8MPa2E查表6.9知齿宽系数屮二1d2）试算小齿轮分度圆直径人，代人&h的最小值d1t> 2.32=46.4mm3）计算模数 md cos B 46.4x cosl5M=j = = 2.24 取 M=2.5Z 201两齿轮传动比C = 4.356减分度圆直径 d =_£竺=20 x 2.5 = 51.8mm d =三竺=8 °X 2. 2 0 7 mlm1 cos B cos15 2 c o sB c o s 1 5中心距a=2x(d + d )= 1 x(51.8 + 207.1)mm = 129.45mm 为了便于安装122a=129mm实际螺旋角 Bm (z + z ) 2.5 x(20 + 80)=arccos 1 2 = arccos = 14 18 202a2x129齿宽 b =屮2d4）按齿根弯曲疲劳强度来校核xd =1x51.8mm =51.8mm1取 b =52mm2对称布置取 K=1.3 对称布置，软齿面，取屮=1d80zv2z c 2cos3 B cos3 1418'20"= 87.94YFS1YFS2=4.27(z =21.98)v1=3.91(z =87.92)v1YF14.27 Y 3.91=0.0086 > 咅= =0.0078499 Lg J 499F220zzv1=cos3 B = COS3 1418'20〃 = 21.98YY因L FJ1 > L FJ2 所以以小齿轮为设计依据F1 F2m > 1.17nKT cos3 卩 Y 1.3 x 3.43 x104 x cos3 1418'20"1 FS1 = 1.173 x 0.0086 = 2.41lx 202屮z 2 Ld」d 1 f 1满足 m =2.5 所以弯曲疲劳强度足够 n齿轮参数如下分度圆直径Z m 2 x 025d = 1 = = 5mm 181 c B o 3 s'"ocosZmd = —2—2 c o胖需亍207 m1m齿顶圆直径齿根圆直径d = d + 2ha*m = 51.8 + 2 x1x 2.5 = 56.8mma1 1 nd = d + 2ha *m = 207.1 + 2 x1x 2.5 = 212.1mma 2 2 nd = d 一2(ha* + C *)m = 51.8一2x(l + 0.25)x2.5 = 45.55mmf 1 1 n nd = d 一 2(ha* + C *)m = 207.1 - 2x(1 + 0.25)x 2.5 = 200.85mmf 1 2 n n五、轴与轴承的设计1、从动轴设计1)、选择轴的材料 该为中小功率轴，材料选用为45 钢调质处理。

由表《机械设计基础》表9.1查得 q = 637MPa, Ld 」 = 59 MPab b 一12)、初步计算小轴劲P = 4.87 kw ， 由 表 9.2 得 C=118~107 ， 则2d "> 3P = ( 1 1x 3* .= 81 70 7 m m 35.61 3 n 31 3 2 . 2 9* 2开一键槽，将轴扩大1.05%, d = dx 5%=36.7〜40.5mm，该轴外端安装联min轴器，选用弹性套柱销联轴器T = KT = 1.4 x 3.23 x 104 = 4.5 x 104 N - mmC 差手册选用 TL6 型，孔径为 38mm 与轴外伸直径相符合3)、轴的结构设计d"= 38mm d "= d"+ 2h = 38 + 38x0.07x2 = 43mm1 2 1取 d " = d " =40mm d " = d " = 49mm d " = 55mm2 6 3 5 4l" = 80mm —L6型联轴器轴孔长82mm, l"短2〜3mm,以便准确定位丿11l" = l" = 17mm C匕轴承的宽B = 18mm小)26l' = l' = 6mm35l' = b = 52mm42/" + ] 17 1 17两轴承之间的跨距L二-2一1 + /"+ /"+1"二 - + 52 + 6 + 6二81mm2 4 3 5 2齿轮居中布置4）、齿轮受力计算2 % 心"°4 = 311N圆周力F = 2 =t2 d 2082tan a径向力F = F - n = 311xtan20=125Nr2 t2 cos P cos314 18'20 "o轴向力F = F -tanp= 311xtan14 18'20'' = 80Na2 12 05）、轴的强度计算1＞、在水平面和铅垂面内分别求轴的支撑反力x a1x a2 2t 2 2V面内：N=N 〃=1F =1 x 125 = 62.5Nz b1z b2 2r2 22 ＞、绘制弯矩图H 面内：N = N =1 - F =1 x311 = 155.5NM = 43 x155.5 = 6686.5N - mmH2M = 43 x 59 = 2537N - mmV2合成弯矩 M =JM 2 - M 2 =f 6686.52 - 25372 = 7152N - mm 合2 Y H2 V23＞、绘制转矩图T=3.23 x104N - mm4＞、绘制当量弯矩图M =\,：M 2（ T）= J71522 +（0.6 x 32300 ）2 = 20658N - mm e合2 合2 25＞、校核危险截面 c 处的强度M 20658b = e合2 = = 1.2MPa ＜ 59MPae合2 W 0.1 x 5532故该轴强度足够3＞ 、 以 下 为 轴 的 受 力 图 及 内 力 合2537MPO.Ts 32300Mnim4＞、绘制轴的工作图如下2、主动轴设计1）、选择轴的材料 该为中小功率轴，材料选用为45 钢调质处理。

由表《机械设计基础》表9.1查得 Q = 637 MPa, =59MPab b _12）、初步计算小轴劲ff表1119.27037C=118~107x 1.05%=22.29〜14.59mmmin3）、轴的结构设计d'= 24mm d '= d'+ 2h = 24 + 24x0.07x2 = 27.36mm1 2 1取 d ' = d ' =30mm d ' = d ' = 33mm d ' = 35mm2 6 3 5 4l' = l' = 15mmC匕轴承的宽B = 16mm小）26l' = l' = 6mm35l = 37mm4两轴承之间的跨距 L = AL + r + r + r =15+15 + 37 + 6 + 6 = 64mm2 4 3 5 2齿轮居中布置4）、齿轮受力计算522T 2 x 3.43 x104 圆周力 F =T = = 1320Nt1 dtan201径向力F = F -^an^n = 1320x = 529Nr1 t1 cos P cos3 1418'20"o轴向力F = F -tan P = 1320xtan14 18'20〃 = 337Nal tl o5)、轴的强度计算1＞、在水平面和铅垂面内分别求轴的支撑反力H 面内：N = N = --F = -x 1320 = 660Nx a1x a2 2t1 2V面内：N1=N =F = - x 529 = 264.5Nz b1z b2 2rl 22 ＞、绘制弯矩图M 二 43 x 660 二 28380N - mmH1M = 43 x 264.5 = 11373.5N - mmV1合成弯矩M =細 2 + M 2 = ^283802 +11373.52 = 30574N -mm 合l Y Hl Vl3＞、绘制转矩图T =3.43 x104N - mm14＞、绘制当量弯矩图M =JM 2 +(a T)= J305742 +(0.6 x 34300 匕=36856N - mm e合l ' 合l l '5＞、校核危险截面 c 处的强度b = e合i = 36856 = 3MPa ＜ 59MPae合l W 0.1x 5531成图故该轴强度足够以 下 为 轴 的 受 力 图 及 内 力 合3 轴承校核(1)、校核 1 轴轴承1＞、由d=30mm，初选轴承型号为7206C。

查机《械设计课程设计》附表6.3 可知轴承的径向基本额定载荷 C 和径向基本额定静载荷 C 的值 r 0 rC =17.8KN C =12.8KN r 0 rF 二 337Na1F =529Nr1由寻0r33712200=0.028F查表《机械设计基础》10.15,近似取 f 二0.015C0rF 337则 e=0.38 因十二 二 0.637 >e 所以 X=0.44 Y=1.47F 529r1所以 PP=Xx F +Yx F =0.44x529+1.47x337=728.15N1 r 1 a1查表 10.12 f = 0.8（温度高）f 二 1.2 £= 3t1 p所以有/ \p106 fC £ 60n I f P 丿1 p 1轴承型号为 7206AC 可用10（0.8 x16.8 x1060 x 661.451 1.2x 728.15 丿=107498h ； [l ]= 87600hh(2)、校核2轴轴承由d=40mm，初选轴承型号为7208AC查机《械设计课程设计》附表6.3可知轴承的径向基本额定载荷C和径向基本额定静载荷C的值 r 0 rC =25.8KN C =19.2KN F 二 80N F =125Nr 0r a2 r 2由 查表《机械设计基础》10.15， 所以 X=0 Y=0.68所以 P =Xx F +Yx F =0x 125+0.68x80=54.4N2 r 2 a2查表 10.12 f = 0.8（温度高）f 二 1.2 £= 3t1p所以有106L 二 h 60 nf f C「£ _ 106f 0.8 x16.8 x103 丫f P\ J p丿60 x 661.45[1.2 x 54.4 丿2 轴承型号为 7208AC 可用4、键校核二 3.28 x108 h > [L ]= 87600hh。