机械二级减速器课程设计二级直齿圆柱齿轮减速器.doc

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1、机械设计课程设计计算说明书设计题目：二级直齿圆柱齿轮减速器学 院： 班 级：学 号：题 目：姓 名： 指导老师： 日 期: 目 录一、设计题目：二级直齿圆柱齿轮减速器- 2 -二、传动装置总体设计：- 2 -三、选择电动机- 3 -四、确定传动装置的总传动比和分配传动比：- 4 -五、计算传动装置的运动和动力参数：- 5 -六、齿轮的设计：- 5 -七、设计V带：- 9 -八、验算运动误差:- 10 -九、轴的设计：- 12 -十、联轴器的选择：- 21 -十一、润滑方式的确定- 21 -十二.其他有关数据见装配图的明细表和手册中的有关数据。- 21 -十三.参考资料：- 21 -一、设计题目

2、：二级直齿圆柱齿轮减速器题目：任务书I-26，1.要求：拟定传动方案：由电动机、V带、减速器、联轴器、工作机构成。2.工作条件：双班制工作，有轻度振动，小批量生产，单向传动，轴承寿命2年，减速器使用年限5年，运动带允许误差5%。3.已知条件：减速箱输出轴功率3.75马力，运输带卷筒转速37r/min。二、传动装置总体设计：1. 组成：传动装置由电动机、减速器、工作机组成。2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故 沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3. 确定传动方案：考虑到电动机转速高，传动功率大，V带传动平稳，并且在传输带过载时对减速箱进行保护，所以将V带 设置在高速级。 其传动方案如

3、下：三、选择电动机1.计算电动机所需功率P：查手册第3页表1-7：带传动效率：0.96每对轴承传动效率：0.99圆柱齿轮的传动效率：0.98电动机至工作机之间的传动装置的总效率：总=带轴承3齿轮2=0.960.9930.982=0.8946减速箱输出轴功率P3为：2.确定电动机转速：查 指导书第7页表1：V带适合传动比为24， 二级圆柱齿轮减速器适合传动比为i=840所以电动机转速的可选范围是：N d=nW (24)(840)= 314.243142.4r/min符合这一范围的电动机同步转速有：750、1000、1500、3000。根据电动机所需功率和转速查手册第155页表12-1有4种适用的

4、电动机型号，因此有4种传动比方案如下：电动机型号额定功率 KW满载转速r/min堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩质量KgY112M-2428902.22.233Y112M-4414402.22.243Y132M1-649602.02.073Y160M1-847202.02.0118综合考虑电动机价格和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，可见第2种方案比较合适，因此选用电动机型号为Y 112M-4，其主要参数如下：额定功率kW满载转速同步转速质量ADEFGHADABHDL414401500431902860824112190245265400四、确定传动装置的总传动比和分配传动比：总

5、传动比： V带适合的传动比为=24，取=3.2（因）可取，得=2.90，=4.20五、计算传动装置的运动和动力参数：将传动装置各 轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴1.各 轴转速： 2.各 轴输入功率： 3.各 轴输出转矩： 六、齿轮的设计：1、高速级大小齿轮的设计：材料：高速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为241.5HBS。高速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为186.5HBS。查课本第165页表11-4得： ，。查课本第166页表11-7得： ，查课本第168页表11-10C图得：，故 按齿面接触强度设计：8级精度制造，查课本第164页表11-3得：均匀载荷，载荷系数K=1.2（有轻度振动）

6、取齿宽系数：对于高速级齿轮 计算中心距：由课本第165页式11-5得：中心距 : 可取210,220等 并且尾数应圆整为0或5；动力传动齿轮m可以取2.5,3,4等。 ， 当取，取m2.5时， . 返算：a=210, 分度圆直径：,齿宽： 可取 ， 高速级小齿轮：， 高速级大齿轮：， 验算轮齿弯曲强度：查课本第167页表11-9得：，, 按齿宽计算强度： 第一对齿轮的齿面接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度满足要求。2、低速级大小齿轮的设计：对于低速级齿轮，按齿面接触强度设计：8级精度制造，查课本第164页表11-3得：载荷系数，取齿宽系数计算中心距： 由课本第165页式11-5得：中心距：所以可

7、取230，235，240等；m可以取2.5,3,4等。当取，m=4取时，,Z2=90返算a=242=2.903。分度圆直径：, 齿宽: 则可取 , 验算轮齿弯曲强度：查课本第175页图11-8得：Z1=31，按最小齿宽第二对齿轮的齿面接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度满足要求。七、设计V带：确定V带型号,计算PC：查课本表13-6得：双班制工作，工作时间为16小时， 则根据=3.708KW ， 由课本图13-15，选择A型V带。确定带轮的直径，验算带速：，由表13-9取=280mm验算带速： 带速v在(5-25)范围内，合适。确定V带基准长度和中心距a并验算包角：初选中心距由于满足，所以,取=5

8、00mm初算带长得：查课本第202页表13-2取Ld=1600。计算实际中心距： ，实际中心距在0.7（d1+d2）2(d1+d2)之间，合理。验算小带轮包角： 求V带根数Z： 令， 查课本203页表13-3，得 V带传动比： 查课本204页表134 得：因为得因为，得查课本202页表132得： （13-15）所以取4根A型V带。求预拉力和作用在带轮轴上的压力：查课本201页表13-1得q=0.10kg/m，故由课本第197页式13-7得单根V带的初拉力： 作用在轴上压力：。八、验算运动误差:实际上，误差 减速器机体结构尺寸如下：名称符号计算公式取值箱座厚度8箱盖厚度9箱盖凸缘厚度12箱座凸缘

9、厚度b13.5箱座底凸缘厚度23地脚螺钉直径M24地脚螺钉数目查手册6轴承旁联结螺栓直径M16盖与座联结螺栓直径=（0.5- 0.6）M12地脚螺钉的间距175轴承端盖螺钉直径=（0.4-0.5）M10视孔盖螺钉直径=（0.30.4）M8定位销直径=（0.70.8）10，至外箱壁的距离查手册表112322216，至凸缘边缘距离查手册表1122016外箱壁至轴承端面距离=+（8-12）60大齿轮顶圆与内箱壁距离1.212齿轮端面与内箱壁距离10箱盖，箱座肋厚78轴承端盖凸缘厚度t13九、轴的设计：1.第一根轴设计计算 : ,，材料：选用钢调质处理。 最小直径的确定：根据课本第230页式14-2,

10、取，C=113，得: 带轮轮毂配合的轴段长取L1=40进行轴的结构设计：查手册62页表6-1选用6006轴承， ，轴承宽B13mm， 径向尺寸从左到右依次为,，。求作用在轴上的作用力：带轮作用在轴上的压力为：齿轮作用在轴上的水平力即周向力：齿轮作用在轴上的铅垂力即径向力： 由于齿轮和带轮都对轴有作用力而产生弯矩，故将两者弯矩分别求得再进行合成。求支反力：铅垂面： 水平面 选定危险截面,截面1:靠近带轮的轴承中心；截面2:齿轮中心:水平面： 铅垂面： 合成弯矩图：考虑到最不利得情况，将与M直接相加： 合成当量弯矩图：转矩不变，有轻度振动，取 由合成当量弯矩图可知：齿轮中间面为危险截面。有键槽，存

11、在应力集中，考虑将轴径降低5%计算当量应力：， 查表得钢 小于 所以第一轴设计合理。键的设计与校核: 根据与带轮轴配合段，确定V带轮选用材料为铸铁HT200，参考教材表10-9,由于在17-22范围内，故轴段上采用普通A型键，：, 综合考虑取L=36， 查表得 合理. 2.第二根轴的设计计算：，材料：选用钢调质处理。最小直径的确定：根据课本第230页式14-2,取，C=113得：查手册62页表6-1选用6007轴承，B=14mm,D=62mm,d=35mm进行轴的结构设计：径向尺寸从左到右依次为：=35mm，=38mm, =45mm, =38mm, =35mm轴向尺寸如图所示求作用在轴上的作用

12、力：齿轮:圆周力： 径向力：齿轮: 圆周力：径向力：求轴承支反力X平面: Y平面: 选定危险截面,截面1:低速齿轮中心；截面2:轴环左端；截面3:高速齿轮中心。求齿轮产生得弯矩： 合成当量弯矩图： 转矩不变，有轻度振动，取 各弯矩图如下:由合成当量弯矩图可知:高速级齿轮轴段为危险截面.计算当量应力：截面1，3有键槽,轴径减少5%,查表得45钢 当量应力小于许用应力 所以第二根轴设计合理。键的设计与校核: 根据高速级齿轮轴段直径，故轴段上采用普通A型键:108 取l=50，T= 查表得 合理. 根据低速级齿轮配合处轴段，在30-38之间,故轴段上采用普通A型键: 综合考虑取l=50， 查表得 合

13、理. 3.从动轴的设计：，材料：选用钢调质处理。计算最小轴段直径:因为轴主要承受转矩作用，所以按扭转强度计算，取C=110,由式14-2得：取,该轴段与联轴器相联。各轴段结构设计:径向尺寸从左到右依次为：=55mm，=60mm, =66mm, =60mm, =55mm，=50mm，=48mm求作用在轴上的作用力：齿轮作用在轴上的圆周力： 径向力：联轴器的附加动载荷求支反力：选定危险截面,截面1:齿轮中心合成当量弯矩图：转矩不变，有轻度振动，取 计算当量应力：截面1没有键槽但尺寸变较大，存在应力集中，考虑将轴径降低5%：， 小于查表得钢 所以第三根轴安全。弯矩及轴的受力分析图如下：键的设计与校核

14、：因为装联轴器查表选键为，选键长为L=60mm校核装齿轮查表选键为，因为初选键长为L=50mm校核十、联轴器的选择：计算联轴器所需的转矩： 查课本269表17-1取 查手册9选用型号为GY6、GYS6、GYH6的刚性联轴器。十一、润滑方式的确定：因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于，所以采用脂润滑，箱体内选用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度。已知：=734mm，=170mm，因为齿轮的速度很慢，所以可以达到齿轮半径的。所以计算可得=49mm。故可得油的体积为：十二.其他有关数据见装配图的明细表和手册中的有关数据。十三.参考资料：机械设计课程设计手册(第二版)清华大学 吴宗泽，北京科技大学 罗圣国主编。机械设计课程设计指导书（第二版）罗圣国，李平林等主编。机械设计基础（第四版）课本杨可桢 程光蕴 主编。