二级圆柱齿轮减速器说明书.doc

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1、二级圆柱齿轮减速器说明书 设计题目：二级展开式圆柱齿轮减速器设计者： 指导教师： 年 月 日目 录一、传动方案拟定.2二、电动机的选择.2三、计算总传动比及分配各级的传动比.3四、运动参数及动力参数计算.3五、传动零件的设计计算.4六、轴的设计计算.11七、滚动轴承的选择及校核计算.13八、 键联接的选择及校核计算.15设计参数：1、 运输带工作拉力:F=2.7KN2、 运输带工作速度:V=1.6m/s 3、 滚筒直径：D=450mm；4、 工作寿命：10年，2班制，大修期3年， 所以，；H=28103005、 工作条件：载荷平稳，空载启动，室内工作，有粉尘；。传动装置设计：一、 传动方案：展

2、开式二级圆柱齿轮减速器。二、选择电机：1、 类型：Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机；2、 型号：工作机所需输入功率：Pw =FV/1000KW=27001.6/10000.95=4.55KW电机所需功率：P0=P/1=4.55/0.890=5.11KW，其中，为电动机轴至卷筒轴的传动装置总效率1电机转速选：1500；所以查表选电机型号为：Y132s-4 电机参数：额定功率：5.5 Kw满载转速：1440电机轴直径：三、 传动比分配：传动装置总传动比i= / （）其中：为高速级传动比，为低速级传动比，且，取，则有：;四、传动装置的运动和动力参数1、 电机轴： ； ；2、 高速轴：

3、; ；;3、 中间轴：; ;4、低速轴： ;5、工作轴：; ;将以上算得的运动的动力参数列表如下：轴名参数电动机轴I轴II轴III轴工作轴转速n(r/min)14401440264.467.9767.97功率p(kw)5.115.0084.8334.6654.55转矩T(Nm)33.8933.21174.57655.4639.08传动比i1.005.4463.891.00效率0.980.9650.9650.975传动零件设计：一、齿轮设计（课本p147）高速级设计参数： 1、选材：大齿轮：45，调质处理表面淬火，硬度4050HBS；小齿轮：45，调质处理表面淬火，硬度4050 HBS。2、按齿

4、面接触强度设计(1)确定公式内的各项参数值1)试选载荷系数 1) 小齿轮的工作转矩：2)3)计算应力循环次数 4) 由图9-35查表的接触疲劳寿命系数5) 计算接触疲劳许用应力 取安全系数 ;(2) 计算齿轮参数1) 求小齿轮分度圆直径,代入中较小的值 2) 圆周速度 3) 计算齿宽 4) 5) 计算载荷系数 根据v=2.30m/s,8级精度,由图9-31得动载荷系数 直齿轮,假设,由表9-8查得由表9-7查得使用系数 ,由表9-9查得,由表9-32查得 ,故载荷系数6) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,7) 计算模数m3.按齿根抗弯强度设计 (1) 确定公式内的各项参数数值 1) 查

5、图9-39得大小齿轮的疲劳极限：;2) 由图9-38查得抗弯疲劳寿命系数: ;3) 取抗弯疲劳安全系数， 所以:4) 计算载荷系数 5)查取应力校正系数.由表9-11可查得,插值求得 6)查取应力校正系数.由表9-11可查得,插值求得 7)计算大,小齿轮的并加以比较 小齿轮的数值大. (2)设计计算 0对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m略大于由齿根弯疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m的大小取决于抗弯强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径有关,可取由抗弯强度算得的模数1.40,并就近圆为标准值,按接触强度算得的分度直径,由 4. 几何尺寸计算 1)计算分

6、度圆直径 , 2)计算中心距 3)计算齿轮宽度 圆整,取 5.验算 ,合格 低速级：设计参数： 1、选材：大齿轮：45，调质处理表面淬火，硬度4050HBS；小齿轮：45，调质处理表面淬火，硬度4050 HBS。2、按齿面接触强度设计(1)确定公式内的各项参数值1)试选载荷系数 1) 小齿轮的工作转矩：2)3)计算应力循环次数 4) 由图9-35查表的接触疲劳寿命系数5) 计算接触疲劳许用应力 取安全系数 ;(3) 计算齿轮参数1) 求小齿轮分度圆直径,代入中较小的值 2) 圆周速度 3) 计算齿宽 4) 5) 计算载荷系数 根据v=0.682m/s,8级精度,由图9-31得动载荷系数 直齿轮

7、,假设,由表9-8查得由表9-7查得使用系数 ,由表9-9查得,由表9-32查得 ,故载荷系数6) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,7) 计算模数m3.按齿根抗弯强度设计 (1) 确定公式内的各项参数数值 1) 查图9-39得大小齿轮的疲劳极限：;2) 由图9-38查得抗弯疲劳寿命系数: ;3) 取抗弯疲劳安全系数， 所以:4) 计算载荷系数 5)查取应力校正系数.由表9-11可查得,插值求得 6)查取应力校正系数.由表9-11可查得,插值求得 7)计算大,小齿轮的并加以比较 小齿轮的数值大. (2)设计计算 0对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m略大于由齿根弯疲劳强度计算的模

8、数,由于齿轮模数m的大小取决于抗弯强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径有关,可取由抗弯强度算得的模数2.40,并就近圆整为标准值,按接触强度算得的分度直径,由 4. 几何尺寸计算 1)计算分度圆直径 , 2)计算中心距 3)计算齿轮宽度 圆整,取 5.验算 ,合格 所以，计算得齿轮的参数为：高速级 大2401.52214225小4412030低速级大2152.52213545小558650 二、初算轴径 （轴的材料均用45号钢，调质处理）高速轴：，（外伸轴，A=107），根据联轴器参数选择 ；中间轴：，（非外伸轴，A=118），具体值在画图时确定；低速轴：，（

9、外伸轴，A=107），根据联轴器参数选择 。三、轴承的润滑方式选择：高速级齿轮的圆周速度为： 所以，轴承采用油润滑。高速级小齿轮处用挡油板。 四、输入轴的设计计算1、轴的结构设计（1）轴上零件的定位，固定和装配两级展开式圆柱齿轮减速器中可将齿轮安排在箱体两侧，齿轮由由轴肩定位，套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩定位，轴承两端分别用端盖密封与固定。采用过渡配合固定。（2）确定轴各段直径和长度I段：d1=22mm 长度取L1=52mmII段:d2=25mm初选用6205型滚动球轴承，其内径d=25mm,外径D=52 mm,宽度B=15mm考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体

10、内壁应有一定距离。通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此,故II段长：L2=60mmIII段 :安装轴承的轴肩定位，d3=30mm L3=3mm段直径d4=25mm长度 L4=40mm段直径d5=35mm. 长度L5=28mm该轴段安装高速小齿轮，齿轮分度圆直径为44mm，可以判断e2.5m,因此，该齿轮为齿轮轴。VI段安装轴承的轴肩定位,L6=5mm VII段 该段为支撑段，取d8 =25mm L=15mm初选用6205型滚动球轴承，其内径d=25mm,外径D=52 mm,宽度B=15mm中间轴的设计计算1、轴的结构设计（1）轴的零件定位，固定和装配

11、齿轮的一端用轴肩定位，另一段用套筒固定，传力较方便。两端轴承常用同一尺寸，以便加工安装与维修，为便于装拆轴承，轴承上轴肩不宜太高。轴承两端分别用端盖密封与固定。（2）确定轴的各段直径和长度I段：取d1=35mm初选6027型滚动球轴承，其内径为35mm，外径为72mm，宽度为17mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长20mm，则该段长L1=37mm 。II段：安装高速大齿轮段长L2=23mm 直径d2=40mm。III段：固定II段齿轮轴肩取d3=50mm L3=8mmIV段：取d4=40mm L4=48mm该轴段安装低速小齿轮，齿轮分度圆直径为55 mm，安

12、装轴径为40mm，可以判断e2.5m,因此，该齿轮为齿轮轴。齿轮距III段轴径4mm。V段：d5=35mm L5=30mm轴承选6027型滚动球轴承，内径d=35mm,外径D=72mm，宽度B=17mm(3)按弯扭复合强度计算低速小齿轮求分度圆直径：已知d1=55mm求转矩：已知TII=174.57Nm求圆周力Ft：Ft=2TII/d1=2174.57103/55=6348N求径向力Fr：Fr=Fttan=63480.364=1929.8N高速大齿轮求分度圆直径：已知d1=240mm求转矩：已知TII=174.57Nm求圆周力Ft：Ft=2TII/d1=2174.57103/240=1454.

13、75N求径向力Fr：Fr=Fttan=1454.750.364=529.5N求支反力Fz、Fz、Ry、Ry在垂直面中可得Ry+ Ry=Fr+Fr 以Ry 为支点，由力矩方程可得43Fr+ （43+43）Fr= （43+43+45）Ry 代入数据，可得：Ry=1018.6NRy =1440.7N在水平面中 同理可得：Fz=2554.25NFz=4644.9N截面C在垂直面弯矩为MC1=115.63Nm(3)截面C在水平面弯矩为MC2=209.02Nm(4)计算合成弯矩MC=（MC12+MC22）1/2=（115.632+209.022）1/2=238.87Nm(5)计算当量弯矩：取=1Mec=M

14、C2+(T)21/2=238.872+(1174.57)21/2=295.86Nm(6)校核危险截面C的强度由式（10-3）e=Mec/（0.1d）=295.86103/(0.1313)=99.31Mpa-1b=268Mpa此轴强度足够输出轴的设计计算1、轴的结构设计（1）轴的零件定位，固定和装配两级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承非对称分布，齿轮右面用轴肩定位，左面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承依次从右面装入。（2）确定轴的各段直径和长度初选6210型深沟球轴承

15、，其内径为50mm，大径90mm,宽度为20mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为20mm，则1段长41mm，2段安装齿轮段长度为43mm，d=52mm,轴肩定位为3mm,3段d=54mm,L=40mm,4段取套筒长为20mm，初选6210型深沟球轴承，其内径为50mm，大径90mm,宽度为20mm，故此段长40mm，5段d=48mm，L=45mm，六段d=47mm，L=50mm。七、滚动轴承的选择及校核计算根据根据条件，轴承预计寿命163003=14400小时1、计算输入轴承（1）已知n=1440r/min两轴承径向反力：FR1=FR2=500.2N初先两

16、轴承为滚动球轴承6205型根据课本得轴承内部轴向力FS=0.63FR 则FS1=FS2=0.63FR1=315.1N(2) FS1+Fa=FS2 Fa=0故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端FA1=FS1=315.1N FA2=FS2=315.1N(3)求系数x、yFA1/FR1=315.1N/500.2N=0.63FA2/FR2=315.1N/500.2N=0.63根据课本得e=0.68FA1/FR1e x1=1 FA2/FR214400h预期寿命足够2计算中间轴承 (1)已知n=264.4r/min Fa=0 FR=FAZ=903.35N试选6210型深沟球轴承根据课本得FS=0.063

17、FR,则FS1=FS2=0.63FR=0.63903.35=569.1N(2)计算轴向载荷FA1、FA2FS1+Fa=FS2 Fa=0任意用一端为压紧端，1为压紧端，2为放松端两轴承轴向载荷：FA1=FA2=FS1=569.1N(3)求系数x、yFA1/FR1=569.1/903.35=0.63FA2/FR2=569.1/930.35=0.63根据课本P263表（11-8）得：e=0.68FA1/FR1e x1=1y1=0FA2/FR214400h此轴承合格3、计算输出轴承(1)已知n=67.94r/minFa=0 FR=FAZ=903.35N试选6210型深沟球轴承根据课本得FS=0.063

18、FR,则FS1=FS2=0.63FR=0.63903.35=569.1N(2)计算轴向载荷FA1、FA2FS1+Fa=FS2 Fa=0任意用一端为压紧端，1为压紧端，2为放松端两轴承轴向载荷：FA1=FA2=FS1=569.1N(3)求系数x、yFA1/FR1=569.1/903.35=0.63FA2/FR2=569.1/930.35=0.63根据课本P263表（11-8）得：e=0.68FA1/FR1e x1=1y1=0FA2/FR214400h此轴承合格八、键联接的选择及校核计算I轴：1输入轴与联轴器联接采用平键联接轴径dI1=16mm,LI1=52mm查手册得，选用A型平键，得：键 bh

19、=5mm5mm l=LI1-b=52-5=47mmTI=17N?m h=5mm根据课本式得p=4TI/dI1hl=4171000/16547=18.09MpaR(110Mpa)II轴:1中间轴与高速大齿轮联接用平键联接轴径dII2=40mm LII2=20mm TII=94.78Nm查手册选用C型平键键bh=12mm8mm l=LII2=20mm h=8mm据课本校核公式得p=4TII/dII2hl =494780/40208=59.24Mpap中间轴与低速小齿轮联接用平键联接轴径dII2=30mm LII2=40mm TII=94.78Nm查手册选用A型平键键bh=8mm7mm l=LII2

20、-b =40-8=32mm h=7mm据课本校核公式得p=4TII/dII2hl=494780/30732=56.42 MpapIII轴：1低速轴与低速大齿轮联接用平键联接轴径dIII4=50mm LIII4=35mm TII=377.39Nm查手册选用C型平键键bh=14mm9mm l=LIII4 =35mm 取 h=9mm据课本校核公式得p=4TIII/dIII4hl=4377390/50359=95.8Mpap2输出轴与联轴器联接采用平键联接轴径d III6=40mm L III6=60mm T III=377.39Nm查手册选用A型平键键bh=12mm8mm l=LIII6-b=60-

21、12=48mm h=8mm据课本校核公式得p=4T/dII2hl=4377390/40848=98.28Mpap所以各键强度足够.设计小结 机械设计课程设计是我们机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性环节。(1) 通过这次机械设计课程的设计，综合运用了机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。(2) 学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。(3) 进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。参考文献：0. 陈立徳.机械设计基础第2版. 北京：高等教育出版社，20041. 陈立徳.机械设计基础课程设计.北京：高等教育出版社，2006.717