(论文)减速箱课程设计计算及说明最新优秀毕业论文资料搜集呕血奉献

机械设计课程设计说明书设计计算及说明主要结果 设计任务书 设计一用于带式运输机传动装置中的三轴线双级斜齿圆柱齿轮减速器原始数据鼓 轮 的扭矩T(m/s)鼓 轮 的直 径D(mm)运输带 速 度V(m/s)带允许 偏差(%)使 用 期限 (年)工 作制 度(班/日) 7003500.85552（1） 工作条件两班制工作,空载启动，载荷平稳，常温下连续(单向)运转，三相交流电源，电压为380/220V传动系统总体设计1 传动系统方案的拟定。带式运输机传动系统方案如下图所示。 图2-1 带式传动系统方案带式运输机由电动机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入两级圆柱减速器3，再通过联轴器4将动力传至输送机毂轮6，带动输送带5工作。传动系统中采用两级展开式圆柱齿轮减速器，其结构简单，但是齿轮相对于轴承位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，高速级为斜齿圆柱齿轮传动，低速级为直齿圆柱齿轮传动。一 电动机的选择按照设计要求以及工作条件选用Y型三相异步电动机，卧式封闭结构，电压380伏。（1）：电动机的容量选择工作机的转速 工作机所需功率 工作机的效率=0.96所以工作机需要的电动机的输入功率 设： c联轴器效率，c=0.99g闭式圆柱齿轮传动效率，g=0.97b对滚动轴承效率，b=0.99其中总效率则（2）：电动机的转速选择 其中为传动比的合理范围 去840 所以 371.041855.2 单位：r/min所以选取同步转速为750r/min的电动机综合以上： 选取的电动机的型号为Y160M2-8 其具体的数据如下：额定功率满载转速堵转转矩最大转矩5.5kw720r/min2.02.0二、传动装置的主要运动和动力参数。1、传动装置的总传动比： 2、对于两级展开式圆柱齿轮减速器，当两级齿轮的材质相同，齿宽系数相等时，为使高低速级大齿轮浸油深度大致相同，应使两个大齿轮分度圆直径想接近，且低速级大齿轮直径略大，传动比可按下式分配 故高速级传动比为低速级传动比 3、故可以有以下计算结果轴号功率P/kw转矩T转速n r/min传动比效率电动机轴3.956252.5972010.9913.916651.957204.49230.960323.7611224.11160.2743.45560.960333.6118733.73446.3810.9801工作机轴3.54719.1346.38三、斜齿轮圆柱齿轮的设计计算。 （一）、高速级齿轮的设计 1、选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数 1) 按运动简图所示的传动方案，选用斜齿轮圆柱齿轮传动 2） 零件输运设备为一般工作器，速度不高，选用8级精度级。 3）材料选择 选择小齿轮材料为40Cr（调制），硬度为280HBS；大齿轮材料为45钢（调制），硬度为240HBS，二者的硬度差为40HBS. 4）选小齿轮的齿数，则大齿轮的齿数 取5） 选取螺旋角，初选螺旋角为。 2 按齿面接触强度设计，即确定公式内的各计算值 1） 试选用载荷系数 2） 由区域系数知，=2.433 3） 由标准圆柱齿轮传动的端面重合度知： 4) 由调质处理的刚知，小齿轮接触疲劳强度极限 =600Mpa，=550Mpa 5）由计算应力循环次数 6） 由接触疲劳寿命系数 知 =0.90，=1.02 7）由计算接触许用应力，取失效概率为安全系数，则8） 由圆柱齿轮的齿宽系数知，9） 由弹性影响系数知，10） （2）计算1） 试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得 2） 计算圆周速度 3） 计算齿宽及模数 齿宽， 模数 ， 4） 计算纵向重合度 5） 计算载荷系数由使用条件可知使用系数，根据，8级精度，查图可得故载荷系数6） 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径7） 计算模数3、按齿根弯曲强度设计 即 1） 计算载荷系数2） 根据纵向重合度 知，查表螺旋角影响系数得 3） 计算当量齿数 4） 查取齿形系数和应力校正系数 5）计算许用弯曲应力 查齿轮的弯曲疲劳强度极限可得，根据弯曲疲劳寿命系数取弯曲寿命系数，取安全系数S=1.4，6）计算大小齿轮的并加以比较 大齿轮的数值较大。7） 设计计算 对比计算结果，由齿面接触强度算出的法向模数大于按弯曲强度计算的法向模数，故取mn=2，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触强度条件，应该按照齿面接触强度计算的分度圆直径计算应有的齿数。 ，所以取 ，所以取 4、几何计算1）计算中心距，圆整为。 2）按圆整后的中心距修正螺旋角 因值改变不多，故其他参数不必修正。 3）计算大小齿轮分度圆直径 4）计算齿轮齿宽 ，圆整后得 （二） 低速级齿轮的设计 1、选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数 1）选用8级精度等级。 2）材料选择 选择小齿轮材料为40Cr（调制），硬度为280HBS；大齿轮材料为45钢（调制），硬度为240HBS，二者的硬度差为40HBS. 3）选小齿轮的齿数，则大齿轮的齿数 取4） 选取螺旋角，初选螺旋角为。 2 按齿面接触强度设计，即确定公式内的各计算值 1） 试选用载荷系数 2） 由区域系数知，=2.433 3） 由标准圆柱齿轮传动的端面重合度知： 4) 由调质处理的刚知，小齿轮接触疲劳强度极限 =600Mpa，=550Mpa 5）由计算应力循环次数 6） 由接触疲劳寿命系数 知 =1.08，=1.15 7）由计算接触许用应力，取失效概率为安全系数，则8） 由圆柱齿轮的齿宽系数知，9） 由弹性影响系数知，10） （2）计算1） 试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得 2） 计算圆周速度 3） 计算齿宽及模数 齿宽， 模数 ， 4） 计算纵向重合度 5） 计算载荷系数由使用条件可知使用系数，根据，8级精度，查表、图可得故载荷系数6） 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径7） 计算模数3、按齿根弯曲强度设计 即 1） 计算载荷系数2） 根据纵向重合度 知，查表螺旋角影响系数得 3） 计算当量齿数 4） 查取齿形系数和应力校正系数 5）计算许用弯曲应力 查齿轮的弯曲疲劳强度极限可，根据弯曲疲劳寿命系数取弯曲寿命系数，取安全系数S=1.4，6）计算大小齿轮的并加以比较 大齿轮的数值较大。7） 设计计算 对 比计算结果，由齿面接触强度算出的法向模数大于按弯曲强度计算的法向模数，故取mn =2.5 ，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触强度条件，应该按照齿面接触强度计算的分度圆直径计算应有的齿数。 ，所以取 ，所以取 4、几何计算1）计算中心距，圆整为。 2）按圆整后的中心距修正螺旋角 因值改变不多，故其他参数不必修正。 3）计算大小齿轮分度圆直径 4）计算齿轮齿宽 ，圆整后得齿轮参数表齿轮号模数（mm）齿数直径（mm）螺旋角齿宽（mm）中心距（mm）低速级122347.46031415551302103212.539750高速级3252769.619814103075156494242380270四、轴及轴上相关零件的设计与校核（一） 高速轴（输入轴） 一、 求作用在齿轮上的力 高速轴小齿轮分度圆直径=47.4603mm 则圆周力 径向力 轴向力 二、初步确定轴的最小直径 选取轴的材料为45钢，调制处理，取则 由于轴截面上开有键槽，所以取d=20mm, 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径,取联轴器的计算转矩，考虑到转矩变化很小，故取=1.5 则则通过查手册选用HL1型弹性柱销联轴器，其公称转矩为160Nm，三、轴的结构设计1、拟定轴上零件的装配方案 2、根据轴向定位要求，确定各段直径和长度1） 为了满足联轴器的轴向定位的要求，1-2段左端需制出一个轴肩，故取2-3段直径为24mm，右端取及1-2的长度为52mm。2） 讲齿轮与轴做成整体，形成齿轮轴。3） 轴承端盖的总厚度为20mm，根据轴承端盖的装拆方便及对轴承添加润滑脂的要求，去端盖的外端面与联轴器右端面间的距离为30mm，故去2-3的长度为50mm。4）去齿轮距箱体内壁距离a=14mm，考虑到箱体的制造误差，在确定滚动轴承的位置时，应距箱体内壁一段距离，去s=8mm5）由于中间轴上小齿轮的轮毂长为75mm，则4-5的长度为94mm3，选择滚动轴承已知:正装(面对面)安装两个角接触球轴承；切向力,径向力,；齿轮分度圆直径,齿轮转速；运转中没有冲击载荷,则,取,初选两个轴承型号为:7206C则基本额定动载荷,基本额定静载荷,判断系数,1） 求两轴承的径向载荷将轴系部分受到的空间力系分解为铅垂面和水平面两个平面力系，受力图如下图所示 由分析可知：N2） 球两轴承的计算轴向力对于角接触轴承，轴承派生轴向力，e为判断系数，其值由的大小来确定，但现在轴承轴向力未知，故先取e=0.4，因此可估算 故1轴承被压紧所以N 根据插值法求的N两次计算的值相差不大，因此确定3) 求轴承的当量动载荷P1和P2对轴承1，则对轴承2，则3） 验算轴承寿命，因为 所以按轴承1受力的大小验算 所以该轴承满足寿命要求4、求轴上载荷根据受力分析可以得到弯扭图，如下图所示 载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩T51950Nm 5、按弯扭合成校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度，由于轴为单向旋转，则扭转切应力为脉动循环变应力，取， 故轴的计算应力 轴的材料为45钢，调质处理，由轴的常用材料及其主要力学性能知，因此 故安全。 四、轴上零件的轴向定位。 1、选择键的连接的类型和尺寸 联轴器与轴的轴向定位采用圆头普通平键A型连接 由普通平键和普通楔键的主要尺寸知 选用的键的类型为： 2、校核键的连接强度 键、轴承和轮毂材料部分都为钢，查表得： ，取中间值 键的作用长度l=L-b=28-8=20 mm 键和轮毂键槽的接触高度k=0.5h=3.5 mm 则 所以，故安全 （二）中间轴的设计校核及轴上零件的设计与校核 一、求作用在齿轮上的力 中间轴大齿轮2的分度圆直径 中间轴小齿轮3的分度圆直径 小齿轮 圆周力 径向力 轴向力 大齿轮圆周力 径向力 轴向力 二、初步确定轴的最小直径 选取轴的材料为45钢，调制处理，取则中间轴的最小直径显然是安装轴承处的直径，三、轴的结构设计1、拟定轴上零件的装配方案2.齿轮与轴承之间均采用封油盘套筒定位，且大小齿轮的轮毂宽度分别为50mm，75mm通过计算我们可以得到轴上各段的具体长度和直径，见下图3、选定滚动轴承初选两个轴承的型号为7207c，则1) 运动中没有冲击载荷 取2) 选取的轴承的额定动载荷为C=30.5KN额定静载荷为C0=20.0KN （1） 求两轴承的径向载荷 将轴系部分受到的空间力系分解为铅垂面和水平面两个平面力系，受力图如上图所示 （2）求平面力N（3）球两轴承的计算轴向力对于角接触轴承，轴承派生轴向力，e为判断系数，其值由的大小来确定，但现在轴承轴向力未知，故先取e=0.4，因此可估算 故1轴承被压紧所以N 根据插值法求的N两次计算的值相差不大，因此确定4) 求轴承的当量动载荷P1和P2对轴承1，则对轴承2，则4） 验算轴承寿命，因为 所以按轴承1受力的大小验算 因为一般8h工作的机械，起轴承预计的寿命在12000-20000h 即符合要求，不过工作机所需要的工作时间是29200h，所以次工作机在工作14460小时后，应该进行一次检修，及要跟换轴承。 4、求轴的载荷 载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩T224110Nmm5、按弯扭合成校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度，由于轴为单向旋转，则扭转切应力为脉动循环变应力，取， 故轴的计算应力 轴的材料为45钢，调质处理，由轴的常用材料及其主要力学性能知，因此 故安全。 四、轴上零件的轴向定位。 1、选择键的连接的类型和尺寸 齿轮与轴的轴向定位采用圆头平键连接 小齿轮： 大齿轮： 2、校核强度，取中间值 小齿轮：键的作用长度 所以符合要求 大齿轮：键的作用长度 所以符合要求 五、精确校核 1、因为扭矩只产生在里昂齿轮之间，而小齿轮与轴为过盈配合，引起的应力集中严重，从受载情况来看，小齿轮上应力最大，2截面上的应力集中影响和3相近，但截面2不受扭矩作用，故不用校核，比较其他面得该轴只需要校核截面3右侧即可 2、截面3右侧 抗弯截面系数： 抗扭截面系数： 截面3右侧的弯矩M为采用插值法计算得到截面右侧的弯矩为 截面上的扭矩 弯曲应力 扭转应力 轴的材料为45钢，调质处理，查得截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数，按轴肩圆角处的理论应力集中系数查：因由插值法得由轴上患槽处的理论应力集中系数可得，轴的敏性系数故有效应力集中系数 由钢材的尺寸与截面形状系数得 由由圆截面钢材的扭转剪切尺寸系数得 由刚才的表面质量系数得 所以 又可得： 所以 所以知轴是安全的 （三）、低速轴 一、求作用在齿轮上的力 二、初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调制处理，取则由于开有键槽，所以去d=50mm输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径,取联轴器的计算转矩，考虑到转矩变化很小，故取=1.5 则则通过查手册选用HL4型弹性柱销联轴器，其公称转矩为1250Nm，三、轴的机构设计1、拟定轴上零件的装备方案。2、根据轴向定位要求，确定轴的各段直径的长度。初选轴承型号为7312AC，轴上各段的直径和长度的尺寸如下图所示 3、选定滚动轴承已知:正装(面对面)安装两个角接触球轴承；切向力,径向力,；齿轮分度圆直径,齿轮转速；运转中没有冲击载荷,则,取,初选两个轴承型号为:7312AC则基本额定动载荷,基本额定静载荷,判断系数, 1）求两轴承的径向载荷 将轴的力分解为水平面和垂直面得下图： N2） 球两轴承的计算轴向力 故1轴承被压紧所以N 3） 求两轴承的当量载荷P1和P2对轴承1，则对轴承2，则 4） 验算轴承寿命，因为 所以按轴承1受力的大小验算 所以该轴承满足寿命要求4、求轴上的载荷将轴上的力分解为水平面和垂直面上的力，得如下的图 载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩TT=733734Nm5、按弯扭合成校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度，由于轴为单向旋转，则扭转切应力为脉动循环变应力，取， 故轴的计算应力 轴的材料为45钢，调质处理，由轴的常用材料及其主要力学性能知，因此 故安全。 四、轴上零件的轴向定位。 1、齿轮的连接，用普通圆头平键A型 根据轴的直径可以选用的键的类型为： 校核键的连接强度 键、轴承和轮毂材料部分都为钢，且为稳定工作，查表得： ，取中间值 键的作用长度l=L-b=28-8=20 mm 键和轮毂键槽的接触高度k=0.5h=6 mm 则 所以，故安全2、联轴器的连接根据轴的直径可以选用的键的类型为： 校核键的连接强度 键、轴承和轮毂材料部分都为钢，且为稳定工作，查表得： ，取中间值 键的作用长度l=L-b=28-8=20 mm 键和轮毂键槽的接触高度k=0.5h=6 mm 则 所以，故安全五、机座（箱体）机构尺寸的计算名称符号减速器类型级尺寸关系箱座壁厚，取8mm箱盖壁厚，取8mm箱座凸缘厚度箱盖凸缘厚度箱底座凸缘厚度地脚螺栓直径，取18mm地脚螺栓数目n取6轴承旁连接螺栓直径，取14mm箱盖与箱座连接螺栓直径，取10mm连接螺栓间距轴承端盖螺钉直径，取8mm视孔盖螺钉直径，取6mm定位销直径，取10mm至外箱壁距离24mm24mm21mm20mm16mm16mm至凸缘边缘距离38mm22mm14mm16mm轴承旁凸台半径外箱壁至轴承座端面距离凸台高度根据低速级轴承座外径确定，以便扳手操作为准大齿轮顶圆与内机壁距离，取8mm齿轮端面与内机壁距离，取8mm箱盖、箱座肋厚轴承端盖外径凸缘式端盖：轴承旁连接螺栓距离尽量靠近，以和互不干涉为准，一般取六、润滑剂及齿轮、轴承的润滑方法及密封方法 （一）齿轮的润滑 1、润滑的方式的选择减速器为闭式齿轮传动高速级齿轮的圆周速度 故采用大齿轮浸油润滑，大齿轮浸油深度为12mm 2、润滑剂的选择 结合装置的工作条件，选用中负荷工业齿轮油（GB5903-1995） 高速级齿轮的圆周速度：低速级齿轮的圆周速度为：平均速度：又因为齿轮的材料为45钢，所以运动粘度，故润滑油的型号为：GB5903-1995-100(二) 轴承的润滑高速级齿轮的速度为，最大速的小于2m/s，所以三根轴上的三对轴承都采用脂润滑。在采用脂润滑时，要在每个轴承处加封油盘，方式箱体内的润滑油进入轴承而使润滑脂稀释流出，同时也防止轴承流入润滑脂流入箱体而造成油脂混合。（三）密封方法1、轴伸出处的密封轴伸出处密封的作用是使滚动轴承以箱体外隔绝，防止润滑油（脂）漏出，箱体外杂质和水及灰尘等浸入轴承室，避免轴承急剧磨损和腐蚀，采用凸缘式轴承盖，用毡圈油封实现密封。2、轴承室内侧 密封采用挡油环密封方式，其作用是防止过多的油，杂质以及啮合处的热油冲入轴承室。3、箱盖与箱座结合面的密封：采用封油环与毡圈密封七、齿轮与轴、联轴器与轴的配合选择为了保证齿轮与轴的配合有良好的对中性，选择配合H7/r6，滚动轴承和轴的配合和轴的轴向定位是有过度配合来保证的，此处轴的直径公差为k6，孔的直径公差为H7，轴承盖与轴承座的配合为H7/f9，八、设计总结为期三个星期的课程设计结束了，让我们每个人切身的体验到了机械设计的基本模式和相关的流程，这是我第一次接触这类型的课程，经过自己亲手制作，感受良多。首先，这是一门实践课程，自己动手做的时间远远大于听课的时间。它十分锻炼人，考验人的细心和耐心。课程的设计任务是双级圆柱齿轮减速器，虽然是个小机器，但让我第一次完整的体验了设计过程，从初步计算，选零件，画装配图，直到零件图的整个过程中，都得查机械设计手册，不断答疑，不断修改，犯错也是难免的。毕竟是一个机器系统，零