(论文)设计闭式直齿圆柱齿轮减速器 减速器课设课程设计最新优秀毕业论文资料搜集呕血奉献

机械设计课程设计计算说明书目录一、传动方案拟定.二、电动机的选择.三、计算总传动比及分配各级的传动比.四、运动参数及动力参数计算.五、传动零件的设计计算六、轴的设计计算七、滚动轴承的选择及校核计算八、其他零件的选择.九、密封和润滑设计.十、设计小结.十一.参考文献.计算过程及计算说明一、传动方案拟定第三组：设计闭式直齿圆柱齿轮减速器（1） 工作条件：滚动轴承寿命8000小时，工作温度小于100摄氏度，载荷变化情况为轻微冲击。原始数据：输出轴转速n3=135（r/min），输出功率p=2.4kw齿轮齿数z2=96，齿轮模数m=2.5，齿轮宽度b=70mm，外伸轴长度80mm 二、电动机选择1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机2、电动机功率选择：（1）传动装置的总功率：总=带2轴承齿轮联轴器滚筒=0.960.9820.970.990.96=0.85(2)电机所需的工作功率：P工作=p输出/总=2.4/0.85=2.8KW3、确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n筒=n3n滚筒=1350.96=129.6r/min按推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I2=35。取V带传动比I1=24，则总传动比理时范围为I =620。故电动机转速的可选范围为nd=In筒=（620）129.6=777.62592r/min符合这一范围的同步转速有1000、和1500r/min。分别为Y123s-6型，和Y100L-4型。根据容量和转速，由有关手册查出有两种适用的电动机型号： 这种电动机中，根据文献1 P138139表。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=1500r/min。4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y100L2-4。其主要性能：额定功率：3KW，满载转速1420r/min，额定转矩2.0。三、计算总传动比及分配各级的伟动比1、总传动比：i总=n电动/n筒=1420/129.6=10.962、分配各级伟动比（1） 取齿轮i齿轮=5（单级减速器i=35合理）（2） i总=i齿轮I带i带=i总/i齿轮=10.96/5=2.192四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（r/min）nI=n电机=1420r/minnII=nI/i带=1420/2.192=646.6(r/min)nIII=nII/i齿轮=646.6/5=129.32(r/min)2、 计算各轴的功率（KW）PI=P工作=2.8KWPII=PI带=2.80.96=2.688KWPIII=PII轴承齿轮=2.6880.980.96=2.529KW3、 计算各轴扭矩（Nmm）TI=9.55106PI/nI=9.551062.8/1420=18831NmmTII=9.55106PII/nII=9.551062.688/646.6=39700NmmTIII=9.55106PIII/nIII=9.551062.529/129.32=186761Nmm五、传动零件的设计计算1. 皮带轮传动的设计（1）. 选择普通V带截型(2).确定带轮基准直径,及带速。小带轮基准直径dd1=112mm。大带轮基准直径dd2=236mm。带速V=8.32m/s。(3).确定带长和中心矩L0=1800mm。a595m。(4).小带轮包角1=16801200（适用）。（5）.传送带根数。Z=3根。2.齿轮传动的设计计算（1）选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为240260HBS。大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度220HBS；根据文献2P204表10.21选8级精度。齿面精糙度Ra3.26.3m(2)校核齿根弯曲疲劳强度根据文献2P187（10.24）式F=(2kT1/bm2Z1)YFaYSaH确定有关参数和系数分度圆直径：d2=mZ2=2.596mm=240mm取传动比i=4.8 则Z1=96/4.8=20d1=mz1=2.520=50齿宽：已知b=70mm b1=75mm(3)齿形系数YFa和应力修正系数YSa根据齿数Z1=20,Z2=96由文献2表10.13，10.14查得YFa1=2.65 YSa1=1.59YFa2=2.20 YSa2=1.79(4)许用弯曲应力F根据文献2P80（10.14）式：F= Flim YNT/SF由文献2图6-35C查得：Flim1=290Mpa Flim2 =210Mpa计算应力循环次数NLNL1=60njLn=60646.68000=3.1108NL2=NL2/i=3.1108/4.8=6.5107由图10.26查得：YNT1=0.92 YNT2=0.98按一般可靠度选取安全系数SF=1.25计算两轮的许用弯曲应力F1=Flim1 YNT1/SF=2900.92/1.25Mpa=213.44MpaF2=Flim2 YNT2/SF =2100.98/1.25Mpa=164.64Mpa载荷系数K：由文献2P185表10.11取 K=1转矩T1T1=9.55106p/n1=9.551062.8/646.6 =41354.8N.mm将求得的各参数代入式（6-49）F1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1=(2141354.8/702.5220) 2.651.59Mpa=39.8Mpa F1F2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1=(2141354.8/702.5296) 2.201.79Mpa=7.8Mpa F2故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够(5)校核齿面疲劳强度根据文献2P180式10.13 有H=668（KT1（u+1）/bd12u）1/2齿数比：u=4.8根据文献2P180式10.13H=ZNTHlim/SH由文献2P183图10.26查得ZNT1=0.94 ZNT2=0.98通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度选取安全系数SH=1.0H1=ZNT1Hlimz1/SH=570X0.94/1.0 =535.8MpaH2=ZNT2Hlimz2/SH=370X0.98/1.0 362.6MpaH1=H2=668（KT1（u+1）/bd12u）1/2=668(141354.8(4.8+1)/705024.8)1/2=356.9MpaH2=362.6Mpa故齿面疲劳强度足够(6)计算齿轮传动的中心矩aa=m/2(Z1+Z2)=2.5/2(20+96)=145mm(10)计算齿轮的圆周速度V第 I 条 V=d1n1/601000=3.1450646.6/601000第 II 条 =1.69m/s六、轴的设计计算输入轴的设计计算1、按扭矩初算轴径选用45调质钢，硬度217255HBS根据文献2P270表14.7查得强度极限B=650Mpa，再由文献2表14.2查得许用弯曲应力-1b=60Mpa，根据文献2P265表14.1查得C=107118，又式14.2得：d（107118）(2.668/646.6)1/3mm=17.219mm考虑有键槽，将直径增大5%，则d=（17.219）(1+5%)mm=18.0619.95由设计手册取标准直径d=22mm2、轴的结构设计（1）轴上零件的定位，固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定（2）确定轴各段直径和长度I段：d1=22mm 已知长度L1=80mmII段:轴段II上应用轴肩，同时为顺利在轴段II上安装轴承，轴段II必须满足轴承内径标准，取II段d2=30mm，初选用6206型滚动轴承，其内径为30mm，宽度为16，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距离，为此该段长为85mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度2mm，故L2=（2+20+85）=107mmIII段直径d3=35mm 该段为齿轮安装轴段，且设计成齿轮轴，且该轴两端为轴承的内环固定端，考虑要装上挡油环，以及和箱体的配合，该段的长度L3=106段直径d4=30mm长度考虑轴承的长度和挡油环的和砂轮越程槽的宽度，即L4=24mm 其中II段和段考虑到要安装轴承，需要打磨，因此需要砂轮越程槽。由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=120mm其轴草图如下：(3)按弯矩复合强度计算求分度圆直径：已知d1=50mm求转矩：已知T1=41354.8Nmm求圆周力：FtFt=2T1/d1=2X41354.8/50=1654.192N求径向力Fr第 III 条 Fr=Fttan=1654.192tan200=602.1N因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=60mm(1)绘制轴受力简图（如图a）（2）绘制垂直面弯矩图（如图b）轴承支反力：FAY=FBY=Fr/2=301.05NFAZ=FBZ=Ft/2=827.09N由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为MC1=FAyL/2=301.0560=18.06Nm(3)绘制水平面弯矩图（如图c）截面C在水平面上弯矩为：MC2=FAZL/2=827.09660=49.6Nm(4)绘制合弯矩图（如图d）MC=(MC12+MC22)1/2=(18.062+49.62)1/2=52.8Nm(5)绘制扭矩图（如图e）转矩：T=9.55（P2/n2）10639.7Nm(6)绘制当量弯矩图（如图f）因减速器单向运转，故可认为脉动循环变换，取=1，截面C处的当量弯矩：Mec=MC2+(T)21/2=52.82+(39.7)21/2=66.06Nm(7)校核危险截面C的强度e=Mec/0.1d33=66.06/0.1353=15.4MPa -1b=60MPa该轴强度足够。输出轴的设计计算1、按扭矩初算轴径选用45调质钢，硬度（217255HBS）根据文献2P265表14.1取c=107118dc(P3/n3)1/3=（107118）(2.592/129.32)1/3=（28.831.8）mm取d=35mm2、轴的结构设计（1）轴的零件定位，固定和装配单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，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，右轴承和皮带轮依次从右面装入。（2）确定轴的各段直径和长度初选用6208型滚动轴承，内径为40mm，宽度为18mm，按输入端实际轴的方法，得出输出端的各轴段数据。d1=35mm L1=80mm d2=40mm L2=123mmIII段加工成轴环，左边用来固定齿轮，右边用来固定轴承内环，为了便于轴承拆卸，6208的拆装内圈高度为3.5mm，所以d3=47mm，L3=20段位齿轮安装段取d4=42mm L4=b-2=68mmV段为轴承安装段，需要加一个套筒，套筒长度为20mm，d5=40mm L5=20+18+2=40mm。轴各段长度可算得轴支承跨距L=126mm。输出轴的草图如下：(3)按弯扭复合强度计算求分度圆直径：已知d2=240mm求转矩：已知T3=186.76Nm求圆周力Ft：Ft=2T3/d2=2186.76103/240=1556.3N求径向力Fr: Fr=Fttan=1556.30.36379=566.2N两轴承对称LA=LB=63mm(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZFAX=FBY=Fr/2=566.2/2=283.1NFAZ=FBZ=Ft/2=1556.3/2=778.15N(2)由两边对称，书籍截C的弯矩也对称截面C在垂直面弯矩为MC1=FAYL/2=283.163=17.8Nm(3)截面C在水平面弯矩为MC2=FAZL/2=778.1563=49.02Nm(4)计算合成弯矩MC=（MC12+MC22）1/2=（17.82+49.022）1/2=52.15Nm(5)计算当量弯矩：取=1Mec=MC2+(T)21/2=52.152+(1186.76)21/2=193.90Nm(6)校核危险截面C的强度由式（10-3）e=Mec/（0.1d3）=193.90/(0.1453)=21.28Mpa4076.56N所以合适（3）校核轴承寿命由文献2P294式15.4Lh=(Cr/P) =(19500/602.1)3=33163h8000h所以预期寿命合格所以轴承合格2.输出轴的轴承计算选用的6208轴承（1）初步计算当量载荷P因该轴承在此工作条件下只受Fr径向力作用，所以P=Fr=566.2N（2）计算所需的径向额定动载荷值根据文献2P294式15.6得C=P/fT(60nLh/106)1/由条件工作温度小于100摄氏度，查表15.14得fT=1球轴承=3，因此C=566.2X(60X129.32X8000/106)1/3 2241.8N查文献2附表15.1 6208轴承Cr=29500N2241.8N所以合适（3）校核轴承寿命由文献2P294式15.4Lh=(Cr/P) =(29500/566.2)3=140883h8000h所以预期寿命合格所以轴承合格八减速器箱体，箱盖上零件的选择，及其他附件的选择。1.定位销：2个，材料45，选择GB/T4M6X16。小轴端盖：材料HT150。附草图2顶盖：材料塑料。附草图3顶盖螺钉：4个，材料35，选择GB/TM4X16。箱盖：材料HT150.4固定螺栓：4个，材料Q235，选择GB/TM8X70。5垫圈：8个，材料Q235，选择GB/T8-140HV。6螺母：4个，材料Q235，选择GB/TM8。7箱体两端固定螺栓：2个，材料Q235，选择GB/TM6X20。8箱体两端螺母：2个，材料Q235，选择GB/TM6。9基座：材料HT150。10螺栓密封：1个，材料Q235，GB/TM8X10。11小轴轴套：1个，材料HT150，附草图12调整环：3个，材料HT150。附草图13定位轴套：1个，材料HT150。附草图14大轴端盖：1个，材料HT150。附草图15轴(主动轴)与V带轮联接的键为：键1245 GB1096-7916大齿轮与轴连接的键为：键 1040 GB1096-7917填料：2个，材料毛毡。18大轴轴套：1个，材料HT150。附草图19挡油环：2个，材料HT150。附草图九密封和润滑设计1、齿轮的润滑 采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径。 2、滚动轴承的润滑 由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。 3、润滑油的选择 齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN15润滑油。 4、密封方法的选取 选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。 十设计小结 终于完成了，感觉一下轻松了很多，这是我第一次做课程设计，的的确确一开始真的无从下手，查了不少资料后终于草草动手。 动手后才发现自己的能力确实有待提高，许多知识要点还不熟，要参考许多资料，像设计轴的时候，同时翻开几本书一起找规律也许才会有点发现，装配图是参照模型和课程设计指导书P179装配图完成的，标题栏中的要求查了不少资料完成的，其中一定有很多不足。由于时间紧迫，所以这次的设计存在许多缺点。齿轮的计算不够精确，轴的设计很粗糙等等缺陷，我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设备。十一.参考资料目录1.机械设计基础课程设计指导书，高等教育出版社，陈立德主编，2007年8月第3版。2.机械设计基础，高等教育出版社，陈立德主编，2007年8月第3版。n滚筒=129.6r/min总=0.85P工作=2.8KW电动机型号Y100L2-4i总=10.96据手册得i齿轮=5i带=2.192nI =1420r/minnII=646.6r/minnIII=129.32r/minPI=2.8KWPII=2.688KWPIII=2.529KWTI=18831NmmTII=39700NmmTIII=186761N