带式运输机用的二级圆柱齿轮减速器设计【毕业论文+CAD图纸全套】

目录 1. 题目 1 2. 传动方案的分析 2 3. 电动机选择，传动系统运动和动力参数计算 2 4. 传动零件的设计计算 5 5. 轴的设计计算 16 6. 轴承的选择和校核 26 7. 键联接的选择和校核 27 8. 联轴器的选择 28 9. 减速器的润滑、密封和润滑牌号的选择 28 器 箱 体 设 计 及 附 件 的 选 择 和 说明 29 11. 设计总结 31 12. 参考文献 31 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 广东技术师范学院机电系 机 械设计课程设计 设 计 任 务 书 题目： 设计一带式输送机使用的 V 带传动或链传动及直齿圆柱齿轮减速器。设计参数如下表所示。 1、基本数据 数据编号 输带工作拉力 F/N 2000 运 输 带 工 作 速 度v/(m/s) 筒直径 D/40 滚筒效率 两班制，连续单向运转，载荷平稳； 室内 ，灰尘较大 ，环境最高温度 35 度左右。 5 年，每年 300 个工作日，每日工作 16 小时 一般机械厂制造，可加工 7 8 级齿 轮；加工条件：小批量生产。生产 30 台 传动或链传动 ,续单向运转，工作时有轻微振动，室内工作； 运输带速度允许误差 5%； 两班制工作， 3 年大修，使用期限 15 年。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 (卷筒支承及卷筒与运输带间的摩擦影响在运输带工作拉力 F 中已考虑。 ) 1、减速器装配图 1 张 ( 2、零件图 1 3 张； 3、设计说明书一份。 2 传动方案的分析1 电动机， 2 弹性联轴器， 3 两级圆柱齿轮减速器， 4 高速级齿轮， 5 低速级齿轮 6 刚性联轴器 7 卷筒 方案分析 : 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 由计算 (下页 )可知电机的转速的范围为 : 经济上考虑可选择常用电机为 1500r/功率为 刚减速器的传动比为 5 10,用二级圆柱齿 轮减速器则传动比太小 ,而用一级则有点过大 ,从而齿轮过大 ,箱体就随着大 因有轻微振动 ,因而用弹性联轴器与电机相连 . 两级展开式圆柱齿轮减速器的 特点及应用：结构简单，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大的刚度。高速级齿轮布置在远离转矩输入端，这样，轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形可部分地互相抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。高速级一般做成斜齿，低速级可做成直齿 。两级同轴式圆柱齿轮减速 : 特点及应用：减速器横向尺寸较小，两对齿轮浸入油中深度大 致相同。但轴向尺寸大和重量较大，且中间轴较长、刚度差，使载荷沿齿宽分布不均匀，高速级齿轮的承载能力难于充分利用 。 从性能和尺寸以及经济性上考虑选择两级展开式圆柱齿轮减速 . 卷筒同输出轴直接同联轴器相连就可以 ,因为这样可以减少能量的损耗 . 3 电动机选择，传动系统运动和动力参数计算 一、电动机的选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 按工作要求和条件 ,选用 y 系列三相交流异步电动机。 （ 1）工作机卷筒上所需功率 w = 000 =2000 X 000 =2)电动机所需的输出功率 为了计算电动机的所需 的输出 功率 要确定从电动机到工作机之间的总功率 总 。设 1、 2、 3、 4、分别为弹性联轴器、闭式齿轮传动（设齿轮精度为 7级）、滚动轴承、弹性联轴器、工作机的效率，由 2表 26查得 1 = 2 = 3 = 4 = 5 = 传动装置的总效率为 总 =1222334 = x x x 总由 2表 2荐的传动副传动比合理范围 联轴器传动 i 联 =1 两级减速器传动 i 减 =8 40(i 齿 =3 6) 则传动装置总传动比的合理范围为 i 总 = i 联 i 齿 1 i 齿 2 i 总 =1（ 8 40） =（ 8 40） 电动机转速的可选范围为 V60=nd=i 总 8 40） 40文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 根据电动机所需功率和同步转速 ， 查 机械设计手册 (软件版 )常用电动机规格， 符合这一范围的常用同步加速有 3000、 1500、1000 选用同步转速为 1500r/出轴直径为 28定电动机型号为 二、传动装置总传动比的 确定及各级传动比的分配 i 总 = 440/中 1440 r/ r/ i 总 =i 联 i 齿 1 i 齿 2 分配原则：（ 1） i 齿 =3 6 i 齿 1=（ i 齿 2 减速器的总传动比为 i = 双级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为 = 低速级的传动比 = i/ = = 三、运动参数和动力参数计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 =1440 r/n = =1440 r/n = n / = 1440/r/n = n / i 齿 2 = = = = P 2 3 = = P 2 3 =入转矩 9550Pd/440= T = 9550P /n =440= T = 9550P /n = T = 9550P /n = 表 1 传动装置各轴运动参数和动力参数表 项目 轴号 功率 转速 转矩 传动比 0 轴 1440 1 轴 1440 轴 轴 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 4 传动零件的设计计算 一、渐开线斜齿圆柱齿轮设计 （一）高速级直齿圆柱齿轮设计计算表 项目 计算（或选择）依据 计算过程 单位 计算（或确定）结果 1选齿轮精度等级 查 1 表10输机为一般工作机速度不高 级 7 2材料选择 查 1表 10齿轮 40质 ) 大齿轮 45 钢 (调质 ) 小齿 轮 280齿轮 240选择齿数 Z )4020(1 Z 12 124 =117/24= 1Z 24 2Z 117 U 按齿面接触疲劳强度设计 （ 1）试选 试选 2)计算小齿轮传递的转矩 =9550=9550440=1=04 (3)齿宽系数 d 由 110-7 d= d=1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 (4)材料的弹性影响系数 1 10钢 5) 齿轮接触疲劳强度极限 由 1 1600 2550 600 2550 （ 6）应力循环次数 N 由 1式 060 112 / 齿 =1=2= 7）接触疲劳强度寿命系数 110 8）计算接触疲劳强度 许用应力 H 取失效概率为，安全系数为 S=1，由 1式得 H1= =540 H2= = H1= 540 H2= 9）试算小齿轮分度圆直径 按 1式（ 1021）试算 3 211 )( 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 （ 10）计算圆周速度 v 100060 11 tV=0m/s V= 11）计算齿宽 B b = 1=1 1= 12）模数 11 4 h = b/h = h =b/h= 13）计算 载荷系数 K 由 1表 10得使用系数 1根据 v= 精度，由 110得动载荷系数 1表 得 + 10+21 + 1图 得 定 1001 ，由1 10得 载 荷 系 数 K= = 14） 按实际的载荷系数校正分由 1式 10d1= / 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 度圆直径 （ 15）计算模数114=按齿根弯曲疲劳强度设计 （ 1）计算载荷系数 K K=K 2)齿形系数 110117(150 3）应力校正系数 1 表 117(150 4）齿轮的弯曲疲劳 强度极 限 由 1 图 1500 2380 1500 2380 （ 5）弯曲疲劳强度寿命系数11 1212 6）计算弯曲疲劳许用应力 F 取弯曲疲劳安全系数 S 式 10 F1= 1 F2=2 F1= F2=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 （ 7）计算大小齿轮的 加以比较 111 22 Y论：取 11 22 Y=（ 8）齿根弯曲强度设计计算 由 1式 5 3 211 23 211 2=论：对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取 2可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径 有的齿数。于是由1 = =取 1, i 齿 1 = 102 3几何尺寸计算 （ 1）计算中心距a 2 )( 21 A=(21+102)2/2= 123 mm a=123 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 （ 2）计算齿轮的分度圆直径 d d=2 04 mm 2 04 3）计算齿轮的齿根圆直径 df nf nf =427 nf =20499 7 99 （ 4）计算齿轮宽度 B b = 整后取： 50 45 50 45 （ 5）验算 112=22N =5N/ 100N/适 （二）低速级直齿圆柱齿轮设计计算表 项目 计算（或选择）依据 计算过程 单位 计算（或确定）结果 1选齿轮精度等级 查 1表 10输机为一般工作机速度不高 级 7 2材料选择 小齿轮 40质 ) 大齿轮 45 钢 (调小齿轮280齿轮 240 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 质 ) 3选择齿数Z )4020(3 Z 34 343Z=23 4Z=6/23= 3Z =23 4Z=86 U=按齿面接触强度设计 （ 1 ）试选t=2) 计 算 小齿轮传递的转矩 T T= 9550P/n T =9550T= 3)齿宽系数 d 由 110-7 d= d=1 (4) 材 料 的弹性影响系数 110钢 5) 齿轮接触疲劳强度极限 由 1103600 4550 3600 4550 （ 6）应力循环次数 N 由 1式 1004 = i 齿 2 =3=4=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 （ 7）接触疲劳强度寿命系数 110 8）计算接触疲劳强度许用应力 H 取失效概率为，安全系数为 S=1，由 1式得 H3= 540 H4= H3=540 H4= 9）试算小齿轮分度圆直径1式（ 1021）试算 3 223 )( 10）计算圆周速度 v 100060 23 tv=0m/s v= 11）计算齿宽 B b = B= 12）模数333=h=b/h = h=b/h =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 （ 13）计算载荷系数 K 由 1 10得使用系数1根据 v= 精度，由 110得动载荷系数 1表 得 +03b=+1 ) 21 + 1 图10得 定 1001 ，由 1查得 载荷系 数K= 14） 按实际的载荷系数校正分度圆直径 1式 10D3= / 15）计算模数 33=3 =按齿根弯曲强度设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 （ 1）计算载荷系数 K K=K= 2）齿形系数 1 86(90 3）应力校正系数 1 1086(90 4）齿轮的弯曲疲劳强度极限 由 1 103500 4380 3500 4380 （ 5）弯曲疲劳强度寿命系数1 103434 6）计算弯曲疲劳许用应力 F 取弯曲疲劳安全系数 S 式 10 F3= 3= F4= 4= F3= F3=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 5= 7）计算大小齿轮的 加以比较 333 =(44 =大齿轮值大 大齿轮值大 （ 8）齿根弯曲强度设计计算 由 1式 3 232 2 3 232 2 = 论：对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取 可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径 计算应有的齿数。于是由3 = 3z 29，则 i 齿 2 = 109 3几何尺寸计算 （ 1）计算中心距 a 2 )( 43 A=(29+109) =中心距圆整为173 mm a=173 （ 2）计算齿2.5 mm 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 轮的分度圆直径 d 72.5 3）计算齿轮的齿根圆直径 df nf nf =nf =mm 4）计算齿轮宽度 B b = 整后取： 80 75 80 75 （ 5）验算 322= = 75N/ 100N/ 合适 （三）直齿轮设计参数表 传动类型 模数 齿数 中心距 齿宽 高速级 直齿圆柱齿轮 2 21 102 123 50 45 低速级 9 173 80 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 齿轮 109 75 5 联轴器的选择 轴的联轴器 : 由于电机的输出轴轴径为 28 13434于转矩变化很小可取 3由于电机的输出轴轴径为 28 2 13用弹性套柱销联轴器 :性 ),其许用转矩n=用最大转速为 5700r/径为 2028 之间，由于电机的轴径固定为 28由估算可得 1 轴的轴径为 20 故 联轴器 合用 : 的联轴器 : 查 13434矩变化很小可取 3 2 13用弹性套柱销联轴器 :许用转矩 n=用最大转速为 3600r/轴径为 4048 之间 ,由估算可选两 边的轴径为 5 轴的设计计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 减速器轴的结构草图 一、 轴的结构设计 1选择轴的材料及热处理方法 查 1表 15择轴的材料为 40据齿轮直径 ，热处理方法为正火。 2确定轴的最小直径 查 13625扭转强度估算轴的最小直径的公式： =查 1表 15112 97) D 虑键：有一个键槽， D 1+5 ） = 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 3确定各轴段直径并填于下表内 名称 依据 单位 确定结果 1d 大于轴的最小直径 考虑与联轴器内孔标准直径配合 20 2d 大带轮定位 （ 20+=4 考虑密封圈查 2表 15143得 d=25 25 3用 6206轴承从机械设计手册软件（ B=16 6mm，0=62 30 4d 考虑轴承定位 查表 2 9d 40R 36 36 52 9-7 36 7d（同一对轴承） 30 4选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数。 查 220P（ 2）“润滑方式”，及说明书“（ 12）计算齿轮圆周速度 v ” v =，故选用油润滑。将与轴长度有关的各参数填入下表 名称 依据 单位 确定结果 箱体壁厚 查 3表 3) a 小于 8 选 8 8 地脚螺栓直径n 查 3表 32 a 1d ,考虑联轴器定位 查 一般标准表 792 ,并考虑与密封垫配合 查附表： 15 8 接触式密封 d=45 45 3d，轴承代号： 6210 B 20 57 50 4d d4=57 57 5 510)=63 查 一般标准表 792 63 64d 57 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 28 76d 50 4选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数。 查 225P（二）“滚动轴承的润滑”，及说明书“六、计算齿轮速度 v ” 0 0 2v m s，由于第一轴选用了油润滑 ,故也用油润滑 , 名称 依据 单位 确定结果 轴承支点距轴承宽边端面距离 a 从机械手册软件版 10 名称 计算公式 单位 计算结果 1l 与联轴器配合长度短 23l 84-（ 2 3） 82 82 2l 2l 8+22+20+5+8+7.5 20 20 4l 4l 0+5+10+2.5 12 67573 73 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 29 7200+ 37 37 L（总长） L 82+0+2+73+37 354 354 L(支点距离 ) L 186.5 、校核轴的强度 齿轮的受力分析： 齿轮 2上的圆周力 小齿轮上的经向力 小齿轮上的轴向力 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 30 2222TF d =32 X 9 9 1 0 9 7 2 9204 N 0 齿轮 3上的圆周力 小齿轮上的经向力 小齿轮上的轴向力 2332TF d =32 X 9 9 1 0 2 7 3 6 27 2 N 1求支反力、绘弯矩、扭矩图 a zR a yR b yR b zF t 2F r 2F t 3F r 3R a yF t 2F t 3R b yR a zF r 2F r 3R b 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 31 7+452=48 +10+80=D=0+40=63 在 28） =48+3） 以， C 断面 810 310 在 248+ 所以， 以， 10 10 合成弯矩 22C Z C 3 2 3 2( 7 9 . 5 6 8 1 0 ) ( 3 . 8 6 8 1 0 )10 合成弯矩 22D Z D 3 2 3 2(1 2 9 . 2 4 ) ( 3 5 . 3 7 3 1 0 )=10 因为M, 所以 D 断面为危险截面。 2 3()DM =3 2 3 23(1 3 3 . 9 9 1 0 ) ( 0 . 6 9 9 . 2 1 0 )0 . 1 4 0X X 表 15 1 =60为16 300 15)h=72000h 结论：所选的轴承满足 寿命要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 34 7 键联接的选择和校核 一、 轴大齿轮键 1键的选择 选用普通 圆头平键 A 型 ,轴径 d=40,查 1103宽度b=12度 h=82键的校核 键长度小于轮毂长度 05 且键长不宜超过 前面算得大齿轮宽度 45 ,根据键的长度系列选键长 L=36 (查 1103键，轴，轮毂的材料都为钢，查 16 p=100120 p=100键的工作长度 l =L b=36 12=24键与轮毂键槽的接触高度 k=8=4式 16 p=332 1 0 2 9 9 . 2 0 1 04 2 4 4 0T k l d =以所选用的平键强度足够。 9 减速器的润滑、密封和润滑牌号的选择 一、传动零件的润滑 1齿轮传动润滑 因为齿轮圆周速度 2 ，故选择浸油润滑。 2滚动轴承的润滑 因为 错误 !未找到引用源。 轴 错误 !未找到引用源。 轴齿轮圆周速度买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 35 v2m/s,滚动轴承采用油润滑而 错误 !未找到引用源。 轴的齿轮圆周速度 v2m/s,由于第一轴选用了油润滑 ,故也用油润滑 ,但由于齿轮不能飞溅润滑 ,故要用刮油板把油从三轴大齿轮边引到槽从而达到润滑轴承目的。 二、减速器密封 错误 !未找到引用源。 轴：与之组合的轴的直径是 25 2表15选 d=25圈油封 错误 !未找到引用源。 轴：无需密封圈 错误 !未找到引用源。 轴：与之配合的轴的直径是 45 2表15 d=45毡圈油封 软钢纸板 10 减速器箱体设计及附件的选择和说明 一、箱体主要设计尺寸 名称 计算依据 计算过程 计算结果)(箱座壁厚 8) a 23+3 箱盖壁厚 8) ) 8 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 36 1 8=座凸缘厚度 b 8 12 箱盖凸缘厚度 1b 8 12 箱座底凸缘厚度 2b 8 20 2=2= 3表 30 地脚螺钉数目 n 2 5 0 , 4时4 轴承旁联接螺栓直径 1d 20=15 16 箱盖与箱座联接螺栓直径 2d 0 10 联接螺栓间距 查 3表 350 200 160 轴承端盖螺钉直径33表 3)d 8 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 37 定位销直径 d .0 d （ 10 8 1d 、 2C 查 3 27 26 22 16 2d 至凸缘边缘距离 2C 查 3 27 24 14 轴承旁凸台半径 1R 1R 10 凸台高度 h 作图得到 h=54 轴承座宽度 1B )105(21 8+22+20+5 55 大齿轮顶圆与内箱壁距离 1 8=0 齿轮端面与内箱壁距离 2 1015 10 箱盖、箱昨筋厚 1m 、 m 11 m 85.0m 8 承端盖 轴承外径 )( 3 62+5 8=102 102 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 38 外径 2D 72+5 8=112 100+5 8=130 112 130 轴承旁联接 螺栓距离 S 2 102 112 130 二、附属零件设计 1 窥视孔和窥视孔盖 其结构见 2表 14其 尺寸选择为： 5,4,8,7,110,125,140,150,165,180 321321 通气器 结构见 2表 14-9,要尺寸： =22,=17,L=23,l=12,a=2, 尺 由于杆式油标结构简单，应用广泛，选择杆式油标尺，其结构见 2表14 尺寸选择为 :油垫 其结构见 2表 14 尺寸选择为 :选择吊耳环和吊钩 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 39 结构见 2表 14整垫片 查 2表 14-1 11 设计小结 我们这次机械设计课程设计是做带式运输机用