机械设计课程设计-二级圆柱齿轮减速器.doc

项目内容设计计算依据和过程计算结果一、选择电动机1、选择电动机类型2、选择电动机容量二、分配传动比按工作要求选用系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压380。查手册取机械效率：v带传动效率0.96，滚动轴承效率（一对）0.99，闭式齿轮传动效率0.97，联轴器效率0.99，传动滚筒效率0.96。输出功率：选电动机的功率滚筒轴工作转速n=r/min=57.32r/min（1）总传动比：（2）分配传动装置各级传动比取i=2.75则减速器的传动比为i=9.0高级传动比： 低级传动比：查手册，根据性价比选择同步转速为1420r/min电动机，选定电动机型号为y型，额定功率3kw三、运动和动力参数计算四 带传动设计五、各级传动零件参数计算1、高速级齿轮的有关计算（1）选择材料及确定需用应力（2）按齿轮弯曲强度设计计算（3）验算齿面接触强度（4）齿轮的圆周速度2、低速级齿轮的有关计算（1）选择材料及确定许用应力（2）按齿面接触强度计算取 （表11-4）（3）验算齿轮弯曲强度（4）齿轮的圆周速度六、轴的设计七、滚动轴承的选择及校核低速轴轴承的校核高速轴轴承的校核中间轴轴承的校核八、键的选择与校核九、轴的校核0轴（电动机轴）=2.91kw=1420r/min=9550=9550nm=19.57 nm1轴（高速轴）=2.91kw0.96=2.79kw=516.36r/min=9550=9550nm=51.60nm2轴（中间轴）=2.790.990.97=2.68kw=145.45r/min=9550=9550nm=175.90 nm3轴（低速轴）=2.680.990.97=2.57kw=57.26r/min=9550=9550nm=428.63nm4轴（滚筒轴）=2.570.990.99=2.52kw=57.26r/min=9550=9550nm=420.29 nm各轴运动和动力参数 轴名功率 p/kw转矩t/nm转速n(r/min)传动比i输入输出输入输出电动机轴1轴2轴3轴滚动轴2.792.682.572.522.92.762.652.542.4951.60175.90428.63420.2919.5751.08174.14424.34416.091420516.36145.4557.2657.2693.552.541电动机转速=1420 r/min，高速轴=516.36r/min,减速器输入额定功率=3kw（1）求计算功率.根据工作情况系数可得=1故.=p=13=3kw（2）选带型号，选用普通v带 根据=3kw，=1420 r/min，查出此坐标点位于型与z型交界处， 故选用a型计算=80100mm（3）求大小带轮基准直径由带轮最小基准直径表，现取=85mm=（1-）=85（1-0.02）=230.42mm由带轮标准直径系列取236mm （4）验算带速 =6.32m/s 带速在525m/s范围，合适。（5）求v带基准长度和中心距初步选取中心距1.5(+)=1.5(85+236)=481.5mm 取=500mm，符合0.7(+) 合适（7）求带轮根数z z= 今=1420 r/min =85mm 根据单根普通v带轮基本额定功率表可知 =1.0kw传动比i=2.83根据带跟普通带轮时额定功率增量表可知0.17kw由=查表包角修正系数得 =0.97查表带长修正系数得=1z= =2.64取3根（8）求作用在带轮轴上得压力 查v带轮截面尺寸表得q=0.1kg/m单根带轮得初拉力124.78+3.99=128.77n 作用在轴上得压力=2z=23128.77=764.56(1)选择材料及确定许用应力，因要求结构紧凑故采用硬齿面组合 小齿轮用40mnb钢，表面淬火，齿面硬度为4555hrc，=11301210mpa =690720mpa大齿轮用45钢，表面淬火，齿面硬度为4050hrc，=11201150mpa =680700mpa取=1.25，=1取=2.5, =189.8560mpa 1200mpa(2)按齿轮齿弯曲强度设计计算 齿轮按9级精度制造，取载荷系数k=1齿宽系数=0.6 小齿轮上的转矩=9.55=9.55nmm= nmm 初选螺旋角 齿数 则实际传动比i=64/18=3.56齿形系数 查图外齿轮得齿形系数得 =2.93，=2.28由图外齿轮齿根修正系数得 =1.56 =1.77因 故应对小齿轮进行弯曲强度计算法向模数 1.69mm由表模数系列 取=2mm中心距 a= =84.89mm取a=85mm确定螺旋角 齿轮分度圆直径齿宽 b=取 （3）验算齿面接触强度 =1015.25mpa 安全!（4）齿轮圆周速度故选用9级制造精度时合适的。（1）采用软齿面小齿轮用40mnb钢，调质处理，齿面硬度为241286hbs，=680760mpa =580610mpa大齿轮用45号钢，调质处理，齿面硬度为197286hbs，=550620mpa =410480mpa 由表最安全系数 参考 取=1.25，=1.0700mpa620mpa 480mpa384mpa(2)按齿轮齿接触强度设计计算 齿轮按7级精度制造，取载荷系数k=1齿宽系数=0.5小齿轮上得转矩=9.55=9.55nmm=nmm 取 =78.05mm取，故实际传动比i=2.53模数=2.44mm齿宽 b=39.025mm取 按标准模数表取m=2.5 实际 =zm=322.5=80mm =zm=822.5=205mm中心距 a=142.5mm（3）验算齿轮弯曲强度 齿形系数 =2.6 =1.63，=2.27 =1.76=48.60mpa =45.80mpa 安全（4）齿轮圆周速度 故选用9级制造精度时合适的。一，三轴的材料选40mnb， c=98107 一，三轴的c=98二轴的材料选45钢， c=118107 二轴的c=107（1）高速轴 取19mm (2) 中间轴 取30mm（3）低速轴 取40mm 根据三根轴的直径初选轴承 高速轴 30204 中间轴 30207 低速轴 60209低速轴选60209圆周力径向力法向力由表查得轴承径向载荷系数x=1 轴承轴向载荷系数y=0当量动载荷p=11522.03+00=1522.03n温度系数ft=1载荷系数fp=1.2由于是按10年，一年300天，单班制工作，共24000小时。轴承预期寿命lh=24000h基本额定动载荷：查手册选60209轴承，其cr=31500n7433.40n所以选60209轴承适用。高速轴：30204圆周力径向力轴向力查得e=1.5tan=1.5tan125710=0.345x=0.4 y=0.4cot125710=1.740当量动载荷p=0.41006.48+1.740754.94=1716.19n轴承预期寿命lh=24000h温度系数ft=1,载荷系数fp=1.2径向基本额定动载荷值=18657.42n查手册，选30204轴承，其cr=282000n18657.42n所以选30204轴承适用。中间轴：30207 现按中间轴斜齿轮计算圆周力径向力查得e=1.5tan=1.5tan140210=0.375x=0.4 y=0.4cot140210=1.60当量动载荷p=0.41600.56+1.600=640.224n轴承预期寿命lh=24000h温度系数ft=1,载荷系数fp=1.2径向基本额定动载荷值=4562.50n查手册，选30207轴承，其cr=54200n4562.50n所以选30207轴承适用。第一轴带轮处直径 =19mm 键b=6mm h=6mm倒角c=0.25 长度l=25 =3.5mm第二轴带轮处直径 =30mm 键b=8mm h=7mm倒角c=0.5 长度l=25 =5.0mm第三轴联轴器直径 =40mm 键b=12mm h=8mm倒角c=0.5 长度l=32 =5.0mm由题选=110mpa；p=40mpa一轴：=17.92 mpa =110mpa二轴：=23.03mpa =110mpa三轴：=41.44 mpa =110mpa圆周力 径向力法向力1.求垂直面的支撑反力齿轮分度圆直径=180mm带轮上外力=864.59n=50.5mm， =95mm =145.5 mm2.求水平面的支撑反力3.绘垂直面的弯矩图4.绘水平面的弯矩图5.求合成弯矩图，考虑到最不利情况6.求轴传递的转矩7.求危险截面a-a的当量弯矩认为轴的切应力是脉动循环应力，取折合系数=0.68.计算危险截面a-a处轴的直径轴的材料选用40cr钢，调质处理，由表查得，由表查得，则考虑到键对皱的削弱作用，将d值加大5%满足条件箱盖与箱座联接螺栓直径联接螺栓的间距l=150200轴承端盖螺钉直径窥视孔盖螺钉直径定位销直径轴承旁凸台半径内箱壁至轴承底端面距离大齿轮顶圆与内壁距离齿轮面与内壁距离箱盖、箱座肋厚 轴承端盖外径轴承端盖凸缘半径 =85mm236mm=6.32m/s=522.00mm取3根普通v带a=85mm m=3a=142.5mm 箱体及减速器附件说明：箱壳是安装轴系组件和所有附件的基座，它需具有足够的强度、刚度和良好的工艺性。箱壳采用ht200灰铸铁铸造而成，易得到美观的外表，还易于切削。为了保证箱壳有足够的刚度，常在轴承凸台上下做出刚性加固筋。轴承采用润滑脂润滑，在轴承与轴肩联接处，采用挡油环结构。防止箱体内全损耗系统用油将油脂洗去。 箱体底部应铸出凹入部分，以减少加工面并使支撑凸缘与地良好接触。减速器附件：1)视孔和视孔盖箱盖上一般开有视孔，用来检查啮合，润滑和齿轮损坏情况，并用来加注润滑油。为了防止污物落入和油滴飞出，视孔需用视孔盖、垫片和螺钉封死。2)油塞 在箱体最底部开有放油孔，以排除油污和清洗减速器。放油孔平时用螺塞和封油圈封死。3)油标 杆式油标结构简单，使用方便，应用较多，对于中小型减速器，最高油面与最低油面间差值常取510mm。一般要浸到12个齿，但不超过齿轮半径的1/3。4)吊环、吊耳 为了便于搬运减速器，常在箱体上铸出吊环和吊耳。起吊整个减速器时，一般应使用箱体上的吊环。对重量不大的中小型减速器，如箱盖上的吊环、吊耳的尺寸根据减速器总重决定，才允许用来起吊整个减速器，否则只用来起吊箱盖。5)定位销 为了加工时精确地镗制减速器的轴承座孔，安装时保证箱盖与箱体的相互位置，再分箱面凸缘两端装有两个直径为a6的圆锥销，以便定位。长度应大于凸缘的总厚度，使销钉两端略伸凸缘以利拆装。6)启盖螺钉为保证箱体密封，通常在剖分面上涂水玻璃或密封胶，因而在拆卸时不易分开。为此需在箱盖凸缘的适当位置设置12个启盖螺钉。启盖螺钉的直径可取与箱盖凸缘联接直径相同，端部应加工为圆柱或半圆形，以免其端部螺纹被损坏。滚动轴承的外部密封装置：为了防止外界灰尘、水分等进入轴承，为了防止轴承润滑油的泄漏，在透盖上需加密封装置。在此，我用的是毡圈式密封。因为毡圈式密封适用于轴承润滑脂润滑，摩擦面速度不超过45m/s的场合。心得小结机械设计课程设计终于要画上一个不太圆满的句号了，但在这过程中收获了很多，学到了很多。开始接触这门课，我不知道能不能很好的学好这门课，大一的时候曾接触过这门课，自己感觉难度很大，现在却要画出二级圆柱齿轮减速器的装配图，心里更没底了。随着制图的学习，老师耐心细致的讲解，自己的思考，最后慢慢地将减速器的总体结构，布局要求，制造加工性能，制图的方法等一系列的问题想清楚，减速器的设计也慢慢完成。 这对于我来说确实有点难度，可是，一份耕耘一份收获，努力了就会有收获。设计之初我总是凭自己的想象去画图，去构造，不讲究很多。但是经过这一段时间的练习我才发现原来机械制图中还有很多规定，并不是可以随心所欲的。在表示零件的时候怎么去画，在画装配图时又要注意哪些画图的技巧，联接的画法和表示，尺寸的标注以及技术要求和明细表的填写等等这些都是需要慢慢学习的。而这门课程教会我的远远不只于此。参加答辩时我没有经历过的一个环节，虽然不知道结果是什么样的，参加答辩本身给了我一种经历，一种有价值的经验。我知道我的设计和制图不是完美的，但我会努力的去完善它，争取做到更好。我们只拥有足够的信心和勇气才能克服眼前的困难走向远方！这种心态让我有了一种良好的态度，这对我的课程设计是有很大帮助的。经过一个多月的磨练，并且我还学会了主动思考遇到的事情，如何去发现问题，解决问题和总结问题。俗话说“师傅领进门，修行在个人”。老师不可能把设计中所有的问题都面