机械设计课程设计说明书-二级圆柱直齿轮减速器设计.doc

合肥工业大学精密机械设计课程设计二级圆柱直齿轮减速器设计目录：一、设计任务书；二、传动方案的比较和拟定；三、各级传动比的分配，计算各轴的转速、功率和转矩；四、电动机的选择；五、齿轮的设计计算；六、轴的设计计算；七、滚动轴承的选择和计算；八、联轴器的选择；九、减速器的技术特性、润滑方式、润滑剂的择；十、其他说明；十一、参考文献一、设计任务书（一）设计课题二级圆柱直齿轮减速器的设计（二）技术指标1、 减速器输出功率1.95kw;2、 减速器输入轴转速960r/min;3、 总传动比i=10;4、 使用寿命10年，每年工作250天，每天工作8小时；5、 双向传动（传动无空回），载荷基本稳定，常温工作。二、传动装置总体设计拟定设计方案：展开式 特点：输入输出轴不在同一方向，结构简单，非对称分布，轴向尺寸小，径向尺寸大。三、各级传动比的分配，计算各轴的转速、功率和转矩1、分配各级齿轮传动比=3.74 i23=2.672、计算各轴的转速、功率和转矩（1）转速n n1=n3*i n2=n3* i23 n1=960r/min n3=96r/min n2=256.32r/min(2)功率p pg=p3*r r-一对轴承效率（0.97）p3=p2*r*s s-低速级齿轮传动效率（0.97）p2=p1*r*f f-高速级齿轮传动效率（0.97）p1=p*c c-联轴器效率（0.99） p-电机的输出功率 pg-减速器输出功率（已知）pg=1.95kw p3=2.01kw p2=2.14kw p1=2.27kw p=2.29kw (3)转矩t及其分布t1=9550000 * p1 / n1=22581.771n.mmt2=9550000 * p2/ n2=79654.799n.mmt3=9550000*p3/n3=199953.125n.mm工作机电机四、电动机的选择1、按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380v，y型。2、选择电动机容量电动机所需工作功率为 pd= kwpw=1.95kw ha=h1h23h32h4式中：h1、h2、h3、h4分别为输入轴联轴器、轴承、齿轮传动、输出轴联轴器的传动效率。取h1=h4=0.99 h2=0.98 h3=0.97(齿轮精度为7级)，则ha=0.99*0.983*0.972*0.99=0.87所以 pd= =2.24kw综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比，选定电动机型号为y132s6，其主要性能如下表：型号额定功率（kw）满载时转速r/min效率%功率因数y132s6 3960830.762.02.2五、确定齿轮的主要参数和尺寸齿轮材料的选择：所有齿轮均取材料40cr，小齿轮经表面淬火4056hrc;大齿轮经调制处理后 硬度为300hbw。1、高速级1）分度圆直径d1、d2 先据接触疲劳强度设计，再按弯曲校核 d1=kd* 式中hf-高速级齿轮的齿面许用接触应力，n.mm ，取h1和h2中的较小值代入。齿轮材料：40cr 钢制直齿圆柱齿轮 表面硬度nhokhl=1hf=h2=hlimb2/1.1*1=608 n/mm2d1=36.73mm d2=d1*u12=137.43mm2）齿宽：大齿轮b2=d1*d1=36.73mm=35mm(圆整) 小齿轮b1=b2+(3-5mm)=40mm3) 中心距a1=( d1 +d2)/2=87.08mm=90mm(圆整)4) 模数m1=(0.015-0.03)a1=1.352.7；取m1 =25） 齿数z1=d1/m1=20 z2= d2/m1=70(圆整) 齿顶高ha=m=2 齿根高hf=1.25m=2.5 顶隙c=0.25m=0.5 齿轮螺旋角=00 端面压力角=200 全齿高h=2.25m=4.5 6）按齿根弯曲疲劳强度校核：f=yf*2*t1*k1*kv/d12d1m1f=flimb/sf*kfc*kfl 小齿轮40cr表面淬火flimb1=600n/mm2大齿轮40cr正火调质flimb2=1.8hbw=(1.8*300)n/mm2=540 n/mm2sf=2 齿轮双向传动取kfc=0.7 nf0=4*106 nfvnf0 kfl=1f1=210n/mm2 f2=189n/mm2z1=20 z2=70由下图7-38，x=0时，y1=4.15 y2=3.75 图7-38f1/y1=50.60 n/mm2f2/y2=50.4 n/mm2 校验大齿轮z2齿轮传动精度为8 v=n2*2*d2/(60*2) 由下图7-33 图7-33得kv=1.1f2=yf2*2*t1*k1*kv/d12d1m1=65.76 n/mm2nf0 kfl=1f2=189n/mm2 f3=210n/mm2z2=29 z3=78 由图7-38，x=0时，y2=3.9 y3=3.75f2/y2=48.46f3/y3=56 校验大齿轮z2齿轮传动精度为8 v=n2*2*d2/(60*2) 由图7-33得kv=1.1f2=yf2*2*t2*k2*kv/d22d2m2=118.23n/mm21.2=10mm齿轮端面与内机壁距离：2=10mm机盖、机座肋厚：m10.851=6.8mm7mm m0.85=6.8mm7mm轴承端盖外径：d2=轴承孔直径+（5-5.5）d3输入轴82mm中间轴92mm输出轴120mm轴承端盖凸缘厚度：t=10mm轴承旁联接螺栓距离：据结构决定七、滚动轴承的选择和计算1、校核轴承深沟球轴承寿命计算：cj=p/ft* 温度系数ft=1 lh=10*250*8=20000h 取=3齿轮对轴的径向力：fr=2*t/d*tan（d为分度圆直径，=200）（1）输入轴：fr入=2*t1/d1*tan 一对轴承，每个轴承承受力p1=fr=2*t1/d1*tan200p1=2*22581.771n.mm/36.73mm*tan200=0.448kn输入轴轴承6205 c=p1*=5.1kn cr=14.0kn轴承强度满足（2）中间轴：fr=2*t2/d2*tan+2*t2/d2*tan 每个轴承承受力 p2=fr=2*t2/d2*tan+2*t2/d2*tana=2*(79654.799/137.43+79654.799/57.44)*tan200=1.43kn轴承6205 c=p2*=6.8 kncr=14.0kn轴承强度满足（3）输出轴：fr=2*t3/d3*tan200每个轴承承受力p3=fr=2*t3/d3*tan200=2*199953.125n.mm/153.51mm* tan200=0.948kn轴承6208 c=p3*=5.03kn cr=29.5kn八、联轴器的选择1、选择联轴器种类轴型号公称扭矩tn/n.m轴孔直径d/mm轴孔长度/mm弹性套柱销联轴器输入轴tl331.51842刚性联轴器输出轴gy540038822、联轴器的型号、规格输入轴处：t入=k*t1=22581.771*1.3=29.356n.mtn=31.5 n.m输出轴处：t出=k*t3=199953.125*1.5=299.91n.m tn=400 n.m满足联轴器的选用九、减速器的技术特性、润滑方式、润滑剂的择1）技术特性： 技术特性输入功率（kw）输入转速（r/min）效率总传动比i传 动 特 性第 一 级第 二 级m1z2/z1精度等级m2z3/z2精度等级2.2996083101.53.720822.69082）润滑方式：润滑油润滑3）润滑剂：50号机械润滑油十、其他说明1、 轴承端盖密封方式:毡封油圈轴承端盖处：gb/t97.2 公称直径12 内径13 外径24 厚度2机盖与机座联接螺栓处：gb/t97.2 公称直径8 内径8.4 外径16 厚度1.62、定位销选取：圆锥销（gb/t117） 公称直径d=6mm dmin=5.95mm dmax=6mm a0.8mm 公称长度l=32mm *需改动3、结构设计装配图上应标注的尺寸1）外形尺寸：减速器总长、总宽、总高总长：a1+a2+小齿z1齿顶圆半径+齿z3齿顶半径+25+21+2+2（c1+c2）=337+16+84=436mm总宽：箱内宽+2+2l1=118+16+104+11=249mm总高：箱内深z3齿顶圆直径+（30-50）mm+8mm+2=222mm2）配合尺寸：轴与传动件、轴与轴承、轴承与轴承座孔配合位置配合制公差基本尺寸/mm极限偏差/mm轴孔轴孔齿轮与轴z2h7/r6it6=16it7=2534+0.05+0.034+0.0250z2h7/r6it6=16it7=2534+0.05+0.034+0.0250z3h7/r6it6=19it7=3056+0.06+0.041+0.0300轴与轴承第一根轴h7/j6it6=13it7=2125+0.009-0.004+0.0210第二根轴h7/j6it6=13it7=2130+0.009-0.004+0.0210第三根轴h7/j6it6=16it7=2550+0.011-0.005+0.0250轴承与机体6205h7it7=3052+0.00306206h7it7=3062+0.00306210h7it7=3590+0.03503）特殊尺寸：传动中心距及偏差a1=90mm 偏差0.08 a2=108mm 偏差0.4754）安装尺寸：基座底面尺寸（长、宽、高），地脚螺钉孔中心的定位尺寸，地脚螺钉孔之间的中心距、直径；减速器的中心高；主、从动轴外伸端的配合长度、直径。5） 尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、技术要求（见零件图、装配图）4、零件的选择通气器m20*1.5 杆式油标m12螺塞m18*1.5吊钩b=c1+c2=42 b1=b2 h=(0.8-1.2)b=42 h=(0.5-0.6 )h=21 b=2=16中间轴轴承与齿轮间套筒 z2处长11mm z2处长8mm 厚度5mm中间轴轴承与齿轮间套筒 长11mm 厚度5mm安装轴承旁螺栓扳手：扳手口185、齿轮z2 z3 设计 ：由于齿轮分度圆过大采用如下结构：齿轮z2：分度圆直径137.43，齿根圆直径133.68 b2=37配合轴直径34 0=10 l=1.4d=47.6 d1=1.6d=54.4d1=133.68-20=113.68 d0=0.5(d1+ d1)=84.04 c=0.3*b2=11.1d0=0.5(d1- d1)=14.82 r=5 n=0.5*m=0.75齿轮z3：分度圆直径153.51，齿根圆直径148.51 b3=57配