机械设计基础课程设计单级直齿圆柱齿轮减速器.docx

机械课程减速器设计焦作大学机电工程学院机械设计基础课程设计说明书设计题目：单级直齿圆柱齿轮减速器专 业：机电一体化班 级：14机电1班设 计 者：第3组指导教师：张冬梅计算机辅助设计与制造教研室2015年12月本组简介本 组：14131班 第3组组 长：齐文景成 员：齐文景 徐指恒 夏祖海设计任务分配：齐文景设计内容设计者页码齿轮的设计与校核齐文景4-7轴的设计与校核徐指恒7-11键的选择与校核夏祖海12-13轴承的选择夏祖海13-13箱体的设计徐指恒14-16总装图的绘制齐文景 徐指恒 夏祖海齿轮零件图夏祖海高速轴齐文景从动轴徐指恒排版齐文景目 录1 设计任务书12 设计说明书32.1 齿轮的设计与校核42.2 轴的设计与校核72.3 键的选择与校核122.4 轴承的选择132.5 减速器箱体的设计143 设计小结17参考书目181 设计任务书一、工作简图图1 单级直齿圆柱齿轮减速器齿轮传动设计二、原始数据减速器传递功率3.2（P/kW）：主动轴转速330(r/min)：传动比：2.5箱体材料：铸铁三、工作条件：每日工作时速24h，连续单向运转，载荷平稳，室内工作；工作年限5年；最高工作温度60。4、 设计工作量： 减速器总装图1张（A1）； 从动轴、从动齿轮、主动齿轮（含轴）零件图3张（A3）； 设计说明书1份。2 设计说明书计 算 及 说 明结 果齿轮的设计与校核齿轮选择：由表得，由于齿轮传递的功率不大，故大小齿轮都采用软齿面，参考表得，小齿轮选择45号调制钢，硬度选择240HBS，大齿轮选择正火,硬度为190HBS,选择精度等级：因为是普通减速器，由表选择8级精度，要求齿面粗糙度Ra3.26.3m2. 按齿面接触疲劳强度设计，由公式： 1） 试取K1=1.3， 小齿轮转矩查表得，选取齿宽系数d=1大齿轮应力循环系数N2=N1/i1=0.77*10*9由表知接触疲劳系数所以：H1H=520MPAH2H=470MPA2) 试算分度圆直径：K=KAKVKH=1*1.12*1.418=1.588 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径为d1=45.086mm计算模数：m=d1/z1=45.086/24=1.88mm3) 按齿根弯曲程度计算 查表得，小齿轮弯曲疲劳强度极限FE1=500MPA,大齿轮弯曲疲劳强度极限FE2=380MPA。由表得，取弯曲疲劳寿命系数所以： F1H=300MPA F2H=280MPA所以载荷系数K=1.494） 确定齿轮参数及主要尺寸由表得，传递动力的齿轮，其模数不宜小于1.5mm，过小则加工检验不便。所以，z1=d1/m1=45.086/1.5=30所以，大齿轮数为模数：取其标准值mn=2mm,中心距：工作齿宽取b2=40mm,小齿轮齿宽b1=b2+(3-5)=43-45 5 )校核弯曲疲劳强度 许用弯曲应力F：由表得：Flim1=330+0.45HBS1=(330+0.45236)MPa=436.2 MPaFlim2=184+0.74HBS2=(184+0.74190)MPa=324.6 MPa 复合齿形系数YFS：查图得： YFS1=4.1，YFS2=3.95。 2） 齿轮传动的计算与校核小齿轮弯曲疲劳强度校核:故弯曲强度可靠大齿轮弯曲疲劳强度校核:故弯曲强度可靠轴类的材料选择及校核选择45号钢，调质处理，查表可知-1b=59MPa主动轴的最小直径的设计计算1.估算轴的最小直径2.查表11-2可知：C可取1103.由轴的设计公式可知： dC=C23.46mm考虑到轴上有键槽削弱，轴径须大于3%5%，主动轴的最小直径可取d=25mm轴的结构设计轴的结构设计须要满足以下要求：1.轴和装配在轴上的零件应有正确的工作位置和可靠的相对固定。2.轴应该有良好的工艺性，便于制造和进行轴上零件的装配及调整。3，轴的结构要有利于减小应力集中。4，受力合理，有利于减轻轴的重量和节省材料。轴的阶梯结构设计确定1，轴的输出端取L1为82mm，直径d1=25mm。2，左端盖取l2=40mm，经查表得C=2.5mm，轴肩高h=2C=2X2.5=5mm，d2=d1+2h=30mm。3，左轴承段：l3=50mm，d3=35mm。4，齿轮段：l4=68mm，d4=45mm。5，L5=10mm，经查表知C=3mm，d5=d4+2h=55mm。6，右轮毂：l6=28mm，d6=30mm。校核1， 轴所传递的转矩为T=9.55X106=9.55x106N.mm=92606.0635N.mm Ft=913.75NFr=338.0875NFRAV=-=169.044N2，弯矩：RDV=RAV*=169.044 X =8874.81N.mm2， 绘制水平面弯矩图FRAH=456.875NMDH=FRAH.=23985.94N.mm3,绘制合成弯矩MD=8876.16N.mm绘转矩图扭转据为T=92606.0635N.mmMec=Mc2+（t）2=78523N.mm结构草图为材料的选择由于从动轴的传动功率较小，因而仍可选用45#钢，调质处理。估算从动轮的直径1，由轴的设计公式 dC2，经查机械设计基础表11-2可知 C=(118107) 因此C取1103，由原始数据可知：从动轴的传动比为2.5，即从动轮的转速为： N2=330/2.5=132r.mim4，因齿轮的传递效率较高，一般可以达到0.950.99.因此齿轮的传递效率为我们可以取0.98。5，综上所述：从动轴的功率为： P2=P1=3.2 x 0.98=3.136kw即从动轴的最小直径为 dC=110x=31.6mm6，考虑到轴上有键槽削弱，轴径须大于3%5%，因此从动轴的最小直径为d1=34mm从动轴的结构设计1， 由于本次设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体的中央以节省空间。2， 第一段：轴端（安装连轴器部分）的直径d1=34mm，l1=100mm。3， 第二段：外端盖部分，考虑到要对连轴器进行定位，所以第二段应有轴肩d2=40mm，经查得知外端盖的厚度应为l2=50mm4， 第三段：轴承部分，该段必须满足轴承内径的标准d3=50mm，l3=45mm5， 第三段：齿轮部分,d4=65mm,l4=120mm.6， 第四段：d5=80mm，为了保证齿轮端面不与箱体内壁相碰故l5=10mm7， 第五段：d6=60mm，为了保证轴承的宽度及轴承的润滑故l6=20mm从动轴的设计校准3， 轴所传递的转矩为T=9.55X106=226884.89 N.mmFt=1492.45NFr=553.9NFa=297.714N2,轴承支持反力 垂直：FRAV=76.64NMDV=20141.8N.mm水平：FRAV=630.54NMDH=33103.35N.mm3,合成弯矩 MD=38749.5N.mm4，确定危险界面及校核强度 e= =30.8MPa 经查表可知：e1.2=1.2x8=9.6齿轮与箱体内壁距离2：2 =8箱盖，箱座肋厚m1：mm1=0.851=0.85x8=6.8mm，m=0.85 =0.85轴承端面外径D2，查表得D0=D+2.5d3=120+2.5x12=150mmD2= D0+2.5d3=150+2.5x12=180mm D0=D+2.5d3=90+2.5x8=110mmD2= D0+2.5d3=110+2.5x8=130mm轴承旁连接螺栓距离S：S=D+(22.5)d1=120+（22.5）x14 =148125mmS=D+(22.5)d1=90+(22.5)x14=118125mm箱座深度Hd：Hd=ds/2+（3050）=(260+2.5x2x1)/2+(3050)=162.5182.5箱座高度H：H= Hd+（510）=170+8+（510） =183188箱座宽度Ba由内部传动件位置结构及壁厚确定T=92606061N*mmH1H=520MPAH2H=470MPAK=1.588M=1.88mmF1H=300MPAF2H=280MPAz1=30Z2=60a=90mmb1=43-45b2=40mmFlim1=436.2 MPaFlim2=324.6 MPa两齿轮弯曲强度可靠-1b=59MPaC=110 d=32mmL1=82mmd2=25mml2=40mmd2=30mml3=50mmd3=35mml4=68mmd4=45mml5=10mmd5=55mml6=28mmd6=30mm T=92606.0635N.mmFt=913.75NFr=338.0875NFRAV=169.044NC=110N2=132r.mim=0.98P2=3.136kwD=31.6mmd1=34mmd1=34mml1=100mmd2=40mml2=50mmd3=50mm，l3=45mmd4=65mm,l4=120mmd5=80mml5=10mmd6=60mml6=20mmT=226884.89 N.mmFt=1492.45NFr=553.9NFa=297.714NFRAV=76.64NMDV=20141.8N.mmFRAV=630.54NMDH=33103.35N.mmMD=38749.5N.mme=30.8MPaAj=9326mmAjy=451 mm=8mm1=8mmb1=12mmb=12mmb=20mmdf=16.428n=4d1=12.321mmd2=9mmL=160d3=8mmd=6.5mmC1f=24mmC11=20mmC12=16mmC2f=22mm C22=14mmR1f=22mmR22=14mml1=54mm1=10mm2=10mmm1=6.8mmD2=180mmD2=130mmS=150mmS=120mmHd=170mm3 设计小结 通过我们三人的努力合作，最终终于完成了，由刚开始的迷惑 ，经过老师的指点，我们的讨论与商量，我们确定了尺寸，材料的选择，在这段日子里，基本都坐在电脑机前构思规划整个课题的研究与选材，借鉴了大量的图书，而且学到了很多在课本上都不理解的知识，通过这次课程设计使我懂得了理论与实践结合才是最重要的，才能最终服务到生活中。在设计中，我们要选取齿轮，轴，箱，体键的类型与材料。经过小组讨论，选取了他们的主要参数，进行计算，最后再进行校核，最后就是制图了，就一个高速轴的绘图，就花费了近半个下午的时间，最令我们头痛的就是一张最大的组装图了，花费了我们近四天的时间，请教了许多同学，自己又做了数遍，审了又审，不断地改正，最后经过老师的审核与修正，才