减速器设计.doc

目 录第 一 章 搅拌机传动装置的设计.3第 二 章 选择电动机4 2.1.电动机功率的选择4 2.2.电动机转速的选择4第 三 章 计算总的传动比并分配各级传动比 53.1.总传动比53.2.分配各级传动比5第 四 章 计算传动装置的运动和动力参数 64.1.各轴转速64.2.各轴功率64.3.各轴转矩6第 五 章 联轴器的选择 85.1.高速级85.2.低速级8第 六 章 齿轮的选择 96.1.高速级齿轮传动96.2.调整 126.3.低速级齿轮传动 13第 七 章 轴的设计计算187.1.绘制轴的布置简图和初定跨距 187.2.高速轴（轴1）设计 187.3.中速轴（轴2）设计227.4.低速轴（轴3）设计25第 八 章 轴承的校核.298.1.高速级298.2.中速级298.3.低速级30第 九 章 键的校核 319.1.高速轴上键的校核319.2.中间轴上键的校核319.3.低速轴上键的校核31第 十 章 齿轮的结构设计.3310.1.齿轮2 3310.2.齿轮4 33第十一章 箱体主体结构尺寸设计.3411.1.箱体尺寸 3411.2.减速器附件及其结构设计 35第一章 搅拌机传动装置的设计设计任务书： 一、要求1 设计题目 用于搅拌机的传动装置。传动装置简图如右图所示。(1)原始数据传动装置输出转矩T:如下表传动装置输出转速n: 如下表(2)工作条件单班制工作，空载启动，单向、连续运转，载荷平稳，工作环境灰尘较大。(3)使用期限 工作期限为八年。(4)生产批量及加工条件 小批量生产。2.设计任务1)选择电动机型号；2)设计减速器；3)选择联轴器。3.具体作业1)减速器装配图一张；2)零件工作图二张（大齿轮，输出轴）；3)设计说明书一份。传动装置输出扭矩T/(N.m)：30传动装置输出转速n/(r/min)：240第二章 选择电动机电动机是通用机械中应用极为广泛的原动机，是由专业厂家批量生产的系列化定型产品。其中Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机具有效率高、性能好、振动小等优点，适用于空气中不含易燃、易爆或腐蚀性气体的场所和无特殊要求的机械上。一、电动机功率的选择 对于载荷比较稳定、长期运转的机械，首先估算传动系统的总效率，再根据工作机特征计算工作机所需电动机功率，最后选定电动机额定功率，且使电动机额定功率不小于工作机所需电动机功率。根据已知条件由计算得工作机所需有效功率 设 联轴器的效率，=0.99； 一对齿轮传动的效率，=0.97； 一对滚动轴承的效率，=0.99。所以传动系统的总效率 工作机所需电动机的功率 由Y系列电动机的技术数据可以确定，满足条件的电动机额定功率=1.1Kw 。二、电动机转速的选择将电动机的同步转速选为3000 r/min Y802-2型。把Y802-2型表21中。 表21 方案的比较电动机型号额定功率（Kw）同步转速（r/min）满载转速总传动比Y802-21.1 3000 2825 11.771Y802-2型三相交流异步电动机的额定功率=1.1Kw，满载转速=2825 r/min,查机械设计课程设计手册知，电动机中心高H= 80 mm，轴伸出部分用于安装联轴器的直径和长度分别为D=19mm和E=40mm。第三章 确定方案并分配各级传动比由于搅拌机工作环境灰尘较大，故采用闭式传动。一总传动比式中：电动机满载时的转速，。二分配各级传动比应使各传动尺寸协调,结构匀称合理.避免干涉碰撞.可采用,取=1.3低速级：高速级：第四章 计算传动装置的运动和动力参数设计计算传动时，需要知道各轴的转速、转矩和功率，因此应将工作机上的转速、转矩和功率推算到个轴上。传动装置从电动机到工作机一共有三轴，依次为、轴。则：一 各轴转速式中：电动机满载转速，；、分别为、轴的转速，；轴为高速轴，轴为低速轴；、依次为三轴之间的传动比。二 各轴功率 式中：电动机输出功率，；、轴输入功率，；、依次为电动机轴与轴、轴与轴、轴与 轴间的传动效率。三 各轴转矩式中：电动机轴的输出转矩，；、轴、轴、轴的输入转矩，。第五章 联轴器的选择一高速级1.选择类型为了隔离震动与冲击，选用弹性套柱销联轴器。2.载荷计算公称转矩：由表14-1查得故由式（14-3）得计算转矩为3.选择型号从GB4323-84中查得型弹性套柱销联轴器的许用转矩为许用最大转速为6600，轴径为 之间，故合用。二低速级1.选择类型为了隔离震动与冲击，选用弹性套柱销联轴器。2.载荷计算公称转矩： 由表14-1查得故由式（14-3）得计算转矩为3.选择型号从GB4323-84中查得型弹性套柱销联轴器的许用转矩为许用最大转速为4200，轴径为 之间，故合用。第六章 齿轮的选择一高速级齿轮传动1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1） 类型选择：选用直齿圆柱齿轮传动（2） 精度等级选择：选用7级精度（3） 材料选择：查表10-1，确定小齿轮材料为40（调质），硬度为200HBS，大齿轮材料为钢（调质），硬度为150HBS，二者硬度差为50HBS。（4） 取 则： 取2. 按齿面接触强度设计（1） 确定公式内的个计算数值a.取载荷系数b.计算最小齿轮传递的转矩c.查表10-6取材料弹性影响系数d.查表10-7取齿宽系数e.查图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限f.由公式10-13计算应力循环次数 g.由图10-19查接触疲劳寿命系数h.计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%安全系数s=1,由式（10-12）得： （2） 计算a. 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小值 取b.计算圆周速度 c.计算齿宽 d.计算齿宽与齿高之比 模数： 齿高： e.计算载荷系数， 根据，7级精度，由图10-8查得动载系数；直齿轮，假设.由表10-3查得:;由表10-2查得使用系数;由表10-4查得7级精度,小齿轮相对支承非对称布置时: 将数据代入后得: ; 由 查图得:; 故载荷系数:f.按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由式(10-10a)得:g.计算模数m3. 按齿根弯曲强度设计由式(10-5)得弯曲强度的设计公式为: （1）确定公式内的各计算数值a.由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 : 大齿轮的弯曲疲劳强度极限 : b.由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数:, ;c.计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 ,由式(10-12)得: d.计算载荷系数e.查取齿形系数由表10-5查得: f.查取应力校正系数由表10-5可查得: g.计算大小齿轮的并加以比较.大齿轮的数值大.(2)设计计算对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数0.7321并就近圆整为标准 m=2,按接触强度算得分度圆直径, 算出小齿轮齿数, ,取,大齿轮齿数: 取。这样对设计的齿轮传动，既满足了齿面接触强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。4. 几何尺寸的计算（1） 计算分度圆直径（2） 计算中心矩（3） 计算齿轮宽度取： ， 5. 验算故：合适。二调整1. 调整传动比高速级：低速级：2. 调整各轴转速3. 调整各轴转矩三低速级齿轮传动1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）类型选择：选用直齿圆柱齿轮传动（2）精度等级选择：选用7级精度（3）材料选择：查表10-1，确定小齿轮材料为40（调质），硬度为200HBS，大齿轮材料为钢（调质），硬度为150HBS，二者硬度差为50HBS。（4）取 则： 取2.按齿面接触强度设计（1）确定公式内的个计算数值a.取载荷系数b.计算最小齿轮传递的转矩c.查表10-6取材料弹性影响系数d.查表10-7取齿宽系数e.查图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限f.由公式10-13计算应力循环次数 g.由图10-19查接触疲劳寿命系数h.计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%安全系数s=1,由式（10-12）得： （3） 计算a.试算小齿轮分度圆直径，代入中较小值 取b.计算圆周速度 c.计算齿宽 d.计算齿宽与齿高之比 模数： 齿高： e.计算载荷系数， 根据，7级精度，由图10-8查得动载系数；直齿轮，假设.由表10-3查得:;由表10-2查得使用系数;由表10-4查得7级精度,小齿轮相对支承非对称布置时: 将数据代入后得: ; 由 查图得:; 故载荷系数:f.按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由式(10-10a)得:g. 计算模数m3. 按齿根弯曲强度设计由式(10-5)得弯曲强度的设计公式为: (1) 确定公式内的各计算数值a. 由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 : 大齿轮的弯曲疲劳强度极限 : b. 由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数:, ;c. 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 ,由式(10-12)得: d. 计算载荷系数e. 查取齿形系数由表10-5查得: f. 查取应力校正系数由表10-5可查得: g. 计算大小齿轮的并加以比较.大齿轮的数值大.(2)设计计算对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数0.97281并就近圆整为标准 m=1,按接触强度算得分度圆直径, 算出小齿轮齿数, ,取,大齿轮齿数: 为了避免干涉，需要考虑齿轮2与轴的距离：83+15+12=110.5 取。这样对设计的齿轮传动，既满足了齿面接触强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。4.几何尺寸的计算(1)计算分度圆直径(2)计算中心矩(3)计算齿轮宽度取： ， 。5. 验算故：合适。第七章 轴的设计计算（本章所查表格出自机械设计课程设计殷玉枫主编）一.初定跨距考虑相邻齿轮沿轴向不发生干涉，计入尺寸s=10mm，考虑齿轮与箱体内壁沿轴向不发生干涉，计入尺寸k=10mm，为保证滚动轴承放入箱体轴承座孔内，计入尺寸c=5mm。则 3根轴承的支撑跨距分别为：分别表示齿轮1，齿轮3，高速轴轴承，中速轴轴承，低速轴轴承。二.高速轴（轴1）设计 ， 1. 结构设计 （图7-1）取轴的材料为40（调质），查表15-3，取=110。因为有键槽，则，圆整，取 2. 确定各轴段直径：最小轴段，：轴肩2处无定位，：轴肩3处为过度部位，区分加工表面，轴段34与轴承配合，轴承仅承受径向力，处取轴承型号6205，其主要参数，该轴跨距：由轴承对轴肩要求，查6205得，：同理：同理，3. 确定各轴段长度: 查表11-1，地脚螺栓 取；得 轴承旁连接螺栓 由表11-2得 箱体轴承孔长轴承端盖厚e=10mm装拆螺钉余量取则 :与轴承配合，取取 4.确定轴上倒角和圆角 按许用弯曲应力校核轴强度（1） 轴上力的作用点及支点跨距的确定齿轮对轴的力作用点按简化原则应在齿轮宽的中心，因此可决定轴上齿轮力的作用点位置(2) 绘轴的受力图 （图7-2）(3) 计算轴上的作用力齿轮1的啮合力(4)计算支反力水平面内 解得 弯矩 垂直面内 解得 弯矩 两平面合成，得(5)因为轴加粗78%不用考虑当量弯矩三.中速轴（轴2）设计，1. 结构设计 （图7-3）取轴的材料为45钢（调质），查表15-3，取=110。圆整，取 2.确定各轴段直径:最小轴段为使之与轴承相适应，选轴承型号6203，则 ,该轴跨距轴肩2为过渡部位，区分加工表3.确定各轴段长度 4.确定轴上倒角和圆角 按许用弯曲应力校核轴强度（1）轴上力的作用点及支点跨距的确定齿轮对轴的力作用点按简化原则应在齿轮宽的中心，因此可决定轴上两齿轮力的作用点位置(2) 绘轴的受力图（图7-4） (3) 计算轴上的作用力齿轮1的啮合力(4)计算支反力水平面内 解得 弯矩 垂直面内 解得 弯矩 两平面合成，得 (5)计算当量弯矩因为材料为40（调质），由表15-1查得 应力校正系数0.6 G,F为危险截面，分别校核G截面危险F截面强度足够；校核G截面强度四.低速轴（轴3）设计， ， 1. 结构设计 （图7-5）取轴的材料为40（调质），查表15-3，取=110。为了与联轴器想适应，联轴器孔30则，2.确定各轴段直径：轴肩2处无定位，：轴肩3处为过度部位，区分加工表面，轴段34与轴承配合，轴承仅承受径向力，处取轴承型号6005，其主要参数，该轴跨距由轴承对轴肩要求，查6005得，3.确定各轴段长度4.确定轴上倒角和圆角 按许用弯曲应力校核轴强度（1）轴上力的作用点及支点跨距的确定齿轮对轴的力作用点按简化原则应在齿轮宽的中心，因此可决定轴上齿轮力的作用点位置(2) 绘轴的受力图（图7-6）(3) 计算轴上的作用力齿轮1的啮合力(4)计算支反力水平面内 解得 弯矩 垂直面内 解得 弯矩 两平面合成，得36第八章 轴承的校核一高速级径向力：转 速：求当量动载荷：查表13-4得：查表13-6得载荷系数查表6-1得6205的基本额定动载荷，所以 因工作年限为8年、单班制工作所以：故安全取6205。跨矩不大采用两端固定式二中速级径向力：转 速：求当量动载荷：查表13-4得查表13-6得载荷系数查表6-1得6203的基本额定动载荷，所以 因工作年限为8年、单班制工作所以：故安全取6203。跨矩不大采用两端固定式三低速级径向力：转 速：求当量动载荷：查表13-4得查表13-6得载荷系数查表6-1得6005的基本额定动载荷，所以 因工作年限为8年、单班制工作所以：故安全取6005。跨矩不大采用两端固定式第九章 键的校核一高速轴上键的校核轴段12上的键槽，选B型普通平键 键长查表6-1 取 键长取由表6-2取键许用挤压应力校核键安全 B 二.中间轴上键的校核选B型普通平键轴段56上的键槽， 键长查表6-1取键 键长取查表6-2键的许用挤压应力校核：键安全 B 三.低速轴上键的校核选B 型普通平键1轴段12上的键槽， 键长 查表6-1取键查表6-2键的许用挤压应力校核：键安全 B 2轴段45上的键槽， 键长 查表6-1取键 键长取查表6-2键的许用挤压应力校核：键安全 B 第十章 齿轮的结构设计一齿轮2： 轴孔 二齿轮4 轴孔 作成实心式：第十一章 箱体主体结构尺寸设计一箱体尺寸参考课程设计书上的参数，可计算出尺寸如下：表11-1 尺寸表：名称符号减速器型式及尺寸关系箱座厚度8mm箱盖厚度18mm箱盖凸缘厚度b112mm箱座凸缘厚度b12 mm箱座底凸缘厚度b220 mm地脚螺钉数目df16 mm地脚螺钉直径n4轴承