两级齿轮减速器设计说明书.doc

两级齿轮减速器设计说明书一传动方案拟定与说明一课程任务设计如图所示的用于带式输送机上的两级齿轮减速器。工作时有轻微震动，经常满载，空载启程，单向运转，单班制工作。输送带允许误差为5%。减速器小批量生产，使用期限为五年，每年300个工作日。设计数列于下：题号1234输送带拉力F/N2000180024002200卷筒直径D/mm300350300300输送带速v/(m*s-1)0.911.20.9带传动输送机传动图 1二 设计要求1 装配图一张（A0）2 零件图一张（A3）3 课程设计书一份本组设计数据： 输送带拉力：2400N 卷筒直径：300mm 输送带速：0.9m*s-1三 设计步骤传动方案的拟定与说明。传动方案已经给出：1.外传动为带传动.2.减速器的设计。3.箱体设计。二选择电动机一选择电动机类型按已知的工作条件和要求，选用Y系笼型三相异步电动机，全封闭自扇冷式结构。电压为380V。二计算电动机功率 工作机输出的功率:PW0=FV/1000=2200X0.9/1000=1.98KW 从电动机到工作的输送带间的总效率为：=1224324=0.992X0.994X0.972X0.96=0.850 式中1、2、3、4分别为联轴器、轴承、齿轮、带传动的传动效率，由机械设计书查得各个数值。 故电动机的输出功率为：PD=PW/=1.98/0.85=2.33KW三 定电动机转速已知传动带速则，卷筒直径，则:nW=（60X1000v）/d=57.0.r/mm所以电动机可选转速范围为：nd=（8-40）nw=456-2280r/min所以符合这一条件的电动机的同步转速为710r/mm,960r/mm,1420r/mm,三种，Y132M-8,Y132S-6，Y100L2-4，参数如下:电动机型号额定功率/KW同步转速r/min满载传动比r/minY132M-83750710Y132S-631000960Y100L2-4315001420通过比较，综合考虑电动机的工作条件和传动装置，重量及价格等因素选用Y132S-6电动机。由表可知其额定功率为3KW,满载转速为nm=960r/min，轴伸出部分用于装联轴器段的长度和直径为E=80mm，D=38mm三计算传动装置的总传动比i并分配总传动比一总传动比i0为：I0=nm/nw=960/57=16.84二分配传动比。高速级传动比通常为低速级传动比的1.4倍，即：i1=1.4i2，可得:i1=4.9则： i2=3.4四 计算传动装置的运动和动力参数。一 各轴的转速。n1=nm=960r/minn2=n1/i1=960/4.9=195.9r/minn3=n2/i2=195.9/3.4=57.6r/min二 各轴的输出功率。P1=pdn1=2.33X0.99=2.3kwP2=p1n2n3=2.3X0.99X0.97=2.22kWP3=p2n2n3=2.13kw三 各轴的输出转矩。T0=9550Pd/nm=9550X2.33/960=23.18NmTI=9550P1/n1=22.88NmT2=9550P2/n2=108.22NmT3=9550P3/n3=353.15NmT卷=9550P卷/n总=346.12Nm注：上式中T0为电动机的输出转矩，将结果会于下表，以备查用：轴名功率P/kw转矩T/nm转速n/r/min传动比i效率10.994.90.963.40.9610.98电动机2.3323.189602.322.889602.22108.22195.92.13353.1557.6卷筒2.09346.1257.6五 齿轮设计。一 高速及传动齿轮设计。条件：电动机驱动，工作平稳，转向不变，传递功率P=2.3kw，转速n1=960r/min，传动比i=4.9，使用期限为五年，每年300个工作日，单班制工作。1. 选择齿轮材料，热处理，齿面硬度，精度等级，表面租糙度。,因传动功率不大，转速不高，所以选用软尺面齿轮传动，所以，小齿轮：45钢调质 硬度217-255HBW 选230HBW 大齿轮：45钢正火 硬度169-217HBW 选190HBW,选择精度等级：八级精度。，表面租糙度：Ra3.2-6.3um2. 按接触疲劳强度设计。因为是闭式软齿面传动，故按接触疲劳强度计算。 转矩。T1=9550000XP/n1=22880Nmm 载荷系数：查表得K=1.1 齿数Z1.取小数为Z1=25，则大齿轮齿数为Z2=4.9Z1=123 宽系数d因为此为非对称分布，且为软齿面，查表可得d=0.9 许用接触应力H查机械设计书可得 Him1=570mpa Him2=390mpa 由课本公式计算应力值环数N=60nj =609601（53008）=6.910hN=1.4110h 查课本图得： ZNTI=0.93 ZNT2=0.98查表得Sh=1 许用接触应力=0.93570=530.1 =0.98390=382.2 计算小齿轮分度圆直径 47.45mm3. 计算齿轮的几何尺寸 .计算摸数m1.9取=2 .计算分度圆直径d1=m1z1=2X25=50mmd2=2X123=246mm.计算传动中心距。 （50+246）/2=148mm.计算齿宽 b=dXd1=45 圆整后取b2=45 b1=b2+5=50. 计算圆周速度=2.51m/s 查表可知，选用八级精度合适。4.校核弯曲疲劳强度.齿形系数和修正系数。 查课本由表得:齿形系数 Y2.65 Y2.17 应力校正系数 Y1.58 Y1.81 .许用弯曲应力 查表得Sf=1.3 Fim1=220mpa Fim2=160mpa插得弯曲疲劳寿命系数为 YNT1=0.9 YNT2=0.92 弯曲应力为 =304.62MPa =226.46MPa .校核弯曲疲劳强度 1 = =46.83 MPa 1= 1=43.93 MPa2满足齿根弯曲疲劳强度要求二 低速及传动齿轮设计。条件：电动机驱动，工作平稳，转向不变，传递功率P=2.22kw，转速n1=195.9r/min，传动比i=3.4，使用期限为五年，每年300个工作日，单班制工作。1选择齿轮材料，热处理，齿面硬度，精度等级，表面租糙度。,因传动功率不大，转速不高，所以选用软尺面齿轮传动，所以，小齿轮：45钢调质 硬度217-255HBW 选230HBW 大齿轮：45钢正火 硬度169-217HBW 选190HBW,选择精度等级：八级精度。， 表面租糙度：Ra3.2-6.3um2.按接触疲劳强度设计。因为是闭式软齿面传动，故按解除疲劳强度计算。， 转矩。T1=9550000XP/n1=108224Nmm， 载荷系数：查表得K=1.1， 齿数Z1.取小数为Z1=25，则大齿轮齿数为Z2=3.4Z1=85 ， 宽系数d因为此为非对称分布，且为软齿面，查表可得d=1， 许用接触应力H查机械设计书可得 Him1=570mpa Him2=390mpa， 由课本公式计算应力值环数N=60nj =60159.91（53008）=1.51108hN=3.4107h ， 查课本图得：ZNT1=0.93 ZNT2=0.98查表得Sh=1 许用接触应力=0.98570=530.1 =1390=382.2 计算小齿轮分度圆直径 71.39mm3.计算齿轮的几何尺寸.计算摸数m2.86取=3.计算分度圆直径d1=m1z1=3X25=75mmd2=3X85=255mm.计算传动中心距。 （75+255）/2=165mm.计算齿宽 b=dXd1=75 圆整后取b2=75 b1=b2+5=80 . 计算圆周速度=0.77m/s 查表可知，选用八级精度合适。4.校核弯曲疲劳强度.齿形系数和修正系数。 查课本由表得:齿形系数 Y2.62 Y2.21 应力校正系数 Y1.59 Y1.785 .许用弯曲应力 查表得Sf=.3 Fim1=220mpa Fim2=160mpa插得弯曲疲劳寿命系数为 YNT1=0.93 YNT2=0.95 弯曲应力为 =314.8MPa =233.8MPa.校核弯曲疲劳强度 1 = =10.3 MPa 2= 1=9.6 MPa2满足翅根弯曲疲劳强度要求 六 传动轴的设计一 高速轴的设计。1. 选择轴的材料。选择轴的材料为45钢，调质处理，查表得-1b=59 MPa2计算轴的载荷 轴所传递的转矩为：T1=9550000XP/n1=22880Nmm 作用在齿轮上的力为: 915.2N =337N 则，圆周力，径向力见附图3初步计算轴最小直径，选取联轴器。安装联轴器的直径d1为为最小直径，查表得A=107-118=14.315.8mm考虑到轴上键有削弱作用，周径需要加大，取为14.7116.43，为了使所选之后与联轴器孔径相适应与同时选联轴器，按扭矩T1=22880Nmm查手册。先用LX3型弹性销轴联轴器。联轴器的孔径为d1=30mm4. 轴的结构设计， .拟定轴上零件的装配方案轴上大部分零件依次由左端装配，仅右端轴承和轴承盖由右段装配。 .根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。装联轴器段：有第3步已经确定了d1=30mm，查手册可知，此联轴器与轴配合部分长度为L1=60mm,为保证轴端挡圈压紧联轴器，因此此轴段应稍小于联轴器长度取l1=58mm。装作轴承端盖段: 联轴器右端用轴肩定位则,d2=d1+2h=34.236mm h=(0.070.1)d，取d2=35mm，轴段2的长度由轴承端盖和螺钉的拆装空间来决定，取l2=40mm装左轴承端：这段轴径由轴承的内圈直径来决定，根据情况选接触角轴承C7308CJ，其尺寸为Dxdxb=40x90x23故d3=40mm，l3=23mm。 中间轴段： 中间轴段由于与之配合的下齿轮宽度为80mm，装配后取l4=100mm。轴承取轴肩定位则d4=d3+2h，取d4=45 齿轮段： 由于齿轮和轴为一体制造，则d5=50mm l5=50mm，则d6=d4=45mm 取l6=10mm。装右轴承段： 同轴用同一种轴承则d7=d3=40mm ，挡油盖取l盖=5，则l7=l盖+l3=28mm .轴上零件的周向固定。半联轴器采用平键连接，半联轴器与轴的配合为H7/k6，滚动轴承与轴的配合采用H7/k6。 .定出轴肩处的圆角半径。 轴肩处的圆角半径见图，轴端倒角取C2二 中间轴的设计。1.选择轴的材料。选择轴的材料为45钢，调质处理，查表得-1b=59 MPa2计算轴的载荷 轴所传递的转矩为：T1=9550X106P/n1=108220Nm没 作用在齿轮上的力为: 915.2N =337N 则，圆周力，径向力见附图3初步计算轴最小直径，轴承端直径d1为为最小直径，查表得A=107-118=24.0326.5mm4.轴的结构设计，.拟定轴上零件的装配方案轴上大部分零件依次由右端装配，仅左端轴承和轴承盖由左段装配。.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。装右轴承端：这段轴径由轴承的内圈直径来决定，根据情况选接触角轴承C7306CJ，其尺寸为Dxdxb=30x72x19故d1=30mm，取挡圈l圈=15mm则 l1=l圈+19+2=36. 装高速级齿轮轴段：为了便于安装，取d2=35mm l2的长度由高速级大齿轮宽度决定，则l2=45-2=43mm 中间轴段：由于轴肩定位，则d3=d2+2h=39.942mm 取d3=40mm 取l3=15mm 装低速级齿轮段：由于该段齿轮与轴为一体制造，则d4=75mm l4=80，则齿轮左端d5=d3=40mm 取l5=10mm 装右端轴承：d6=d1=30mm 取挡油盘为5mm，则，l6=19+5=24mm.轴上零件的周向固定。齿轮采用平键连接，同时为了保证齿轮与轴有良好的对中性，采用H7/r6的配合，滚动轴承与轴的配合采用H7/k6。.定出轴肩处的圆角半径。 轴肩处的圆角半径见图，轴端倒角取C2三 低速轴的设计。1.选择轴的材料。选择轴的材料为45钢，调质处理，查表得-1b=59 MPa2计算轴的载荷 轴所传递的转矩为：T1=9550X106P/n1=353150Nmm 作用在齿轮上的力为: 9417.3N =3470N 则，圆周力，径向力见附图3初步计算轴最小直径，选取联轴器。安装联轴器的直径d1为为最小直径，查表得A=107-118=35.6539.29mm考虑到轴上键有削弱作用，周径需要加大，取为36.72mm41.25mm，为了使所选之后与联轴器孔径相适应与同时选联轴器，按扭矩T1=353150Nmm查手册。先用LX3型弹性销轴联轴器。联轴器的孔径为d1=38mm4.轴的结构设计，.拟定轴上零件的装配方案轴上大部分零件依次由右端装配，仅左端轴承和轴承盖由左段装配。.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。装联轴器段：有第3步已经确定了d1=38mm，查手册可知，此联轴器与轴配合部分长度为L1=80mm,因此此轴段联轴器长度取l1=80mm。装作轴承端盖段: 联轴器右端用轴肩定位则，d2=d1+2h=43.3245.6mm h=(0.070.1)d，取d2=45mm，轴段2的长度由轴承端盖和螺钉的拆装空间来决定，取l2=50mm装右轴承端：这段轴径由轴承的内圈直径来决定，根据情况选接触角轴承C7310CJ，其尺寸为Dxdxb=50x110x27故d3=50mm，l3=27mm。 中间轴段： 中间轴段由于与之配合的下齿轮宽度为45mm，装配后取l4=70mm。轴承取轴肩定位则d4=d3+2h，取l4=70mm 齿轮段： 由于齿轮宽度为75mm，则l5=75-2=73mm，取靠右端轴肩定位，则，d5=55mm。装左轴承段： 同轴用同一种轴承则d6=d3=50mm ，套筒取l筒=5，则l6=l筒+l3=44mm.轴上零件的周向固定。齿轮，半联轴器采用平键连接，同时为了保证齿轮与轴有良好的对中性，采用H7/r6的配合，半联轴器与轴的配合为H7/k6，滚动轴承与轴的配合采用H7/k6。.定出轴肩处的圆角半径。 轴肩处的圆角半径见图，轴端倒角取C2PW0=1.98KWPD=PW/=2.33KWnW=57.0.r/mmI0=16.84i1=4.9 i2=3.4n1=960r/minn2=195.9r/minn3=57.6r/minP1=2.3KwP2=2.22kwP3=2.13kwT0=23.18NmTI=22.88NmT2=108.22NmT3=353.15NmT卷=346.12Nm小齿轮：45钢调质硬度选230HBW大齿轮：45钢正火硬度选190HBW选择精度等级：八级精度。T1=22880NmmZ2=123Z1=25Him1=570mpa Him2=390mpaN=6.910hN=1.4110hZNTI=0.93 ZNT2=0.98=530.1 =382.2 d=47.45mm2d1=50mmd2=246mm=148mmb2=45 b1=502.51m/s八级精度合适。Y2.65 Y2.17 Y1.58 Y1.81Sf=1.3Fim1=220mpaFim2=160mpaYNT1=0.9 YNT2=0.92 =304.62MPa =226.46MPa1 =46.83 MPa1=43.93 MPa2满足齿根弯曲疲劳强度要求小齿轮：45钢调质硬度选230HBW大齿轮：45钢正火硬度选190HBW选择精度等级：八级精度。T1=108224Nmm载荷系数：K=1.1Z1=25Z2=85d=1Him1=570mpaHim2=390mpaN=1.51108hN=3.4107hZNT1=0.98 ZNT2=1 =530.1 =382.2 71.39mm3d1=75mmd2=255mm=192mmb2=75 b1=800.77m/s用八级精度合适Y2.62 Y2.21 Y1.59Y1.785Sf=.3Fim1=220mpaFim2=160mpaYNT1=0.93 YNT2=0.95=314.8MPa=233.8MPa1 =10.3 MPa2=9.6 MPa2满足齿根弯曲疲劳强度要求T1=22880Nmm915.2N =337Nd1=30mml1=58mmd2=35mml2=40mmd3=40mml3=23mmd4=45l4=100mmd5=50mm l5=50mmd6=45mm l6=10mmd7=40mml7=28mm-1b=59 MPaT1=108220Nmm915.2N =337Nd1=30mml1=36mmd2=35mml2=43mmd3=40mm l3=15mmd4=75mm l4=80d5=40mm l5=10mmd6=30mml6=24mm-1b=59 MPaT1=353150Nmm9417.3N =3470Nd1=38mml1=80mmd2=45mml2=50mmd3=50mml3=27mmd4=70mml4=70mml5=73mmd5=55mmd6=50mml6=44mm七 轴的校核计算低速轴的校核由于输出轴的转矩最大，且斜面相对较小，如果输出轴的强度得到保证，那么其他轴强度也会得到保证。由轴的校核公式可知， 已知低速轴的参数：Ft1=9417.3 N Fr1=3470N T=353150Nmm -1b=59MPa1.做轴的计算简图。轴的结构如下图，确定轴的各点跨距：l1=102.5mm l2=57.5mm 2.计算支反力作弯矩图。.作水平面内弯矩图Mh 水平面支反力为：Ft1 =Rah+Rch Rah Xl1=RchXl2得Rch=6036.73NRah=3380.57N则, Mbh=615746Nmm .作铅垂面内弯矩图Mv铅垂面支反力为：Rav +Rcv=Fr1Rav Xl1=RcvXl2得Rcv=2224.36NRav=1245.64N则，Mbv=127900Nmm截面c处弯矩为：Mb= Mbh2+Mbv2=628889Nmm .做扭矩图。扭矩T=353150Nmm判断危险截面，计算当量弯矩。 有计算和图可知，截面c处弯矩最大，该界面为危险截面 因为工作时为单向转动，扭转切应力为脉动循环变力。故修正系数为=0.6，则c处的当量弯矩为： Me=M2c+（T）2=629245Nmm3.校核轴的强度。由校核公式得：e= Me/W=37.8MPae -1b=59MPa 故，截面c的强度足够所以其他轴强度也足够。八轴承、联轴器、键的校核。一轴承的校核.。由于低速轴承受径向力最大，且额定动载荷最小，只要低速轴承寿命达到要求，那么他其他轴承都合格。试校核中间轴承。已知低速轴承为7310CJ型，dXDXb=50X110X27mm，Cr=26.2KN，n=288.6r/min，工作要求，单班制工作，有轻微震动，使用期限为三年，每年300个工作日。由中间轴的校核中算出;Rdv=6036.73NRav=3380.57NRdh=2224.36NRah=1245.64N得Pa=Fa=4626.21N Pd=Fd=8261.09N由于选择了接触角轴承则=3，温度正常取ft=1，工作时有轻度冲击取fp=1.2，有寿命计算公式 得，轴承d受力最大，故寿命最短若d符合要求那么其他轴承也符合要求最后得出d的寿命为：Lh=1548640h12000h（5X300X8）d轴承满足要求，可知全部轴承都满足要求。二联轴器的校核。 选择的联轴器均为LX3型弹性销柱联轴器，Tn=1250Nmm。 取K=1.5则: Tc1=T1XK=33.33X1.5=50Tn Tc2=T2XK= 387.26X1.5=581Tn该联轴器选择合适二 键的校核。根据A型平键类型及所选键查得键的尺寸b、h、K=h/2 l=L-bl。然后由公式p=2T/dklp来校核强度。查表得p=100120MPa .电动机与联轴器处用A型键 10X70 GB/T(19962003) 则，p=2T/dkl=2X33330/(38X4X60)=7.3p 高速轴与联轴器处用A型键10X50 GB/T(19962003) 则，p=2T/dkl=2X33720/(35X4X40)=12p 中间轴与齿轮处用A型键10X32 GB/T(19962003) 则，p=2T/dkl=2X134520/(43X4X22)=71p 低速轴与齿轮处用A型键16X63 GB/T(19962003) 则，p=2T/dkl=2X387260/(53X5X55)=53.1p 低速轴与联轴器用A型键10X70 GB/T(19962003) 则，p=2T/dkl=2X3897260/(60X4X38)=85.46p .滚筒轴与联轴器处用A型键10X70 GB/T(19962003) 则，p=2T/dkl=2X379740/(60X4X38)=83.3p故所选键都能满足强度。Ft1=9417.3 Fr1=3470NT=353150Nmm -1b=59MPal1=102.5mm l2=57.5mmRch=6036.73NRah=3380.57NMbh=615746NmmRcv2224.36NRav=1245.64NMbv=127900NmmMb=628889NmmMe=629245Nmme -1b=59MPa 截面c的强度足够Pa=4626.21N Pd=8261.09N=3ft=1 fp=1.2Lh=1548640h12000h满足要求Tn=1250Nmm。K=1.5Tc1=50TnTc2=581Tn该联轴器选择合适pp故所选键都能满足强度九箱体及其附件设计。一减速器附件的选择减速器的箱体采用铸造（HT200）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量，大端盖分机体采用配合.1. 机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度2. 考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离H为40mm为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为3. 机体结构有良好的工艺性.铸件壁厚为10，圆角半径为R=3。机体外型简单，拔模方便.4. 对附件设计 A 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M6紧固B 油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。C 油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出.D 通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡.E 盖螺钉：启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。钉杆端部要做成圆柱形，以免破坏螺纹.F 位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度.G 吊钩：在机盖上直接铸出吊钩和