二级圆柱直齿轮减速箱设计方案说明书

个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途机械设计课程设计计算说明书设计题目 二级圆柱直齿轮减速箱 姓名学号班级指导老师2018年1月1日目录一、选择电动机 二、确定传动装置的总传动比和分配传动比三、计算传动装置的运动和动力参数四、V带传动的设计计算五、减速器圆柱齿轮传动的设计计算六、轴的设计计算及校核七、键的选择和校核八、减速器的结构九、 润滑密封设计十、课程设计心得体会 参考文献 设计任务书一、设计题目：带式运输机传动系统中的展开式二级圆柱齿轮减速器二、系统简图：三、工作条件：1.输送机由电机驱动。电机转动，经传动装置带动输送带移动。按整机布置，要求电机轴与工作机鼓轮轴平行，有过载保护。2. 使用寿命为5年，大修期3年。3. 每日两班制，工作时连续单向运转。载荷平稳。4. 允许输送带速度偏差为5%。5. 工作机效率为0.95. 6.按小批生产规模设计。设计内容：7. 设计传动方案； 8.设计减速器部件装配图A1）；9.绘制轴、齿轮零件图各一张(高速级从动齿轮、中间轴）；10.编写设计计算说明书一份约7000字）。四、原始数据： 题 号参 数3鼓轮直径D350运输带工作速度(m/min0.80输出转矩T450计算及说明一、选择电动机(1 选择电动机的类型方案电动机型号额定功率 Kw满载转速r/min1 Y112M -63 9402Y100L - 4 3 14203Y132S-8 3 710 按工作要求和条件，选用三相笼式式异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。2） 选择电动机的容量 电动机所需功率计算工式为：1）P= KW，=0.98 确定电动机的型号 根据容量和转速,由机械设计课程设计手册查出有三种适用的电动机型号,因此:选用Y100L2-4电动机：型号 额定功率kw）满 载 转速 r/min）起动转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y100L 2-4314202.22.3低转速电动机的级对数多，外廓尺寸用重量都较大，价格较高，但也以使传动装置总传动比减小，使传动装置的体积、重量较小；高转速电动机则相反。因此综合考虑，分析比较电动机及传动装置的性能，尺寸、重量、极数等因素。所以，选定电动机型号为 Y100L2-4二、确定传动装置的总传动比和分配传动比 由电动机的的型号Y100L2-4 ，满载转速nm=1420r/min 1）总传动比 i=nm/n=1420/44=32.3 2）分配传动装置传动比 各级传动比的推荐值V带 24；圆柱齿轮 36。 3）分配减速器的各级传动比 按展开式布置。考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近， 故选择i0=3, 则： i1=3.6, i2=3。三、计算传动装置的运动和动力参数 为了进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速和转矩。如将传动装置各轴由高速至低速依次为I 轴、II 轴、III轴，以及、，为相邻两轴间的传动比；、，为相邻两轴间的传动效率； 、，为各轴的输入功率Kw）；、 ，为各轴的输入转矩Nm）；、，为各轴的转速r/min）； 各轴输入功率 I轴 kw II轴 III轴 卷筒轴 各轴输出功率 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 3） 各轴输入转矩 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 各轴输出转矩 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 运动和动力参数计算结果整理于下表：轴名效率P Kw）转矩 T 计算大带轮的基准直径根据教材表8-8，。4、确定V带的中心距和基准直径1）按计算式初定中心距2）按计算式计算所需的基准长度查表可选带的基准长度3）按计算式计算实际中心距中心距的变化范围为。5、验算小带轮上的包角6、计算带的根数1）计算单根V带的额定功率由查表可得2）计算V带的根数Z 故取V带根数为9根,若Z取9太大，故舍弃选用1600mm的Z型带故Z=3.14，取整Z=47、计算单根V带的初拉力的最小值查表可得A型带的单位长度质量应使带的实际初拉力。8、计算压轴力压轴力的最小值为五 减速器圆柱齿轮传动的设计计算一、高速级齿轮1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）按图所示的传动方案，选用圆柱齿轮传动。2）运输装置为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。，硬度为270HBS；大齿轮材料为45钢(调质，硬度为230HBS，二者材料硬度差为40HBS。4）选小齿轮齿数，大齿轮齿数，2、按齿面接触强度设计，按计算式试算即得2）计算相关数值试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得所以计算圆周速度计算齿宽及模数计算载荷系数查表可得使用系数，根据，7级精度，查表10-8可得动载系数，由表10-4查得的值与直齿轮的相同，为1.419 ，故载荷系数按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，按计算式得计算模数3、按齿根弯曲强度设计，按计算式试算即查图10-20C可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。查图可取弯曲疲劳寿命系数，。计算弯曲疲劳许用应力 ，取弯曲疲劳安全系数，按计算式(10-22计算得计算大、小齿轮的并加以计算大齿轮的数值较大。2）设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，故取，已可满足弯曲强度，但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数，于是有取，则4、几何尺寸计算1）计算中心距将中心距圆整为。2）计算大、小齿轮的分度圆直径4）计算齿轮宽度二、低速级齿轮1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）按图所示的传动方案，选用圆柱齿轮传动。2）运输装置为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。的材料，没有特殊情况，应选用相同牌号，以减少材料品种和工艺要求，故查表可选择小齿轮材料为40(调质，硬度为52HRC；大齿轮材料为45钢(调质，硬度为45HRC.4）选小齿轮齿数，大齿轮齿数2、按齿面接触强度设计，按计算式试算即1）确定公式内的各计算数值试选小齿轮传递转矩查表10-7可选取齿宽系数,查表可得材料的弹性影响系数。查图得按齿面硬度选取小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限。按计算式计算应力循环次数查图可选取接触疲劳寿命系数，。计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数,于是得2）计算相关数值试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得计算圆周速度计算齿宽及模数计算载荷系数查表可得使用系数，根据，7级精度，查表可得动载系数，故载荷系数按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，按计算式得计算模数3、按齿根弯曲强度设计，按计算式试算即查图可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。查图可取弯曲疲劳寿命系数，。计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，按计算式计算计算大、小齿轮的并加以计算大齿轮的数值较大。2）设计计算 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，故取，已可满足弯曲强度，但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数，于是有取，则4、几何尺寸计算1）计算中心距将中心距圆整为。4）计算齿轮宽度六 轴的设计计算及校核一）中间轴的设计计算设计1、已知条件中间轴的传递功率2.68kW，转速131.5 r/min，齿轮分度圆直径116.5mm 76mm 。齿轮宽度40mm 76 mm。2、选择轴的材料 因传递的功率不大，并对总量及尺寸无特殊要求，故选45钢轴承部件的结构设计 两端的固定方式轴段 、轴段 设计 该段轴上安装轴承，其设计应与轴承选择同号进行。 考虑无齿轮轴向力存在，选深沟球轴承。 考虑轴段 、 上安装轴承，应符合轴承内径系列。 暂取轴承为6307，进行设计. 查表，得轴承内径d=40mm，外径D=90mm，宽度B=23mm，定位轴间da=44mm，外径定位直径Da=71mm。对轴的力的作用点与外圈大端面的距离a3=9mm，故d1=40mm。 通常一根轴上两个轴承取相同型号，故d5=40mm3轴段与轴段的设计 轴段上安装齿轮3，轴段安装齿轮2，为了便于齿轮安装，d2 、d4应大于d1、d5，初定d2 =d4=40mm。 齿轮2的轮毂宽度与齿轮宽度=40mm相等，左端采用轴肩定位，右端采用套筒固定。由于齿轮3的直径小，采用实心式，取其轮毂宽度与齿宽宽度=85mm相等，其右端用轴肩定位，左端采用套筒固定，为使套筒端面能够顶到齿轮端面，轴段和轴段的长度应比相应齿轮轮毂略短 该段为中间轴上的两个齿轮提供定位，其轴肩高度范为轴段与轴段的长度 该减速器齿轮的周围速度小于2m/s，故轴采用脂润滑，需用挡圈挡住油环组织箱体内润滑油溅入轴承座，轴承内端面距箱体内壁的距离为=10mm，中间轴上的两个齿轮的固定均由挡油环完成。 则轴段的长度为=20+12+5+3=43mm 轴段的长度为18+8+5=31mm6轴上力作用点的距离 轴承反力的作用点距离轴承外圈大端面的距离a3=9mm由图 可得轴的指点及受力点间的距离为=43+100/2-19-3）mm=81mm =10.5+83 mm=93.5mm=画轴的受力简图。 2计算支撑反力，在水平面上为： 式中的负号表示与图中所画力的方向相反。 在垂直平面上为 轴承1 的总支承反力为3画弯矩图 在水平面上，a-a剖面图左侧为 因为所选轴承为深沟球轴承，所以不受轴向力，故其左右两侧面所受力矩相同。 b-b剖面右侧为： 在垂直平面上 合成弯矩，在a-a剖面左侧为 a-a剖面右侧为 b-b剖面左侧为 b-b剖面右侧为7、校核轴的强度 虽然a-a剖面左侧弯矩大，但a-a剖面右侧除作用有弯矩外还作用有转矩，故a-a剖面两侧均有可能为危险剖面，故分别计算校核强度。 a-a剖面的抗弯截面系数为抗扭截面系数为aa-a剖面左侧弯曲应力为 a-a右侧弯曲应力为 扭剪应力为 按弯矩合成强度进行校核计算，取折合系数=0.6 则当量应力为，查表得 45钢调制处理抗拉强度极限 查表得 轴的许用弯曲应力=60Mpa 符合寿命要求七 键的设计与校核:1）高速级键的选择和校核 根据，确定V带轮选铸铁HT200参考教材表10-9, 由于在范围内，故轴段上采用键：, 采用A型普通键。 键校核：为=48mm综合考虑取