南京工业大学 机械学院 过程装备与控制工程 机械设计课程设计 二级减速器计算说明书.doc

机械设计课程设计计算说明书机械设计课程设计计算说明书设计题目 二级斜齿圆柱齿轮减速器南京工业大学机械与动力工程学院过程装备与控制控制0901班Haoopower120109010X2012年6月目录一、设计任务书.(3)二、动力机选择.(4)二、齿轮计算.(6)三、齿轮的主要参数.(11)四、轴的设计(12)五、装配图.(17)六、轴的校核.(17)七、轴承的校核.(23)八、键的校核.(26)九、润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择.(28)十、箱体及其附件的结构设计.(29)十一、设计总结.(30)十二、参考资料.（31）一、设计任务书1、带式运输机的工作原理（二级展开式圆柱齿轮减速器带式运输机传动示意图）2、工作情况：已知条件：1）、工作条件：两班制，连续单项运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35；2）、使用折旧期：8年；3）、检修间隔期：四年一大修，两年一中修，半年一小修；4）、动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V；5）、运输带速度允许误差：5%；6）、制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。3、原始数据：滚筒直径D=300mm，传送带工作速度V=0.7m/s传送带轴所需转矩900Nm电动机选n=1500rr/min滚筒直径D=300mm传送带工作速度V=0.7m/s输送带轴所需转矩900N.m二、动力机选择1.传送带工作拉力滚动轴承（3对）=0.99卷筒轴承（1对）=0.99闭式齿轮传动（精度7级）=0.98弹性联轴器（2个）=0.99滚筒=0.96由于电动机工作平稳 取Ka=1.0则电动机所需工作功率为2.确定电动机型号电动机型号Y132S-4同步转速1500r/min4级额定功率5.5Kw满载1440r/min最大转矩2.3KN分配传动比 则 输入轴中间轴输出轴3.确定各轴功率4.输入转矩 高速轴转矩 中间轴转矩 低速轴转矩 卷筒转矩 轴名功率P转矩T转速n 传动比电机轴5.536.47614401高速轴4.79131.77414401中间轴4.648207.330214.0956.726低速轴4.509966.29444.5634.804卷筒4.419947.00644.5631二、齿轮计算1.高速级齿轮计算 传动件设计计算输入功率小齿轮转速齿数比小齿轮转矩载荷系数K4.79114406.72631.7741.11）材料选择 小齿轮选择40Gr调质钢，HBS1=280HBS2）大齿轮选择45调质钢，HBS2=240HBS3）精度等级选用7级4）选择小齿轮齿数 取则齿数比 误差极小，可以允许选螺旋角 初选5）当量齿数：由表8-8查得齿形系数 齿宽系数 6）（1）（2）（3）取 按 计算得 则模数 即（4）中心距 （5）（6）（7）（8）（9）由表8-4选择7级精度2.低速级齿轮计算 传动件设计计算输入功率小齿轮转速齿数比小齿轮转矩载荷系数K4.648214.0954.804207.3301.11）材料选择 小齿轮选择40Gr调质钢，HBS1=280HBS2）大齿轮选择45调质钢，HBS2=240HBS3）精度等级选用7级4）选择小齿轮齿数 取则齿数比 误差极小，可以允许选螺旋角 初选5）当量齿数：由表8-8查得齿形系数 齿宽系数 6）（1）（2）（3）取 按 计算得 则模数 即（4）中心距 （5）（6）（7）（8）（9）由表8-4选择7级精度三、齿轮的主要参数高速级低速级齿数2114129140中心距210263法面模数2.53端面模数2.5933.112螺旋角15.35915.447发面压力角2020端面压力角20.646920.6469齿宽58559390标准齿顶高系数11标准顶隙系数0.250.25分度圆直径54.453365.61390.26435.68齿顶高2.53齿根高3.1253.75齿全高5.6256.75齿顶圆直径59.453370.61396.26441.68齿根圆直径48.203359.36382.76428.18基圆直径50.956342.13084.463407.697四、轴的设计（1）高速轴的设计功率转矩转速齿轮分度圆直径压力角4.79131.774144054.45320作用在齿轮上的力初步确定轴的最小直径 取 联轴器 选材45调质钢 选择弹性柱销联轴器选择型号LX3 轴孔直径为 轴孔长度为公称转矩电动机型号132S 直径轴的结构设计轴承7008AC dDB=4068151）考虑联轴器的轴向定位轴段右端需制出定位轴肩，取轴肩高度h=6mm（h0.07d）则d（2-3）=36mm，联轴器左端用挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D=40mm，半联轴器与轴配合部分的长度，为了保证轴端挡圈压紧半联轴器，故轴段长度应比略短一些，现取2）选择角接触球轴承3）平键：L=40mm，公称尺寸b=8mm，h=7mm（2）中间轴的设计功率转矩转速大齿轮分度圆直径压力角4.648207.330214.095365.61320作用在齿轮上的力初步确定轴的最小直径 取 功率转矩转速小齿轮分度圆直径压力角4.648207.330214.09590.2620作用在齿轮上的力初步确定轴的最小直径 取 轴的结构设计1）轴承7208AC dDB=408018选择角接触球轴承2）平键：小齿轮：Lbh=12880大齿轮：Lbh=12840（3）低速轴的设计功率转矩转速齿轮分度圆直径压力角4.509966.29444.563435.6820作用在齿轮上的力初步确定轴的最小直径 取 轴的结构设计1）轴承7015AC dDB=7511520选择角接触球轴承2）平键：齿轮：Lbh=221470连接联轴器的轴：Lbh=181190五、装配图六、轴的校核1、高速轴校核1） 2） 3）4）5）确定轴的危险截面：满足轴的强度要求2、中间轴校核1） 2） 3）4）5） 确定轴的危险截面：满足轴的强度要求3、低速轴校核1） 2） 3） 4） 5） 6） 确定轴的危险截面：满足轴的强度要求七、轴承的校核1、高速轴承的校核 （）XYXY0.410.8710因轴承在运转中有中等冲击载荷，按表10-5，取因为 故符合2、中间轴承校核 （）XYXY0.410.8710因轴承在运转中有中等冲击载荷，按表10-5，取因为 故符合3、低速轴承校核 （）XYXY0.410.8710因轴承在运转中有中等冲击载荷，按表10-5，取因为 故符合八、键的校核1、高速轴键的校核1）选择平键的尺寸根据d=30mm，选择键宽b=8mm,键高h=7mm键长L=70mm，选用圆头平键。2）校核键的连接强度材料45钢，由表3-1查取许用挤压应力取，键工作长度键与轮毂键槽的接触高度 故符合键的标记为：键 2、中间轴键的校核（1）大齿轮轮毂上的键：1）选择平键的尺寸根据d=43mm，选择键宽b=12mm,键高h=8mm键长L=40mm，选用圆头平键。2）校核键的连接强度材料45钢，由表3-1查取许用挤压应力取，键工作长度键与轮毂键槽的接触高度 故符合键的标记为：键（2）小齿轮轮毂上的键：1）选择平键的尺寸根据d=43mm，选择键宽b=12mm,键高h=8mm键长L=80mm，选用圆头平键。2）校核键的连接强度材料45钢，由表3-1查取许用挤压应力取，键工作长度键与轮毂键槽的接触高度 故符合键的标记为：键3、低速轴键的校核（1）大齿轮轮毂上的键：1）选择平键的尺寸根据d=80mm，选择键宽b=22mm,键高h=14mm键长L=70mm，选用圆头平键。2）校核键的连接强度材料45钢，由表3-1查取许用挤压应力取，键工作长度键与轮毂键槽的接触高度 故符合键的标记为：键（2）联轴器轮毂上的键：1）选择平键的尺寸根据d=60mm，选择键宽b=18mm,键高h=11mm键长L=90mm，选用圆头平键。2）校核键的连接强度材料45钢，由表3-1查取许用挤压应力取，键工作长度键与轮毂键槽的接触高度 故符合键的标记为：键九、润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择由于两对啮合齿轮的大齿轮直径相差不大，且他们的速度都不大所以齿轮传动可以采用浸油润滑，查表7-1，选用全损耗系统用油（GB/T433-1989），代号为L-AN15。运动黏度为13.516.5mm/s（40），油池深50mm。由于滚动轴承的速度较低，所以可用脂润滑。查表7-2，选用锂基润滑脂（GB/T324-1994），代号为ZL-1，滴点170，工作锥入度310-340，为避免油池中稀油溅入轴承座，在齿轮和轴承之间放入挡油环。输入轴与输出轴处用毡圈密封。十、箱体及其附件的结构设计1）减速器箱体的结构设计箱体采用剖分式结构，剖分面通过轴心。下面对箱体进行具体设计：1.确定箱体的尺寸与形状箱体的尺寸直接影响它的刚度。首先要确定合理的箱体壁厚。根据经验公式：（T为低速轴转矩，Nm）可取。为了保证结合面连接处的局部刚度与接触刚度，箱盖与箱座连接部分都有较厚的连接壁缘，箱座底面凸缘厚度设计得更厚些。2.合理设计肋板在轴承座孔与箱底接合面处设置加强肋，减少了侧壁的弯曲变形。3.合理选择材料因为铸铁易切削，抗压性能好，并具有一定的吸振性，且减速器的受载不大，所以箱体可用灰铸铁制成。2）减速器附件的结构设计（1）检查孔和视孔盖检查孔用于检查传动件的啮合情况、润滑情况、接触斑点及齿侧间隙，还可用来注入润滑油，检查要开在便于观察传动件啮合区的位置，其尺寸大小应便于检查操作。视孔盖用铸铁制成，它和箱体之间加密封垫。（2）放油螺塞放油孔设在箱座底面最低处，其附近留有足够的空间，以便于放容器，箱体底面向放油孔方向倾斜一点，并在其附近形成凹坑，以便于油污的汇集和排放。放油螺塞为六角头细牙螺纹，在六角头与放油孔的接触面处加封油圈密封。（3）油标油标用来指示油面高度，将它设置在便于检查及油面较稳定之处。（4）通气器通气器用于通气，使箱内外气压一致，以避免由于运转时箱内温度升高，内压增大，而引起减速器润滑油的渗漏。将通气器设置在检查孔上，其里面还有过滤网可减少灰尘进入。5）起吊装置起吊装置用于拆卸及搬运减速器。减速器箱盖上设有吊孔，箱座凸缘下面设有吊耳，它们就组成了起吊装置。（6）起盖螺钉为便于起盖，在箱盖凸缘上装设2个起盖螺钉。拆卸箱盖时，可先拧动此螺钉顶起箱盖。（7）定位销在箱体连接凸缘上相距较远处安置两个圆锥销，保证箱体轴承孔的加工精度与装配精度。十一、设计总结通过设计，该斜齿二级圆柱齿轮减速器具有以下特点及优点：1）能满足所需的传动比齿轮传动能实现稳定的传动比，该减速器为满足设计要求而设计了132.314的总传动比。2）选用的齿轮满足强度刚度要求由于系统所受的载荷不大，在设计中齿轮采用了腹板式齿轮不仅能够满足强度及刚度要求，而且节省材料，降低了加工的成本。3）轴具有足够的强度及刚度由于二级展开式齿轮减速器的齿轮相对轴承位置不对称，当其产生弯扭变形时，载荷在齿宽分布不均匀，因此，对轴的设计要求最高，通过了对轴长时间的精心设计，设计的轴具有较大的刚度，保证传动的稳定性。4）箱体设计的得体设计减速器的具有较大尺寸的底面积及箱体轮毂，可以增加抗弯扭的惯性，