二级齿轮减速器课程设计.doc

分析： | 结果： 大学 机械设计课程设计 (二级齿轮减速器)班 级：交通运输班设 计 者： 学 号： 指导老师： 日 期： 题目：如图为带式输送机传动简图，已知滚筒直径为240mm，输送带速1.1m/s,由电动机驱动，工作压力F=2200N，工作寿命10年，三年大修，连续单向运转，载荷平稳，每天工作八小时。生产批量：10生产条件：中等规模机械厂，具有加工七八级精度动力源：三相交流源速度误差（传递）： 1、电动机 2、联轴器 3、箱体 4高速圆柱齿轮5、高速圆锥齿轮 6、传输带 7、滚筒、电动机轴 、输入轴 、中间轴 、中间轴 、输出轴一 选择电动机1 选择电动机按工作要求和条件，选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机.2 电动机的容量电动机所需的工作效率为： 工作机所需要功率为： =2.42KW传动装置的总效率为： 由资料2中所给的参数，确定各部分效率；滚动轴承传动效率，圆柱齿轮传动效率，联轴器效率，传动滚筒效率，圆锥齿轮传动效率则 所需电动机功率为： 电动机的额定效率要略大于P，由表32 Y系列三相异步电动机技术数据选择电动机额定为10KW。3 电动机转速滚筒轴工作转速：圆锥齿轮传动的传动比常用范围，1级圆柱齿轮减速器传动比范围， 。则传动装置总传动比的合理范围为，故电动机转速的可选范围为 由以上所计算的转速范围，根据资料1（P427），选取型号为Y112M-4最为适合，其主要技术参数如下：电动机型 号额定功率P（KW）满载转速（r/min）Y112M-4414402.22.2二 传动装置的总传动比及分配各级传动比1 总传动比为：2 分配传动装置各级传动比根据根据分配传动比原则中心中的：对于圆锥圆柱齿轮减速器，可取圆锥齿轮传动比为，并尽量使，最大允许值到4，以使圆锥齿轮直径小。故： 取。 所以圆柱齿轮传动比为三 计算传动装置的运动和动力参数1 0轴（电机轴）： 功率转速转矩 2 1轴（高速轴）： 功率；转速；转矩 ；3 2轴(中间轴)： 功率p=2.85kw转速 转矩 4 3轴（低速轴）： 功率转速转矩 5 4轴（滚筒轴）：转速功率 转矩四 直齿圆锥齿轮的设计和计算1.锥齿传动设计计算. 接触面强度设计计算1 选择材料.根据表3.732（资料1-P688）中提供的内容，选择小齿轮材料牌号40MnB,调质处理，HB1 = 241286; 大齿轮材料牌号：45，调质处理，HB2 = 1972552 接触疲劳极限www 根据（资料1-P682）查得，3 齿宽系数 4 载荷系数K = 1.4 根据3.720（资料1-P679）5 小齿轮大端分度圆直径d1，（资料1-P717表（3.84公式） .主要尺寸确定1. 齿数Z. （一般小圆锥齿轮Z1 = 1725）根据资料2，所以取Z1=22。2. 模数 ，取3. 大端分度圆直径d1与d2 4. 节锥角 5.锥距R 6.齿宽 7.大端分度圆平均直径 .接触强度校核计算1. 名义切向力 2. 有关系数使用系数KA=1(根据资料1-P678中表3.728)动载荷系数KV. 选取七级精度，按由图3.718（资料1-P678），得KV = 1.05载荷分配系数， 按图3.7-19（资料1-P679），结合b（），得 节点应域系数，按图3.7-21（资料1-P681）， 弹性系数，按表3.7-29（资料1-P680）， 3.许用接触应力 （） 齿面工作硬化系数（资料1P683，图3.7-25） 接触强度计算的寿命系数（因为，所以取，即认为进行无限寿命计算） 接触强度最小安全系数，一般取 许用接触应力 4.计算接触应力 接触强度够.弯曲强度校核计算1. 有关参数和系数（根据资料1P717） 齿形系数 由图3.7-26（资料1P684）查得， ， 螺旋角系数 寿命系数，（因为，） 尺寸系数，查表3.7-31（资料1P686） ，查表3.7-23（资料1P669） 2.许用弯曲应力 由图3.7-29查得（资料1P685）3.计算弯曲应力 弯曲强度够。五 圆柱齿轮传动设计计算1 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数1） 选用直齿圆柱齿轮传动2） 因其速度不高，选取七级精度3） 材料选择，由表10-1（资料3）选择小齿轮材料为40Cr，调质，硬度为280HBS，材料为45钢，调质，硬度为240HBS。二者材料硬度差为40HBS4）选小齿轮齿数为，大齿轮齿数为，取2.按齿面接触强度设计根据设计计算公式 1. 确定公式内的各计算数值a) 试选载荷系数b) 计算小齿轮传递的转矩c) 由表10-7（资料1 ）选取齿宽系数d) 由表10-6(资料1 )查得材料的弹性影响系数e) 由图10-21d（资料1 ）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳极限，大齿轮的接触疲劳强度极限f) 由式10-13（资料1 ）计算应力循环次数g) 由图10-19(资料1 )查得接触疲劳寿命系数 ，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)(资料1 )，得2. 计算a) 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值 b) 计算圆周速度vc) 计算齿宽bd) 计算齿宽与齿高之比b/h模数 齿高 e) 计算载荷系数根据v=1.29m/s，7级精度，由图10-8（资料1 ）查得动载荷系数；直齿轮。假设.由表10-3(资料1 )查得；由表10-2(资料1 )查得使用系数；由表10-4(资料1 )查得7级精度小齿轮相对支承非对称布置时，由b/h=10.68,查图10-13(资料1 )得；故载荷系数f) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式10-10a (资料1 )得g) 计算模数mii. 按齿根弯曲强度设计由式（10-5 ）（资料1 ） 得弯曲强度设计公式为1. 确定公式内的各计算数值a) 由图10-20c（资料1 ）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（资料1 ）查得弯曲疲劳寿命，c) 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10-12）（资料1）得得 ，d) 计算载荷系数 Ke) 查取齿形系数由表10-5（资料1 ）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，小齿轮的数值大2. 设计计算（模数越大，齿轮越安全）对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲强度设计的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲疲劳所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即m*z）有关，可取弯曲强度算得的模数1。938并就近圆整为标准值m=2，按接触疲劳强度算得的分度圆，算出小齿轮齿数，大齿轮齿数，取这样设计出的齿轮传动既满足了齿面接触疲劳强度，由满足了齿根弯曲强度，并做到结构紧凑，避免浪费。 此时 i2=5.47 i全=16.41 n=1440/16.41=87.74 (n-n)/n=0.2% ，合适。 键的强度校核a) 中间轴联轴器的键联接校核i. 选择键联接的类型和尺寸与联轴器联接处选用单圆头普通平键（C型） ii. 校核键联接的强度键、轴材料都是钢，由表6-2查得许用挤压应力为。键的工作长度， ,键与联轴器键槽的接触高度，。由式（6-1）得 合适iii. 选择键联接的类型和尺寸与小锥齿联接处选用单圆头普通平键（C型） iv. 校核键联接的强度键、轴材料都是钢，由表6-2查得许用挤压应力为。键的工作长度， ,键与联轴器键槽的接触高度，。由式（6-1）得 合适b) 输入轴齿轮的键联接校核i. 选择键联接的类型和尺寸均选用圆头普通平键（A型）。联接齿轮：联接联轴器：ii. 校核键联接的强度键的工作长度，键与齿轮键槽的接触高度。由式（6-1）代入得 合适 合适c) 低速轴齿轮、联轴器的键联接校核i. 轴与齿轮的键联接1. 选择键联接的类型和尺寸齿轮处用圆头普通平键（A型）半联轴器处用单圆头普通平键（C型）2. 校核键联接的强度键、轴材料都是钢，由表6-2查得许用挤压应力。键的工作长度， 键与联轴器键槽的接触高度，由式（6-1）得，合适， 合适 联轴器的选择和验算见各轴的设计 减速器的润滑a) 润滑方式的选择齿轮用润滑油润滑，并利用箱内传动件溅起的油润滑轴承。b) 密封方式的选择计算可得，各轴与轴承接触处的线速度，所以采用毡圈密封c) 润滑油的选择因为该减速器属于一般减速器，查机械手册可选用中负载工业齿轮320号润滑油。 减速器箱体结构尺寸1箱座壁厚，2箱盖壁厚3箱座凸缘厚度4箱盖凸缘厚度5箱座底凸缘厚度6地底螺钉直径，取M247地底螺钉数目8轴承旁联接螺栓直径 ，取M189箱盖与箱座联接螺栓直径 取M1210联接螺栓的间距 12窥视孔盖螺钉直径,取M813定位销直径14，至外箱壁距离15轴承旁凸台半径16凸台高度 17箱体外壁至轴承座端面距离19大齿轮顶圆与内箱壁距离 20齿轮端面与内箱壁距离21箱盖，箱座筋厚 ， 22轴承端盖外径 23轴承旁联接螺栓距离24大齿轮齿顶圆至箱底内壁的距离25箱底至箱底内壁的距离26减速器中心高27箱体内壁至轴承座孔端面的距离28轴承端盖凸缘厚度29轴承端面至箱体内壁的距离30旋转零件间的轴向距离31齿轮顶圆至轴表面的距离总结这次设计作业给我的经验有以下几点:1) 做设计没有强硬的理论知识是没办法做的.刚开始做的时候,对书本上的理论知识学得很肤浅.故此,做起来不知道从何入手,根本没办法继续做下去;后来把需要看的资料再细心琢磨,才看到了设计的一点端倪.所以,以后我们做设计一定要有专业的理论知识作为我们的指导.2) 选择参数的时候总是根据书本上前人的经验来选择.对于我们刚开始接触设计的新手来说,我们不可能有足够的经验来设计我们的课程.所以,我所选的参数都是在一个范围内的,也就是说不可能做到精确.经过反反复复的验证,结果出来是符合要求的,但还是不敢肯定真的对!3) 理论设计上的东西终究是理论上的,并不等于实际.我们设计出来的东西,例如减速器,是否真的可以用,我们只有把它应用于实际当中,才可以检验出我们的设计是否合格. 参考资料1)机械零件设计手册国防工业出版社杨黎明、黄凯、陈仕贤主编2)机械设计高等教育出版社濮良贵、纪名刚主编3)机械设计手册机械工业出版社4)机械设计课程设计指导书高等教育出版社罗胜国、黄少颜主编KA=1KV = 1.05S=1d-=22m