二级斜齿减速器课程设计442.4%1.2%300%129%158.doc
二级斜齿减速器课程设计442.4%1.2%300%129%158
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减速器课程设计
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二级斜齿减速器课程设计442.4%1.2%300%129%158,减速器课程设计
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机械设计 课程设计说明书 (机械设计基础 ) 设计题目 双级斜齿轮减速器 山东大学机械工程 学院 机械制造及其自动化 专业 班级 学号 设计人 彭 指导老师 张 完成日期 2011 年 1 月 13 日 由于时间仓促，设计过程难免有错误， 若您有时间可将错误发至 yanke_007，十分感谢。 nts 目录 一、设计任务书 . 错误 !未定义书签。 (一）设计任务 . 错误 !未定义书签。 （二）原始数据 . 错误 !未定义书签。 （三）工作条件 . 错误 !未定义书签。 二、传动总体方案设计 . 错误 !未定义书签。 （一）平面布置简图： . 错误 !未定义书签。 （二）运输带功率： . 错误 !未定义书签。 （三）确定电动机型号： . 4 (四 )计算各级传动比和效率： . 5 （五）计算各轴的转速功率和转矩： . 5 三、 V 带传动设计计算 . 7 四、 齿轮传动设计 . 9 （一）对高速齿轮设计 : i=4.05 . 9 （二）对低速速齿轮设计 : i=3.1 . 17 五、轴的设计 .-19- 六、轴承的选择与设计 . 33 七、键联接的设计 . 34 八、联轴器的计算与设计 . 37 九 减 速器润滑方式，润滑油牌号及密封方式的选择 . 38 十、 课程体会与小结 . 42 十一、参考文献 . 42 nts 电 动 机 的选择 ： 选择电动机的类型 带式运输及为一般用途机械，格据工作和电源条件，选用 Y 系列三相异步电动机。 确定传动装置所需要的功率WP: 已知 F=2400N,V=1.2m/s, 0.96w 按式： FV=1000w wP 计算 F V 2 4 0 0 1 . 2= = = 31 0 0 0 1 0 0 0 0 . 9 6w wP k w计算所需的电动机功率 dP按式： wdPP计算电动机工作功率 有传动方案简图，可知电动机到卷筒轴的总效率 为 2321 2 3 由表 11-7 选择各效率概值 1 0.99 弹性联轴器效率 2 0.99 一堆滚动轴承的效率 3 0.97 闭式圆柱齿轮的传动效率 故传动装置的总效率： nts 2 3 2 2 3 21 2 3 0 . 9 9 0 . 9 9 0 . 9 7 0 . 8 9 故 3 3 . 5 10 . 8 9wd PP k w 选择电动机的额定功率dP因带式传输机载荷平稳，室温工作，电动机额定功率dP只需要稍大于 dP即可。查附表 12-1 取dP=4kw 选择电动机转速 n 卷轴的工作转速： 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 1 . 2 7 6 . 4 3 2 / m i n300w VnrD 由表 2-3 推荐的各类传动比的合理范围可知：单级闭式圆柱斜齿轮的传动比 35i : 则总传动比 i 的推荐范围为： ( 3 3 ) ( 5 5 ) 9 2 5iii : 则电动机的转速 电动机所需输出功率： （一） 确定电动机型号： 电机型号 额定功率 PM 满载转速 nm 同步转速 ns Y112M-4 4KW 1440r/min 1500r/min nts （二） 计算各级传动比和效率： 总传动比 ： 362.33163.431440 wmnni各级传动比： 初取传动比： 10减速箱 i 8.1带 i 10低高减 iii 解得 高速级传动比： i 高 =3.6 低高 25.1 ii 低速级传动比： i 低 =2.8 88.1 362.33低高带链 iiiii （三） 计算各轴的转速功率和转矩： 1、各轴输入功率： KwP 810.30 轴 I： KwPP I 810.30 轴 II： KwPPI 620.395.0810.3带II 轴 III： KwPP 476.397.099.0620.3滚高IIIII 轴 IV： KwPPI I IIV 338.397.099.0476.3齿滚 轴 V： KwPPIVV 82.239.9093.9038.33滚联 轴 VI： KwPPVVI 89.929.902.90282.3滚链 2、转速： 轴 I： min/1440 rnn mI 轴 II： min/800800.11 4 4 0带rinn mII 轴 III： m i n/2 2 2.2 2 26 0 0.38 0 0高rinn IIIII 轴 IV、轴 V： min/365.79800.2222.222低rinnn I I IVIV nts 轴 VI： min/05.34276.8165.379链rinn VVI 3、输出转矩： 轴 I： mmNnPTIII 68.2251 4 4 08 1 0.39 5 5 09 5 5 0轴 II： mmNnPTIIIIII 43214800 20.6395509550轴 III： mmNnPTIIIIIIIII 1 4 9 5 6 822.22 2 2 76.439 5 5 09 5 5 0轴 IV： mmNnPTIVIVIV 4 0 1 7 2 53 6 5.79 3 3 8.39 5 5 09 5 5 0轴 V： mmNnPTVVV 3 9 4 5 0 93 6 5.79 2 8 2.39 5 5 09 5 5 0轴 VI： mmNnPTVIVIVI 6 7 4 7 3 4305.42 989.29 5 5 09 5 5 0轴号 参数 I II III IV V VI 输入功率 P(Kw) 3.810 3.620 3.476 3.338 3.282 2.989 转速 n(r/min) 1440 800 222.222 79.365 79.365 42.305 输入转矩 T(N mm) 25268 43214 149568 401725 394509 674734 nts 三、 V 带传动设计计算 计算项目 计算内容 计算结果 工作情况系数 计算功率 选带型 小带轮直径 取滑动率 大带轮直径 大带轮转速 计算带长 求 Dm 求 初取中心距 带 长 L 基准长度 Ld 求中心距 和包角 中心距 a 小轮包角 由表 11.5 Pc=KAP0=1.2x3.810kw 由 图 11.15 由表 11.6 %1 72014401009.90）1（=D2211 n nD200 1 4 4 010099.01)1( 2 12 D nDn mmDDD m 1 3 92 1 0 01 7 82 12 mmDD 392 1 0 01 7 82 12 0.7(D1+D2)Cr 可得，应选用 7207AC 轴承 Cr=22000NCr X1=1 Y1=0 X2=0.41 Y2=0.87 fd=1.1 NP 773.14671 NP 543.17692 NC r 299.15120 选用 7207AC 轴 承 2、 轴 III 上滚动轴承的设计 按承载较大的滚动轴承选择其型号。应支承跨距不大，故采用两端单向固定式轴承组合方式，轴承类型选为角接触球轴承，型号 7000AC 计算项目 计算内容 计算结果 外载荷轴向力 e 径向载荷 附加轴向力 452.631N=F-F =F a4a3a 指向轴承 4 表 18.7 22 3 33 209.361209.2 5 7 9 RRR FFF NFFF RRR 354.2 1 9 6574.398887.2 1 5 9 22 4 44 452.631N=Fa e=0.68 NF R710.26043NF R354.21964nts 轴承轴向力 由 Fa/Fr， 确定 X、 Y 值 冲击载荷系数 当量动载荷 计算额定 动载荷 选轴承 354.2 1 9 668.068.0710.2 6 0 468.068.04433RSRSFFFF 因 右轴承压紧N834.2 1 9 6 43 SaS FFF aSa FFF 34 33 Sa FF eFFeFFRaRa00.13 5 4.2 1 9 68 3 4.2 1 9 668.07 1 0.2 6 0 42 0 3.1 7 7 14433由表 18.7 表 18.8 219687.0354.219641.01.171.26041.14444433333aRdaRdFYFXfPFYFXfP因为 P3Cr 可得，应选用 7207AC 轴承 Cr=22000NCr NFS203.17713NFS521.14934NFa834.21964NFa203.17713X3=1 Y3=0 X4=0.41 Y4=0.87 fd=1.1 NP181.28653NP926.30922NCr 270.17347选用 7207AC 轴承 3、 轴 IV 上滚动轴承的设计 按承载较大的滚动轴承选择其型号。应支承跨距不大，故采用两端单向固定式轴承组合方式，轴承类型选为角接触球轴承，型号 7000AC nts 计算项目 计算内容 计算结果 外载荷轴向力 e 径向载荷 附加轴向力 轴承轴向力 由 Fa/Fr， 确定 X、 Y 值 冲击载荷系数 当量动载荷 计算额定 动载荷 选轴承 Fa=783N 表 18.7 NFFF RRR 2 7 3 61 3 3 32 3 8 9 22 5 55 NFFF RRR 119521195 22 6 66 NFFNFFRSRS8131 1 9 568.068.01 8 6 02 7 3 668.068.06655 因 右侧轴承压紧N1 5 9 6 56 SaS FFF NFFF Sa 1077a456 NFF Sa 186055 eFFeFFRaRa90.01 1 9 51 0 7 768.02 7 3 61 8 6 06655由表 18.7 表 18.8 107787.0119541.01.127361.16666655555aRdaRdFYFXfPFYFXfP 因为 P6Cr 可得，应选用 7210AC 轴承 Cr=31600NCr Fa=783N e=0.68 NFR 27365 NFR 11956 NFS 18605 NFS 8136 NFa 10776 NFa 18605 X5=1 Y5=0 X6=0.41 Y6=0.87 fd=1.1 NP 29015 NP 15846 NCr 11475 选用 7210AC 轴承 nts 七、键联接的设计 设计要求： 根据轴径选择键 选用平键键圆头 A 型 取 p=100MPa 设计参数： 轴径 d 键槽宽 b 轮毂长 L1 键长 L(比轮毂小 510mm,标准值 ) 有效长度L=L-b 连接传递的转矩 T = pdhl 41 p挤压应力 p许 用挤压应力 材料： 标号 位置 d mm b h L1mm Lmm L mm T N.mm p MPa p MPa 深度 轴t(mm) 毂t(mm) 1 大 带轮 25 8x7 65 56 48 43214 20.66 50 4.0 3.3 2 高速大齿轮 40 12x8 40 32 26 149568 93.48 100 5.0 3.3 3 低速小齿轮 40 12x8 66 56 44 149568 42.49 100 5.0 3.3 4 低速大齿轮 54 16x10 61 56 40 401725 74.39 100 6.0 4.3 5 联轴器 40 12x8 112 100 88 401725 57.06 100 5.0 3.3 八、联轴器的计算与设计 初步分析，选用 GB5014-85 弹性柱销联轴器 T=401725N mm 由 表 19.3，动力机为电动机，工作机载荷平稳，取 K=1.4 Tc=KT=1.4X401725=562415 根据： TnTc 取 HL3 型 Y 型轴孔 Tn=630000N.mm d=40mm L=112mm nts 九 、 减速器润滑方式，润滑油牌号及密封方式的选择 齿轮的润滑方式及润滑剂的选择 齿轮润滑方式的选择 高速级小齿轮圆周 速度： 高速级大齿轮圆周 速度： 低速级小齿轮 圆周 速度： 低速级大齿轮 圆周 速度： 滚动轴承的润滑方式和润滑剂的选择 滚动轴承润滑方式的选择 高速级大齿轮齿顶圆线速度： 低速级大齿轮齿顶圆线速度： V1 1160 1000dn100060 801198.56 V2 2260 1000dn100060 222.222802.201 V32260 1000dn100060 222.222838.79 V4 1360 1000dn100060 365.79162.224 （ 1）齿轮润滑方式的选择 V=MAX【 V1 , V2 , V3, V4 】 =2.36m/s V2 m/s,齿轮采用油润滑。 V12 m/s， 齿轮采用浸油润滑。 即将齿轮浸于减速器油池内，当齿轮转动时，将润滑油带到啮合处，同时也将油甩直箱壁上用以散热。 （ 2）齿轮润滑剂的选择 由表 6-29 查得，齿轮润滑油选用工业闭式齿轮油， 代号是： L-CKC220,GB443 84 运动粘度为： 28.835.2（单位为： smm/2 ， 40 ）。 V2 2260 1000dn100060 222.222802.201 V1 2.36m/s V2 2.35m/s V3 0.93m/s V4 0.93m/s 齿轮采用油润滑 齿轮采用浸油润滑 工业闭式齿轮油 代号是： L-CKC32 V2 2.35m/s nts 滚动轴承内径和转速的乘积为： 高速轴（ II 轴）： 中间 轴（ III轴）： 低速轴（ IV 轴）： 滚动轴承润滑剂的选择 V4 1360 1000dn100060 365.79162.224 d n=35 801=28035mm r/min d n=35 222.222=7777.77mm r/min d n=50 79.365=3968.25mm r/min 可见， d n 均未 超过 2 105mm r/min。由于脂润滑易于密封，结构简单，维护方便，在较长的时间内无须补充及更换润滑剂，所以滚动轴承的润滑选用脂润滑。 脂的种类为通用锂基润滑脂（ GB7342-87） ,代号为 ZL-2，滴点不低于 175，工作锥入度 ,25每 150g 265295（ 1/10mm）。 V4 0.93m/s 滚动轴承采用脂润滑 代号为 ZL-2 密封方式的选择 滚动轴承 在透盖处的密封选择 滚动轴承靠近箱体内壁的密封 箱体密封选择 放油螺塞 凸缘式轴承端盖 检查孔盖 滚动轴承 采用毡圈密封。 使用挡油环 箱体剖分面上应该用水玻璃密封或者密封胶密封 采用材质为石棉橡胶板的油封垫 使用调整垫片组进行密封 采用软钢纸板进行密封 nts 十、装配图设计 （一）、装配图的作用 作用：装配图表明减速器各零件的结构及其装配关系，表明减速器整体结构，所有零件的形状和尺寸，相关零件间的联接性质及减速器的工作原理，是减速器装配、调试、维护等的技术依据，表明减速器各零件的装配和拆卸的可能性、次序及减速器的调整和使用方法。 （二）、 减速器装配图的绘制 1、装备图的总体规划： （ 1）、视 图布局： 、选择 3 个基本视图，结合必要的剖视、剖面和局部视图加以补充。 、选择俯视图作为基本视图，主视和左视图表达减速器外形，将减速器的工作原理和主要装配关系集中反映在一个基本视图上。 布置视图时应注意： a、整个图面应匀称美观，并在右下方预留减速器技术特性表、技术要求、标题栏和零件明细表的位置。 b、各视图之间应留适当的尺寸标注和零件序号标注的位置。 （ 2）、尺寸的标注： 、特性尺寸：用于表明减速器的性能、规格和特征。如传动零件的中心距及其极限偏差等。 、配合尺寸：减速器中有配合要求的零件应标注配 合尺寸。如：轴承与轴、轴承外圈与机座、轴与齿轮的配合、联轴器与轴等应标注公称尺寸、配合性质及精度等级。 、外形尺寸：减速器的最大长、宽、高外形尺寸表明装配图中整体所占空间。 、安装尺寸：减速器箱体底面的长与宽、地脚螺栓的位置、间距及其通孔直径、外伸轴端的直径、配合长度及中心高等。 （ 3）、标题栏、序号和明细表： 、说明机器或部件的名称、数量、比例、材料、标准规格、标准代号、图号以及设计者姓名等内容。查 GB10609.1-1989 和 GB10609.2-1989 标题栏和明细nts 表的格式。 、装备图中每个零件 都应编写序号，并在标题栏的上方用明细表来说明。 （ 4）、技术特性表和技术要求： 、技术特性表说明减速器的主要性能参数、精度等级、表的格式参考机械设计标准，布置在装配图右下方空白处。 、技术要求包括减速器装配前、滚动轴承游隙、传动接触斑点、啮合侧隙、箱体与箱盖接合、减速器的润滑、试验、包装运输要求。 2、绘制过程： （ 1）、画三视图： 、绘制装配图时注意问题： a 先画中心线，然后由中心向外依次画出轴、传动零件、轴承、箱体及其附件。 b、先画轮廓，后画细节，先用淡线最后加深。 c、 3 个视图中以俯视图作基 本视图为主。 d、剖视图的剖面线间距应与零件的大小相协调，相邻零件剖面线尽可能取不同。 e、同一零件在各视图上的剖面线方向和间距要一致。 十一、零件图设计 （一）、零件图的作用： 作用： 1、反映设计者的意图，是设计、生产部门组织设计、生产的重要技术文件。 2、表达机器或部件运载零件的要求，是制造和检验零件的依据。 （二）、零件图的内容及绘制： 1、选择和布置视图： （ 1）、轴：采用主视图和剖视图。主视图按轴线水平布置，再在键槽处的剖面视图。 （ 2）、齿轮：采用主视图和侧视图。主视图按轴线水平 布置（全剖），反映基本形状；侧视图反映轮廓、辐板、键槽等。 2、合理标注尺寸及偏差： nts （ 1）、轴：参考机械设计课程设计 P92，径向尺寸以轴线为基准标注，有配合处径向尺寸应标尺寸偏差；轴向尺寸以轴孔配合端面及轴
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