二级斜齿减速器课程设计542.8%60rmin%350%135%165.doc
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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542.8%60rmin%350%135%165,减速器课程设计
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哈尔滨工业大学 1 机械设计课程设计 学院： 机械工程学院 班级： 机械 0602 姓名： 张兴 学号： 2006601103 教师： 王德钟 nts哈尔滨工业大学 2 目录 1 前言 . 3 2 设计任务书 . 3 3 传动方案的分析和拟定（附传动方案简图） . 4 4 电动机的选择 . 4 4.1 电动机功率选择 4 4.2 电动机转速选择 4 4.3 总传动比计算和分配各级传动比 5 5 传动装置运动和动力参数计算 . 5 5.1 各轴转速的计算 5 5.2 各轴功率的计算 5 5.3 各轴扭矩的计算 5 6 传动零件的设计计算 . 5 6.1 高速级齿轮传动的设计计算 5 根据表 11.8，高速轴齿轮选用 40Cr 调质，硬度为 240 260HBS 5 6.2 低速级齿轮传动的设计计算 7 7 轴的设计计算 . 8 7.1 高速轴最小轴径计算 8 7.2 低速轴的设计计算 8 7.2.1 低速轴的结构设计 . 9 7.2.2 低速轴的弯扭组合强度校核 . 10 7.3 中间轴的设计计算 11 8 滚动轴承的选择和计算 . 11 8.1 高速轴和中间轴上滚动轴承的选择 11 8.2 低速轴上滚动轴承的选择和计算 11 9 联轴器的选择 . 12 9.1 输入轴联轴器的选择 12 9.2 输出轴联轴器的选择 12 10 键联接的选择和计算 . 12 10.1 高速轴和中间轴上键联接的选择 12 10.2 低速轴上键联接的选择和计算 12 11 润滑方式、润滑剂牌号及密封装置的选择 . 13 11.1 润滑方式 13 11.2 润滑油牌号 13 11.3 密封装置 13 12 其他技术说明 . 13 13 结束语 . 13 设计小结： 13 参考资料 14 nts哈尔滨工业大学 3 1 前言 本 学期学了机械设计，在理论上有了一些基础，但究竟自己掌握了多少，却不清楚。并且 “ 纸上学来终觉浅，要知此事需躬行 ”。 正好学校又安排了课程设计，所以决定这次一定要 在自己能力范围内 把 它做到最好。 2 设计任务书 机械设计基础课程设计任务书 专业 班级 设计者 学号 设计题目 ：带式输送机传动装置二级斜齿圆柱齿轮减速器设计 设计带式输送机传动系统。采用两级圆柱齿轮减速器的传动系统参考方案（见图）。 带式输送机由电动机驱动。电动机 1 通过联轴器 2 将动力传入良机圆柱齿轮减速器 3，在通过联轴器 4，将动力传至输送机滚筒 5，带动输送带 6 工作。 原始数据： 输送带有效拉力 F=2800N 输送机滚筒转速 n=60r/min （允许误差 5%） 输送机滚筒直径 D=350mm 减速器设计寿命为 10 年（ 250 天 /年）。 工作条件： 两班制（ 15h/天），常温下连续工作；空载起动，工作载荷平稳，单向运转；三相交流电源， 电压为 380/220 伏。 设计任务： 1、减速器装配图 1 张（ 0 号或 1 号图纸）； 2、零件图 2 张（低速轴及上面大齿轮， 3 号或号图纸） 3、设计计算说明书一份 设计期限： 2008 年 6 月 23 日至 2008 年 7 月 4 日 颁发日期： 2008 年 6 月 23 日 nts哈尔滨工业大学 4 3 传动方案的分析和拟定 （附传动方案简图） 题目要求设计 带式输送机传动装置，二级斜齿圆柱齿轮减速器， 为了提高高速轴的刚度，应是齿轮远离输入端，为了便于 浸油 润滑，轴需水平排放，任务书中给出的参考方案可以采用。 4 电动机的选择 4.1 电动机功 率选择 因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式 Y（ IP44）系列的电动机。 选择电动机功率 Ped 设：工作机（卷筒）所需功率 PW 卷筒效率 W 电机至卷筒轴的传动总效率 a（减速器效率） 电机需要的功率 Pd KWDFP 17.31060 6035014.328001060 nw 66 KWPP 71.396.099.0992.097.099.0 17.3 223wawd 取 kw4ed P4.2 电动机转速选择 m in/r1500480nin ad 查手册取 min/1440 rn d nts哈尔滨工业大学 5 选定电机为 Y112m-4 4.3 总传动比计算和分配各级传动比 24601440i a 3.43.1ii a2 58.5iii 2a2 5 传动装置运动和动力参数计算 5.1 各轴转速的计算 m in/r1440nn ed1 m in/258/ 112 rinn m in/60/ 223 rinn 5.2 各轴功率的计算 kwpp d 68.39 9 2.01 kwpp 53.397.099.012 kwpp 39.397.099.023 kwpp 33.3992.099.03 卷 5.3 各轴扭矩的计算 mnnpTTddd 39.24992.09550992.01mnTT 68.13097.099.058.512 mnTT 61.53997.099.03.423 mnTT 94.529992.099.03卷 6 传动零件的设计计算 6.1 高速级齿轮传动的设计计算 根据表 11.8，高速轴齿轮 选用 40Cr 调质 ，硬度为 240 260HBS 因为是普通减速器，由表 11.20 选精度等级为 8，要求齿面粗糙度 Ra 3.2 6.3 m。圆周速度小于等于 10m/s。 由于该减速器是 闭式 齿轮传动，且齿面为硬度 HBS 小于 350 的软面齿，齿面点蚀是主nts哈尔滨工业大学 6 要的失效形式。应先按齿面 接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度。 因两齿轮均为钢质齿轮，可应用式（ 11.36）求出 1d 值。 确定公式内的各计算值 查表 11.10 取 K=1.1 取小齿轮的齿数 20z1 ，中间轴大齿轮齿数 6.11 158.520ziz 112 取1122 z 初选螺旋角 1512 查表 11.19 取 1.1d 查表 11.11 取 8.189Z E 查图 11.23 得a1lim 700 MPH a2l i m 560MPH 查表 11.23 的 1HS 9h1 1024.31025015144060n lj60 LN 812 1081.558.5/ NN 查图 11.26 的 11 NZ05.12 NZ由式（ 11.15）的 a1l i m11 70017001 MPSZHHNH a2l i m22 588156005.1 MPSZHHNH 1.31)17.3()1(d 3 21 H Ed ZKT 49.1c os112112 zdm n 取 212 nm66.136c os2 )(12211212 zzma n圆整后取 13512 a 圆整中心距后确定螺旋角 561210149.122)(ma r c c os12211212 a zznnts哈尔滨工业大学 7 主要尺寸计算 mmzmn 90 9.40c osd121121 091.229c osd 122122 zm n 999.44909.401.11 db d取 45b2 501 b 6.2 低速级齿轮传动的设计计算 选用 45 钢 调质 ，硬度为 217 255HBS 因为 是普通减速器，由表 11.20 选精度等级为 8，要求齿面粗糙度 Ra 3.2 6.3 m。圆周速度小于等于 10m/s。 由于该减速器是闭式齿轮传动，且齿面为硬度 HBS 小于 350 的软面齿，齿面点蚀是主要的失效形式。应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度。 因两齿轮均为钢质齿轮，可应用式（ 11.36）求出3d值。 确定公式内的各计算值 查表 11.10 取 K=1.1 取中间轴小齿轮的齿数 30z2 ，低速轴齿轮齿数 1 2 93.430ziz324 取1292 z 初选螺旋角 1534 查表 11.19 取 1.1d 查表 11.11 取 8.189Z E 查图 11.23 得a3lim 560 MPH a4l i m 550MPH 查表 11.23 的 1HS 823 1081.5 NN834 1035.13.4/ NN查图 11.26 的 05.13 NZ1.14NZ由式（ 11.15）的 a3l i m33 588156005.1 MPSZHHNH nts哈尔滨工业大学 8 a4l i m44 60515501.1 MPSZHHNH 25.55)17.3()1(d 3 23 H Ed ZKT 78.1c os334334 zdm n 取 234 nm60 9.16 4c os2 )(34433434 zzma n圆整后取 16534 a圆整中心距后确定螺旋角 55291549873.152)(ma r c c os34433434 a zzn主要尺寸计算 mmzmn 24 1.62c osd343343 635.267c osd 343344 zm n 4904.68241.621.13 db d取 68b4 753 b齿轮 4 的齿顶圆直径大于 200 小于 500，应做成腹板式，轮毂宽度取 80mm。 7 轴的设 计计算 7.1高速轴最小轴径计算 此减速器的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，故选用 45 钢并调质处理 按扭转强度估算轴径（最小直径） 根据表 16.2 的 C=107 118 又由式（ 16.2）得 mmnPC 13.1663.141440 68.3)118107(d 33 联轴器有键槽加大 3% 5%的 15.07 16.94mm。 取最小轴径 20mm。 7.2低速轴的设计计算 根据表 16.2 的 C=107 118 又由式（ 16.2）得 mmnPC 28.4506.4160 39.3)118107(d 33 联轴器有键槽加大 3% 5%的 42.29 47.54mm。 取最小轴径 45mm。 nts哈尔滨工业大学 9 7.2.1 低速轴的结构设计 作装配简图，取齿轮与齿轮之间间距 15mm，齿轮与箱体内壁间距 15mm，轴承端面到箱体内壁距离 5mm，上端轴颈长 45mm，轴头长 80mm，齿轮上端用轴环定位，下端用套筒定位，齿轮的周向固定采用平键联接，又各齿轮的宽度确定，作装配简图如下，并标出相应的尺寸关系。 齿轮轮毂宽度为 80mm，为保证齿轮固定可靠，该轴颈长度应小于齿轮轮毂宽度，取为77mm。确定轴的结构如下 nts哈尔滨工业大学 10 7.2.2 低速轴的弯扭组合强度校核 画轴的受力图 计算轴上受力 NdTF t 43.4 0 322433 NFF ntr 49.1522c osta n3433 NFF ta 20.1 1 1 8ta n 3433 计算轴承处支反力 NFdFF raHA 57.13356.571.1206.572 343 NFdFF raHB 92.1866.571.1201.1202 343 NFF tVA 08.130 76.571.120 6.573 NFF tVB 35.27256.571.120 1.1203 计算危险截面弯矩 mm75.1 5 7 7 9 722 NMMM VH 右 nts哈尔滨工业大学 11 mm95.3 6 0 1 7 2)( 22e NTMM a3 53.12661.0 MPM ee 查表 16.3 得 aMP60b1 ，满足 be 1 的条件，故设计的轴有足够的强度，并有一定的裕度。 7.3 中间轴的设计计算 根据表 16.2 的 C=107 118 又由式（ 16.2）得 mmnPC 22.2859.25258 53.3)118107(d 33 联轴器有键槽加大 3% 5%的 26.36 29.63mm。 取最小轴径 30mm。 8 滚动轴承的选择和计算 8.1 高速轴和中间轴上滚动轴承的选择 因为是斜齿轮所以选角接触球轴承，高速轴轴颈直径 25mm，中间轴轴颈直径 30mm，可分别选用 7205C、 7206C 轴承。 8.2 低速轴上滚动轴承的选择和计算 因为是斜齿轮所以选角接触球轴承， 低速 轴轴颈直径 55mm，可选用 7211C 轴承。 NFFF VAHA 74.186822ra NFFF VBHBrb 75.2 7 3 122 查表 17.7 得，rs FF 4.0NFSB 50.747NFSB 70.1092SAaSB FFF 90.221020.111870.10923 所以 A 端压紧， B 端放松。 NFFSBB 70.1092a NFFFSBaA 90.2 2 1 03a 对 A 端， 055.0e oraA CF对 B 端， 027.0e oraB CF18.1rAaA FF4.0rBaB FF查表 17.10 得， 44.0Ax 30.1Ay 44.0Bx 1By 查表 17.11 得， 4.1Pf NFyFxfPaAArAAPA 00.5 1 7 5)( nts哈尔滨工业大学 12 NFyFxfPaBBrBBPB 54.3212)( 查手则得 7211C 轴承 Cr=52800N.取 =3， 1f T hpCfnL rTh 4.2 9 5 0 3 151755 2 8 0 016060106010 3636 轴承要求寿命为 250 10 15=37500h. 所以轴承满足要求。 9 联轴器的选择 9.1 输入轴联轴器的选择 电动机 Y112M-4 的轴径为 28mm，轴 头 长 60mm；减速器输入轴轴 头 直径 20mm，长42mm。所以可选用 8443234420 44285 1 GBJA AJTL 联轴器。 9.2 输出轴联轴器的选择 减速器 输出轴轴头直径 45mm，长 80mm，卷筒轴直径 45mm，长 90mm。所以可选用8658438445 8445101 GBAJJAYL 联轴器 。 10 键联接的选择和计算 10.1高速轴和中间轴上键联接的选择 高速轴上键联接用于固定联轴器的周向运动，轴头直径 20mm，长 42mm,且联轴器轴孔为 J 型，键可选用 C 型键。根据设计手册查得， 轴的直径为 17 22mm 时，键的公称尺寸为 6 6，键的长度可选 40mm。所以选定键为 键 C6 40 GB1096-79（ 90）。 中间轴上键联接用于固定齿轮的周向运动，轴颈直径 36mm，长为 43mm、 73mm。根据设计手册查得，轴的直径为 30 38mm 时，键的公称尺寸为 10 8，键的长度可选 36mm、63mm。所以选定键为 键 10 36 GB1096-79（ 90）、键 10 63 GB1096-79（ 90）。 10.2 低速轴上键联接的选择和计算 低速轴上键联接用于固定联轴器的周向运动和齿轮的周向运动，轴头直径 45mm，长80mm,且联轴器轴孔为 J 型，键可选用 C 型键 ;轴颈直径 66mm，长为 74mm。根据设计手册查得，轴的直径为 44 50mm 时，键的公称尺寸为 14 9，键的长度可选 70mm。轴的直径为 65 75mm 时，键的公称尺寸为 20 12，键的长度可选 63mm。所以选定键为 键 C14 70 GB1096-79（ 90）、键 20 63 GB1096-79（ 90）。 键联接强度的校核： aMPdhlT 67.48561266 61.53940004000 3jy nts哈尔滨工业大学 13 aMPdhlT 62.6680945 61.53940004000 3jy 查表 8.2 得， ajy 8070 MP（铸铁） ajy 150125 MP（钢） 所以键联接满足强度要求。 11 润滑方式、润滑剂牌号及密封装置的选择 11.1 润滑方式 齿轮的润滑 采用浸油润滑，浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为 25mm。再加齿轮到箱底的距 离 15mm，所以油深 40mm。 滚动轴承的润滑 采用飞溅润滑 ，需 开设油沟 。 11.2 润滑油牌号 齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用 L-CKC90 110润滑油 11.3密封装置 选用凸缘式端盖易于调整，采用 毡圈油封 密封圈实现密封。 密封圈型号按所装配轴的直径确定为 毡圈 25JB/ZQ4606-86 毡圈 55JB/ZQ4606-86。 12 其他技术说明 1.装配轴承时，应在轴承内涂上适量的 ZN-4钠基
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