二级直齿减速器课程设计60.85%0.75%360%168.75%247.5.doc
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减速器课程设计
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二级直齿减速器课程设计60.85%0.75%360%168.75%247.5,减速器课程设计
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E4 四 川 理 工 学 院 机械设计课程设计说明书 题 目： 带式运输机用展开式二级圆柱齿轮减速器设计 机电工程系： 机 自 专业 04.7 班 设 计 者： 杜 春 林 学 号： 04011030703 同组人： 代 佳 伟 陈 庚 指 导 教 师： 李 开 世 教 师 辅 助 指 导 教 师： 黄 文 权 班 级： 机 自 04.7 班 设 计 时 间： 2007 年 1 月 5 nts课 程 设 计 书 1 一、 课题任务书 1 二、 传动方案的拟订 2 三、 电动机的选择及传动 装置的运动和动力参数计算 4 四、带传动的设计 6 五、齿轮传动参数计算及校核 6 六 、 轴的计算 14 七 、 滚动轴承的选择 24 八 、 键的设计及校 核 26 九 、 联轴器的选择 27 十 、 润滑方式的选择 27 十 一 、 箱体尺寸的计算 27 十 二 、 装备图设计 28 十三 、 零件图设计 30 十四、总结 30 参考文献 31 nts课 程 设 计 书 2 任务要求： 1、 减速器装配图一张（ 0 号或一号图纸） 2、 零件图（ 1 3 张） 3、 设计说明书一份（ 6000 8000 字） 4、 其他要求：设计步骤清晰，计算结果正确，说明书规范工整，制图符合国家标准。按时，独立完成设计。 5、 工作情况：两班制，连续单向运行，载荷较平稳。 6、 使用期： 8年，每年按 360 天计。 7、 检修间隔期：四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修。 机械设计课程设计进度计划表 日 期 计 划 应该完成的设计内容 实际完成的情况 第一周 完成所有的 计算以及验算 完成 3/4 第二周 第三周 nts课 程 设 计 书 3 设计题目： 带式运输机用展开式二级圆柱齿轮减速器设计 。 设计用于带式运输机上的展开二级圆柱齿轮减速器。连续单向运转，空载启动，中等冲击，二班制工作，运输带速度允许误差为 5%，工作期限为 10 年。设计原始参数表如下： 运输机工作扭矩 T（ N m）： 850 运输机带工作速度 V（ m/s）： 0.75 卷筒直径 D（ mm）： 360 设计参考图如下：1、带传动。 2、电动机 3、展开二级圆柱齿轮减速器 4、带式运输机 5、卷筒 nts课 程 设 计 书 4 一、 传动方案的拟订 蜗杆 减速器 a 一级圆柱齿轮减速器 b 带式运输机用展开式二级圆柱齿轮减速器 c 如上图所示 ， a 方案采用蜗杆减速器，结构紧凑，但传动效率低，在长期连续使用时不经济； b 方案采用一级圆柱齿轮减速器和开式齿轮传动，成本较低，但使用寿命短； c 方案采用 带式运输机用展开式二级圆柱齿轮减速器 适合于繁重及恶劣的 条件下长期工作，使用维护 方便，但结构尺寸较大。根据综合比较得，选择 c 方案即能满足工作条件而且工作可靠，结构比较简单，传动效率高，使用维护方便，工艺性，经济性都比较好，所以选择 c 方案，才方案中，高速级用带传动，因为其传动平稳，能缓冲吸振，保护其它零件， 在中间轴选用 2 级圆柱齿轮传动，其使用寿命长，工作可靠，成本较其他 2 个方案来说较低。 二 、 电动机的选择 选择电动机的类型 选择电动机的理由 确定电动机的转速 确定电动机的型号 1、 选择电动机的参数计算 、运输机功率： P=Fv/1000=850*0.8/（ 0.18*1000） =3.778 kw 、传动效率： 由手册表 1 7 得： nts课 程 设 计 书 5 V 带传动 1=0.96 球轴承 2=0.99 齿轮 3=0.9 联轴器 4=0.98 滑动轴承 5=0.97 卷筒 6=0.96 总 = 1 23 32 4 5 6 =0.96*0.993*0.972*0.98*0.97*0.96=0.8 、电动机输出功率： P=P/ =3.778/0.8=4.723 、选择电动机 由手册表 12 1 得 Y132S-4 符合要求 P=5.5 KW n=1440r/min 轴伸出量 80 mm 轴键槽宽度 =10 mm 轴直径 D=38 mm 电机 轴示意图 2、 传动比分配 、总传动比 a、 卷筒转速 n=V*60*1000/ D =0.75*60*1000/3.14*360） =39.81 r/min b、 i 总 =n/n=1440/39.81=36.17 、传动比分配： 由机械零件表 2 7 得 减速器中 低速级 i 低 =4.5 i 高 =3.5 iv=i 总 /（ 4.5*3.5） =2.49 3、传动装置运动参数计算 、各轮功率 P 带 =5.5* 1=5.5*0.96=5.28 KW P1=5.28* 2=5.28*0.99=5.23 KW P2=5.5* 1* 22* 3=5.5*0.96*0.992*0.97=5.02 KW P3=P2* 4* 2=5.02*0.97*0.99=4.82 KW nts课 程 设 计 书 6 、各轴转速 n1=n/2.49=1440/2.49=578.31 r/min n2=n/（ 2.49*3.5） =1440/（ 2.49*3.5） =185.23 r/min n3=n/i 总 =39.81 r/min 、 各轴转矩 T1=9550*P1/n1=9550*5.23/578.31=86366 N m T2=9550*5.02/185.23=258818 N m T3=9550*4.82/39.81=1156267 N m 三 、 V 带传动设计 1、 V 带选型 、工作情况系数 书表 11.5 KA=1.3 、计算功率 PC=KAP=1.3*5.5=7.15 、选择 V带型号 机械设计图 11.15 选择 A型 D1=90 mm 2、确定带轮直径 、 D1=90 mm 取 =0.02 、确定大带轮 D2=（ 1-） *D1*i 带 =2.49*90*（ 1-0.02） =219.618 mm 选取 D2=200 mm 、带实际传动比 id = D2/D1(1- )=2.40 、 运输机实际转速 n =n/(id*4.5*3.5)=38.09 r/min 所以 v = *Dn /（ 60*1000） =0.72 m/s 、带速误差 =（ 0.75-0.72） /0.75=4%120 、确定带根数 由书 11.8 P。 =1.06 表 Ka=0.935 表 11.12 KL=0.89 表 11.10 P。 =0.169 Z= PC /（ P+ P。） *Ka KL =7.15/（ 1.06+0.169） *0.935*0.89=6.99 取 Z=7 、 求轴上载荷 、 张紧力 F。 =500* PC /（ Vz） *（ 2.5- Ka） / Ka+qv2 其中带速 v= D1*n/60*1000=6.78 所以 F。 =126.76 N 、 轴上载荷 FQ=2Z F。 *sin( 1/2)=2*7*126.76*sin( 1/2) =1733.41 N 、 带轮结构设计 nts课 程 设 计 书 8 因为是低速轴选用 HT200 制造，采用轮辐式结 构，因为 D100 N/m 端面重合度 d d=1.88-3.2(1/Z1+1/Z2)cos =1.75 重合度系数 Z Z =34 d =0.87 齿间载荷分配系数 KH KH =1/ d 2=1.2 齿向载荷分配系数 KH KH =A+B（ 1/D1） 2+C*10-3b 由表 12.11， A=1.17 B=0.16 C=0.61 KH =1.38 载荷系数 K= KA KV KH KH =3.19 弹性系数 ZE 由表 12.12， ZE=189.8 mpa nts课 程 设 计 书 12 节点区域系数 ZH 由图 12.16， ZH=2.5 接触最小安全应力 SHmin 由表 12.14， SHmin=1.25 总工作时间 th th =10*300*16=48000 h 应力循环次数 NL160rn2th=60*1*185.23*48000=5.3*108 NL2=5.3*108/4.5=1.2*108接触寿命次数 ZN 由图 12.18， ZN1=1.1 ZN1=1.12 许用 H H1= HLim1 * ZN1/SHmin=695 MPa H2= HLim2 * ZN2/SHmi2=604 MPa 验算 H=ZEZHZ 1*2212 bdKT =648 MPa P2) L10h=)(166701pCrn = )09.265 7332 00(31.578166 70 =5623948000 h 静载荷计算 当量静载荷 Por1=Fr1=2214.24 Por2=Fr2=2160.72 安全系数 查表 18.14 得， So=2.5 计算额定静载荷： Cor =So*Por1=2.5*2214.24=5535.6 Cor Cor 许用转速验算 载荷系数 P1/Cr=0.08 查表 18.19， f11=0.98 P2/Cr=2592.86/33200=0.08 f12=1.0 载荷分布系数 f2 查表 18.20 得， f21=1.0 f22=1.0 许用转速 N N1=f11*f21*No=7840 r/min578.31 r/min N1=f12*f22*No=8000 r/min578.31 r/min 轴 2上的轴承 选取 N207E d=35 mm Cr=46.5 KW Cor=48 KW No=7500 r/min nts课 程 设 计 书 25 轴承受力 Fr1= 22 3 9 9 7)64.1 7 7 2( =4372.44 N Fr2= 22 )5 4 8(12.1 5 2 =568.72 N 冲击载荷数 中等冲击 查表 18.8， fd =1.2 当量载荷 P1=fd*Fr1=1.2*4372.44=5254.13 N P2=fd*Fr2=1.2*568.72=682.46 N 轴承寿命 (P1 P2) L10h=)(166701pCrn = 3)13.5 2 5 43 3 2 0 0(23.1 8 51 6 6 7 0 =22705.76 h 静载荷计算 当量静载荷 Por1=Fr1=4372.44 N Por2=Fr2=568.72 N 安全系数 查表 18.14 得， So=2.5 计算额定静载荷： Cor =So*Por1=2.5*4372.44=10931.1 Cor Cor 许用转速验算 载荷系数 f1 P1/Cr1=0.11 查表 18.19， f11=0.95 P2/Cr=682.46/46500=0.009 f12=1.0 载荷分布系数 f2 查表 18.20 得， f21=1.0 f22=1.0 许用转速 N N1=f11*f21*No=7125 r/min185.23 r/min N1=f12*f22*No=7500 r/min185.23 r/min 轴 3上的轴承 选取 NF208 d=40 mm Cr=37.5 KW Cor=38.2 KW No=7000 r/min 轴承受力 Fr1= 22 )07.4 4 3 3(1 6 1 4 =4717.74 N Fr2= 22 )93.1318(15.480 =1403.61 N 冲击载荷数 中等冲击 查表 18.8， fd=1.2 当量载荷 P1=fd*Fr1=1.2*4717.74=5661.29 N P2=fd*Fr2=1.2*1403.61=1684.33 N 轴承寿命 (P1 P2) nts课 程 设 计 书 26 L10h=)(166701pCrn = 310)29.5 66 13 75 0 0(81.391 66 7 0 =228557 h 静载荷计算 当量静载荷 Por1=Fr1=4717.74 N Por2=Fr2=1403.61 N 安全系数 查表 18.14 得， So=2.5 计算额定静载荷： Cor =So*Por1=2.5*4717.74=11794.75 Cor Cor 许用转速验算 载荷系数 P1/Cr=0.15 18.19， 查表 18.19 得， f11=0.85 P2/Cr=1684.33/37500=0.0045 查表 18.19 得， f12=1.0 载荷分布系数 f2 查表 18.20 得， f21=f22=1.0 许用转速 N N1=f11*f21*No=5950 r/min39.81 r/min N1=f12*f22*No=7000 r/min39.81 r/min 七 、键的强度校核 高速轴的键联接 1 、根据 d1=30,d2=35,查手册表 4-1，选取键 10 8 L=40 GB1096-79 键工作长度 l=l-b=30,由表 7.1，取挤压应力 p=100 MPa 2、键所能传递的最大转矩（ d186366 中间轴的键联接 1 键 根据 d1=40，查手册表 4-1，选取键 12 8 L=40 GB1096-79 键工作长度 l=30，由表 7.1，取挤压应力 p=110 MPa 2 键根据 d1=40，查手册表 4-1，选取键 12 8 L=40 GB1096-79 键工作长度 l=30，由表 7.1，取挤压应力 p=110 MPa T=1/4hl d1p=0.25*8*30*40*110=264000 N/mm257512 N/mm 轴 3的键联接 1 、根据 d1=50,查手册表 4-1，选取键 16 10 L=80 GB1096-79 nts课 程 设 计 书 27 键工作长度 l=l=80,由表 7.1，取挤压应力 p=120 MPa 2、键所能传递的最大转矩（ d11114013 N/mm 八 、选取联轴器 根据轴孔直径 d=40，传递转矩 T=1114.013 N mm 选取弹性栓销联轴器 HL4 公称转矩 T=1250 N mm 许用转速 No=5000 r/min，轴孔长度 112 mm 九 、选择润滑方式 齿轮采用工业闭式齿轮润滑油 L-CKC.68 轴承 采用滚珠轴承脂 (SY.1514-82)2GN69-2 十 、确定箱体尺寸 (mm) 箱座壁厚 =0.025a+3=0.025*247.5+3=9 箱盖壁厚 1=0.02a+3=0.02*247.5+3=8 箱盖凸缘厚度 b1=1.5 1=12 箱座凸缘厚 b=1.5 =13.5 箱底座凸缘厚 b2=2.5 =22.5 地脚螺钉直径 df=0.036a+12=0.036*247.5+12=21 GB799-88 地脚螺钉数目 n=6 轴承旁联接螺栓直径 d1=0.075 df=15.68 盖与座联接螺栓直径 d2=0.5 df=10.5 连接螺栓 d2的距离 l=150 轴承端盖螺栓直径 d3=0.4 df=8.4 透视孔螺栓直径 d5=0.3 df=6.3 定位销直径 d=0.72 d2=7.35 GB117-86 dfd1d2距外箱盖距离 C1=18 dfd2距凸缘边缘距 离 C2=16 轴承旁凸台半径 R1=C2=16 外箱壁至轴承端面距离 l1= C1+ C2+b=40 nts课 程 设 计 书 28 大齿轮顶圆与内壁距离 11.2 =10.8 取 1=11 齿轮端面与内箱壁距离 D2 =9 箱盖、箱座筋厚 m1 0.85 1=7.65 m=0.85 =6.8 轴承盖外径 D=轴承孔直径 +5d3 起重吊钩，手册表 11-3 透视孔设计，由表 11-4 得 透气孔的选择 ，由表 11-5 得 十一 、装配图设计 （一）、装配图的作用 nts课 程 设 计 书 29 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。查 3P106 表 7-2。 、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 3P108表 7-3，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、nts课 程 设 计 书 30 箱体与箱盖接合、减速器的润滑、试验、包装运输要求。 十 二 、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： （ 1）、轴：参考 3P113，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端面为基准，反映加工要求，不允许出现封闭尺寸链。 （ 2）、齿轮：参考 3P116117：径向尺寸以轴线为基准，轴孔、齿顶圆应标相应的尺寸偏差；轴向尺寸以端面为基准，键槽尺寸应相应标出尺寸 偏差。 十 三 、总结 在实践中提高自己 -谈 作本次机械设计课程设计的心得体会 作为一名机械系，机械设计制造及自动化大 三 的学生，我觉得能做类似的课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。 在已度过的大 一到大二 的时
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