两级斜齿圆柱齿轮减速器机械设计课程设计.doc

Hefei University 课课程程设设计计 COURSE PROJECT 题目 两级斜齿圆柱齿轮减速器 系别 机械工程系 专业 机械设计制造及自动化 学制 四年 姓名 学号 导师 2015 年 1 月 10日 目目录录 第第 1 1 章章机机械械设设计计课课程程设设计计任任务务书书 1 1 1 设计题目 1 1 2 设计要求 1 1 3 设计说明书的主要内容 2 1 4 课程设计日程安排 2 第第 2 2 章章传传动动装装置置的的总总体体设设计计 3 2 1 传动方案拟定 3 2 2 电动机的选择 3 2 3 计算总传动比及分配各级的传动比 3 2 4 运动参数及动力参数计算 3 第第 3 3 章章传传动动零零件件的的设设计计计计算算 5 第第 4 4 章章轴轴的的设设计计计计算算 6 第第 5 5 章章滚滚动动轴轴承承的的选选择择及及校校核核计计算算 7 第第 6 6 章章键键联联接接的的选选择择及及计计算算 8 第第 7 7 章章连连轴轴器器的的选选择择与与计计算算 9 设设计计小小结结 10 参参考考文文献献 11 第第 1 1 章章 机机械械设设计计课课程程设设计计任任务务书书 1 1 1 1 设设计计题题目目 设计用于带式运输机的两级斜齿圆柱齿轮减速器 图示如示 连续单向运转 载荷 平稳 两班制工作 使用寿命为5 年 作业场尘土飞扬 运输带速度允许误差为 5 图 1带式运输机 1 1 2 2 设设计计数数据据 表 1设计数据 运输带工作拉力 F N 运输带工作速度 V m s 卷筒直径 D mm 25001 10320 1 1 3 3 设设计计要要求求 1 减速器装配图 A0 一张 2 零件图 2 张 3 设计说明书一份约 6000 8000 字 机械设计课程设计 1 1 1 4 4 设设计计说说明明书书的的主主要要内内容容 封面 标题及班级 姓名 学号 指导老师 完成日期 目录 包括页次 设计任务书 传动方案的分析与拟定 简单说明并附传动简图 电动机的选择计算 传动装置的运动及动力参数的选择和计算 传动零件的设计计算 轴的设计计算 滚动轴承的选择和计算 键联接选择和计算 联轴器的选择 设计小结 体会 优缺点 改进意见 参考文献 1 1 5 5 课课程程设设计计日日程程安安排排 表 2课程设计日程安排表 1 1 准备阶段12 月 14 日 12 月 14 日1 天 2 2 传动装置总体设计阶段12 月 15 日 12 月 15 日1 天 3 3 传动装置设计计算阶段12 月 16 日 12 月 18 日3 天 4 4 减速器装配图设计阶段12 月 21 日 12 月 25 日5 天 5 5 零件工作图绘制阶段12 月 28 日 12 月 29 日2 天 6 6 设计计算说明书编写阶段12 月 30 日 12 月 30 日1 天 7 7 设计总结和答辩12 月 31 日1 天 第第 2 2 章章 传传动动装装置置的的总总体体设设计计 2 2 1 1 传传动动方方案案拟拟定定 2 2 2 2 电电动动机机的的选选择择 2 2 3 3 计计算算总总传传动动比比及及分分配配各各级级的的传传动动比比 2 2 4 4 运运动动参参数数及及动动力力参参数数计计算算 计计算算过过程程及及计计算算说说明明 一一 传传动动方方案案拟拟定定 2 3 5 4 1 I II III IV Pd Pw 带拉力 F 25000N 带速度 v 1 10m s 滚筒直径 D 320mm 运输带的效率 要求连续单向运转 载荷平稳 齿 轮使用寿命为 5 年 二班工作制 二二 电电动动机机选选择择 1 选择电动机类型 选用 Y 系列三相异步电 动机 2 选择电动机功率 F 25000N v 1 10m s D 320mm Pw 2 75kw 机械设计课程设计 3 运输机主轴上所需要的功率 Pw KW Fv 75 2 1000 10 1 2500 1000 传动装置的总效率 54 4 3 2 21 分别是 V 带传动 齿轮传动 1 2 3 4 5 闭式 精度等级为 8 滚动轴承 角接触球轴 承 4 对 联轴器 弹性柱销联轴器 运输带的 效率 查 课程设计 表 2 3 取 1 0 96 2 0 97 3 0 99 4 0 99 5 0 96 所以 0 95 0 972 0 984 0 99 0 97 0 79 电动机所需功率 Pd 查 课程设计 kW Pw 35 3 81 0 75 2 表 12 1 取电动机的额定功率 P 4kW 3 确定电动机转速 因为 v 带的 传动比 2 3 取 2 1 i 1 i 二级圆柱齿轮减速器传动比 408 2 i 故总传动比 i 16 120 那么电动机转速范围为 wd nin 总 又工作机转速min 65 65 100060 r D V nw 故 有min 7878min 4 1050 rrnd 750r min 1000r min 1500r min 3000r min 4 种类 型 这里选用 Y132M 6 具体数据如下 方案电动机型号电动机额定 功率 同步转速 1Y112M 441500 2Y112M 243000 满载转速 总传动比 i V 带转速 传动比 减速器传 动比 144021 93210 97 1 0 96 2 0 97 3 0 98 4 0 99 5 0 96 0 79 P 3 35kw 选用型号为 Y132M 6 的电动 机 9 3 1 i 机械设计课程设计 289044 02222 01 注 表中传动比按照下面传动比分配的计算方法而 得 综合考虑 v 带传动 减速器和总传动比 可见方案 1 最佳 即选用型号为 Y112M 4 的电动机 查表知电 动机的机座中心高为 132mm 外伸轴径为 38mm 外伸 轴长为 80mm 三三 传传动动比比的的分分配配 Y112M 4 i 10 97 查表取 V 带传动比2 1 i 减速器传动比为 减速器高速传动比 32 3 1 ii 2 i 减速器低速传动比 3 i 77 33 1 96 2 3 1 323 ii i i 四 传动装置的运动和动力参数计算 1 各轴转速的计算 min 86 65 min 86 65 min 98 190 min 720 min 1440 34 3 2 3 2 1 2 1 1 rnnn r i n n r i n n r i n n rn w m m 低速轴 中间轴 高速轴 电动机 2 各轴输入功率计算 kwpp kwpp kwpp kwpp kwp d d 47 3 54 3 69 3 84 3 4 4334 3223 3212 11 减速器低速轴 减速器中间轴 减速器高速轴 电动机轴 3 各轴输入转矩 mmNTT mmNiTT mmNiTT mmNiTT mmNnpT d mdd 64 503298 64 513517 55 184395 34 50933 78 26527 109550 4334 23323 32212 111 3 低速轴 中间轴 高速轴 电动机 各各轴轴的的运运动动和和动动力力参参数数如如下下表表所所示示 122 3 2 i min 1440rnm min 720 1 rn min 98 190 2 rn min 86 65 3 rn min 86 65 4 rn kwpd4 64 503298 64 513517 55 184395 34 50933 78 26527 47 3 54 3 69 3 84 3 4 3 2 1 4 3 2 1 T T T T T kwp kwp kwp kwp d 机械设计课程设计 5 轴号转速r min输入功率kw输出功率kw 014404 17203 843 8 2190 983 693 65 365 863 543 5 465 863 473 44 输入转矩 n mm 输出转矩 n mm 传动比传动效率 26527 78 3 90 96 50933 3450424 01 4 80 95 184395 55182551 59 3 390 95 513517 64 503298 64 1 00 97 四四 传传动动零零件件的的设设计计计计算算 注注 本本计计算算示示例例采采用用哈哈工工大大编编 机机械械设设计计 第第三三版版 讲讲述述的的计计算算方方法法 有有关关设设计计计计算算公公式式 图图表表数数据据引引自自此此 书书 1 普通 V 带传动的设计计算 确定计算功率 C P P 4KW 由表 7 6 查得工作情况系数 KA 1 1 则 Pc KA P 1 1 4 4 4KW 根据计算功率 Pc 与小带轮的转速 nm 查引用教 材 7 11 图得 选择 A 型 V 带 确定带轮的基准直径 12 dd dd KA 1 1 PC 4 4KW 选择 A 型 V 带 0 0 05 i 符合要求 V 7 5443 59mm 联轴器孔直径为 48mm 轴孔长度 84mm J 型轴孔 A 型键 轴段 1 直径 长度略小于毂孔宽度 取 mm48d1 mm82 1 L 3 密封圈与轴段 2 联轴器用轴肩定位 轴肩高度 mm8 4 36 348x 1 0 07 0 d 1 0007 0 h 1 mm55d 取mm6 57 52 54h2dd 212 4 轴承与轴段 3 及轴段 6 的设计 轴段 3 和 6 上安装轴 承 暂选轴承 7211C 查表 11 9 得 轴承的内径 d 60mm 外径 D 110mm 宽度 B 22mm 内圈定位轴 肩直径外径轴上定位端面圆角半径最 mm69d mm101 D 大为对轴的力作用点与外圈大端面的距离为 mm5 1r 故挡油环宽度初定位 故 mm 9 20a3 mm60d3 1 B mm60dd mm371522 3613 BBL 5 齿轮与轴段 5 初定齿轮 4 轮 65 dd 应略大于 mm62d5 毂宽度范围为小齿轮宽度 mm93 4 74d 5 1 2 1 5 mm93宽度 取轮毂宽度等于齿轮mm95b 54 L 6 轴段 4 定位轴肩的高度为 取 h 5mm 则 mm2 6 34 4d 1 0 07 0 h 5 mm72d4 齿轮左端面距箱体内壁距离为 则 mm5 132 b b 4314 5 83 1444 BbBL x 7 轴段 2 与轴段 6 的长度 轴承端盖连接螺栓为螺栓 GB T5781 M8x25 联轴器轮毂端面与外端面的距离为 mm10 2 K 则 44 22 BKBLL d mmBL 5 492 46 8 轴上力作用点的间距 轴承反力的作用点与轴承大 端面的距离mm4 22 3 轴的支点及受力点的距离为 MPaMPa kld T P P 150 12092 117 60625 5 10004010412210002 3 6 72 2 3 4 561 a b LLl6 145 2 3 4 432 a b LLl 4 104 2 4 233 b Lal 5 键连接 均采用 A 型普通平键连接 查表 8 31 得其型号分别为键 14x9x70GB T1096 和 18x11x80GB T1096 6 轴的受力分析 机械设计课程设计 25 1 轴的受力简图 2 计算支承反力 在水平面上 NRFR N ll FF R hrh 56 106334 53490 1597 34 534 6 1456 72 2 46 244x53 9496 14590 15972 d l 142 21 4424r h1 在垂直平面上 NRFR N ll lF R vt 14 142613 286027 4286 13 2860 6 145 6 72 6 145x27 4286 14v2 21 24t v1 NRRR NRRR VH VH 05 177914 142656 1063 2 62 290913 286034 534 1 22 2 2 2 22 22 2 1 2 11 的总支承反力 轴承 的总支承反力 轴承 3 分析弯矩 在水平面上 a a 剖面左侧为 mmNlRM HH 08 387932 67x34 534 11a a a 面右侧为 mm 34 1548546 145x56 1063 22 a NlRM HH 在垂直平面上 a a 剖面上为 mmNlRM VV 44 2076452 67x13 2860 11a 合成弯矩 a a 剖面左侧为 mmNMMM H 09 21123844 20764508 38793 222 aV 2 aa a a 剖面右侧为 mmNMMM VH 91 25902944 20764534 154854 222 aaa 2 转矩为mm 426340 3 NT 7 校核轴的强度 a a 剖面右侧为危险截面 3 2 3 5 2 5 3 5 mm01 20324 26x2 7 627x18 x62 162 16 d tdbt dW 机械设计课程设计 钢的 折合系数 b1 e1b 2222 3 d b 3 2 3 5 5 3 5 a60a65045 a02 1976 11x6 0 475 2 4 6 0 a76 11 80 43721 64 513517 a75 12 01 20324 91 259029 mm80 43721 26x2 7627x18 26x 16d2 t dbt d 16 MPMP MPx x MP W T MP W M W b be T T 故满足强度要求 8 校核键连接的强度 联轴器处的键 a91 84 1470 x9x48 13517 645x4 d 4 1 3 1p MP hl T 齿轮 4 连接处的键 p1p p 5 3 2 a150 125 a58 48 18 801x1x48 13517 645x44 MP MP hld T p 键的强度满足要求 9 计算轴承寿命 1 计算轴承的轴向力 选的是 7212C 轴承 C 58200N C 46200N 0 轴承 1 2 内部的轴向力分别为 NRS NRS 62 71105 1779x4 04 0 85 1163909 622x4 04 0 22 11 内部的轴向力 A 949 53N 21 38 211353 94985 1163SNAS 则两轴承的轴向力分别为 NASF NSF 38 21513 85 1163 12 11 2 计算当量载荷 轴承 1 0 1 e40 0 62 2909 85 1163 38 0 e 025 0 46200 85 1163 1 1 0 1 YX R F C F 故 则轴承 1 的当量载荷为 NYFXRP90 29321163 851 42909 622x44 0 111 轴承 2 机械设计课程设计 27 e19 1 05 1779 38 2113 046 0 46200 38 2113 2 2 0 2 R F C F 故 X 0 44 Y 1 35 故轴承 2 的当量载荷为 NYFXRP71 361438 2113x34 1 05 1779x44 0 222 3 校核轴承寿命 由 的寿命为 则轴承 故只需校核轴承 hh h 3 6 3 6 h 221 h200005x250 x2x8 h36 585909 932 902x5 1 52800 x1 x 5 866x60 10 n60 10 2 5 1 0 1 2 LL L Pf Cf L ff PPPP P T PT 轴承寿命满足要求 机械设计课程设计 低速轴 八八 键键联联接接的的选选择择及及低低速速轴轴键键的的校校核核计计算算 1 高速轴与 V 带轮用键联接 选用普通平键 A 型 按轴径 d 25mm 及带轮宽 B 80mm 查表 4 1 选择 C8 7 56 GB T 1096 2003 强度校核 2 中间轴 1 与高速级大齿轮连接 选用圆头普通平键 A 型 轴径 d 37mm 及齿轮宽 b2 60mm 查表选键 A14 9 50 GB T 1096 2003 2 与低速级小齿轮连接 选用圆头普通平键 A 型 轴径 d 37mm 及齿轮宽 b3 102mm 查表选键 A14 9 90 GB T 1096 2003 3 低速轴 1 与齿轮用键联接 选用圆头普通平键 A 型 轴径 d 62mm 及齿轮宽 b4 95mm 查表选键 A18 11 80 GB T 1096 2003 强度校核 键材料选用 45 号钢 齿轮材料为 40Cr 调质 查 表得许用应力 MPa P 150 120 键得工作长度 Lc L b 80 18 62mm k h 2 11 2 5 5mm 挤压应力 MPaMPa kld T P P 150 12092 117 60625 5 10004010412210002 3 故安全 机械设计课程设计 29 2 与联轴器相连 选用普通平键 A 型 按轴径 48mm 及查表选择 C14 9 1 dmml82 1 70 GB T 1096 2003 强度校核 键得材料选为 45 号钢 弹性柱销联轴器为钢查 表得键联接得许用应力 键得工作长 MPa b 150120 度 Lc L b 70 14 56mm k h 2 9 2 4 5mm 挤压应力 MPaMPa kld T P P 150 12074 116 70565 4 1000964 1617210002 4 故安全 九九 联联轴轴器器的的选选择择和和计计算算 由由前前面面计计算算知知 选取 LX3 型弹性套柱销联轴器其公称 转矩为 2500Nm 孔径 d 45mm L 84mm L1 112mm 许 用转速为 3870r min 故适用 标记 20035014 84 45 84 45 TGB JB JB 十十 1 10 0 润润滑滑密密封封设设计计 齿轮传动的圆周速度sm nd v 54 7 100060 11 因为 所以采用浸油润滑 由表选用12 vm s L AN68 全损耗系统用油 GB443 1989 大齿轮浸 入油中的深度大约 1 2 个齿 单不应少于 10mm 对 轴承的润滑 因为 采用脂润滑 由表选2 vm s 用钙基润滑酯 L XAAMHA2 GB491 1987 只需要填充轴承空间的 1 2 1 3 并在轴承内侧设挡油 环 使油池中的油不能浸入轴承稀释润滑酯 密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封 联 接凸缘应有足够的宽度 联接表面应精创 其表面粗度 应为密封的表面要经过刮研 而且 凸缘联接螺柱之间 的距离不宜太大并匀均布置 保证部分面处的密封性 十十一一 减减速速器器铸铸造造箱箱体体的的设设计计 减速器的箱体采用铸 机械设计课程设计 造 HT200 制成 采用剖分式结构为了保证齿轮佳合 质量 大端盖分机体采用配合 6 7 r H 1 机体有足够的刚度 在机体为加肋 外轮廓为长方形 增强了轴承座刚度 2 考虑到机体内零件的润滑 密封散热 因其传动件速度小于 12m s 故采用侵油润油 同时 为了避免油搅得沉渣溅起 齿顶到油池底面的距离H 为 30mm 为保证机盖与机座连接处密封 联接凸缘应有足够的宽 度 联接表面应精创 其表面粗糙度为 3 6 3 机体结构有良好的工艺性 铸件壁厚为上箱体 8mm 底座 8mm 圆角半径为 R 3 机体外型简单 拔模方便 4 对附件设计 A 视孔盖和窥视孔 在机盖顶部开有窥视孔 能看到 传动零件齿合区的位 置 并有足够的空间 以便于能伸入进行操作 窥视孔 有盖板 机体上开窥视孔与凸缘一块 有便于机械加工 出支承盖板的表面并用垫片加强密封 盖板用铸铁制成 用 M6 紧固 B 油螺塞 放油孔位于油池最底处 并安排在减速器不与其他部件 靠近的一侧 以便放油 放油孔用螺塞堵住 因此油孔 处的机体外壁应凸起一块 由机械加工成螺塞头部的支 承面 并加封油圈加以密封 C 油标 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处 油尺安置的部位不能太低 以防油进入油尺座孔而溢出 机械设计课程设计 31 D 通气孔 由于减速器运转时 机体内温度升高 气压增大 为便 于排气 在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器 以便达 到体内为压力平衡 E 盖螺钉 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度 钉杆端部要做成圆柱形 以免破坏螺纹 F 位销 为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度 在机 体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销 以提高定 位精度 G 吊钩 在机盖上直接铸出吊钩和吊环 用以起吊或搬运较重 的物体 减减速速器器铸铸造造箱箱体体的的主主要要结结构构尺尺寸寸设设计计 名称符 号 计算公式结果 箱座壁厚 8 3025 0 a 8 箱盖壁厚 1 8 302 0 1 a 8 箱盖凸缘厚 度 1 b 11 5 1 b 12 箱座凸缘厚 度 b 5 1 b12 箱座底凸缘 厚度 2 b 5 2 2 b 20 地脚螺钉直 径 f d 212036 0 ad f 3 7mm M20 地脚螺钉数 n查手册 4 机械设计课程设计 目 轴承旁联接 螺栓直径 1 d f dd72 0 1 M16 机盖与机座 联接螺栓直 径 2 d 0 5 0 6 2 d f d M12 轴承端盖螺 钉直径 3 d 0 4 0 5 3 d f d 8 视孔盖螺钉 直径 4 d 0 3 0 4 4 d f d 6 定位销直径 d 0 7 0 8 d 2 d 12 f d 1 d 至外机壁 2 d 距离 1 C查相关机械课程 设计指导书 24 20 16 至凸 f d 2 d 缘边缘距离 2 C查机械课程设计 指导书表 4 20 16 外机壁至轴 承座端面距 离