二级减速器课程设计(装配图+原理图+CAD图+计算图)-课程设计.doc

二级减速器课程设计(装配图+原理图+CAD图+计算图)-课程设计二级减速器课程设计(装配图+原理图+CAD图+计算图)一、电动机的选择：1、选择电动机的类型：按工作要求和条件，选用三机笼型电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。2、选择电动机容量 ：电动机所需的功率为： （其中： 为电动机功率， 为负载功率， 为总效率。）传动效率分别为：联轴器的效率 滚动轴承效率 闭式齿轮传动效率 开式齿轮传动效率 0.95工作机效率效率 传动装置的总效率 应为组成传动装置的各部分运动副效率只之乘积,即：负载功率: 折算到电动机的功率为: 3、确定电动机转速：工作机的转速为：查表得：二级圆梯形齿轮减速器传动比 ,一级开式圆柱齿轮传动的传动比为： 即为减速器的总传动比 ，所以电机的可选范围为： 。则符合这一范围的同步转速有1000 、1500 和3000 r/min.所以可供选择的的电机有：序号电动机型号额定功率满载功率堵转转矩最大转矩质量（kg）额定转矩额定转矩1Y802-21.128502.22.3172Y90S-41.114002.32.3223Y90L-61.19102.02.025综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比，可以选择的电机型号为Y90S-4，其主要性能如上表的第2种电动机。二、确定传动装置的总传动比和分配传动比1、减速器的总传动比为： 2、分配传动装置传动比： （式中 为外部开式齿轮的传动比， 为减速器的传动比）。的可取范围为 ，取 =5 则减速器的传动比 3、按展开式布置。考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，可由展开式曲线查得 ，则 。4、计算各轴的动力和动力参数 (1)各轴的转速 轴： 轴： 轴： VI轴： （2）各轴的输入功率 轴： 轴： 轴： VI轴： V轴： -IV轴的输出功率则分别为输入功率乘轴承效率0.98.(3)各轴的转矩 电动机的输出转矩： 轴： 轴： 轴： IV轴： -IV轴的输出转矩则分别为各轴的输入输入转矩乘轴承效率0.98.运动动力参数计算结果整理于下表：轴名功率 P/KW转距T/N*M转速nr/min转动比i效率输入输出输入输出电机轴1.057.16140010.99轴1.041.027.096.951400轴0.990.9738.4837.71245.185.710.95轴0.940.92137.90135.1465.033.770.95IV轴0.880.86641.92629.0813.0150.93V轴0.870.85622.79616.5013.0110.97三、传动零件的设计计算1减速器开式齿轮的设计算 传动比为：i=5，输入转速为：65.03 r/min， 传递功率为：p=1.96KW，每天工作16h，寿命为10年（每年按250工作计算）确定材料与热处理方式 1确定材料与热处理方式考虑到该齿轮传动无特殊要求，出于等强度和抗胶合的考虑，大小齿轮应有适当的硬度差。由表6.1确定材料组合如下：方案1 小轮45钢调质，HBS229286；大轮45钢正火，HBS169217。2确定许用应力（MPa）教材中图6.14、图6.15得=605(HBS250)， =560(HBS200)=225(HBS250)， =210(HBS200)。由表6.5取 =1.1， =1.5使用寿命 =60 =6065.0311625010=1.5610 = / i =1.5610 /5=0.3110 由教材中图6.16曲线得接触强度计算寿命系： =1， =1.14；由教材中图6.17曲线得弯曲强度计算寿命系： = =1，按照国家标准，取试验齿轮的应力修正系数： =2取安全系数： =1.1 =1.5= =605*1.19/1.1=654.5 MPa，= =560*1.2/1.1=611 MPa= =225*2*1/1.5=308 MPa，= =210*2*1=280 MPa。1301二级减速器课程设计(装配图+原理图+CAD图+计算图)3按齿面接触疲劳强度设计（长期单向运转的闭式齿轮传动）工作转矩T为III轴的输出转矩 T=135.14 Nm取节点区域系数为 =2.5（图6.2），材料系数为： =189.8（表6.3），重合度系数为： =0.87（p135）， 齿宽系数为： =0.8 （表6.8）载荷系数 K= =1.51 其中： =1.25（表6.2）， =1.1（p134），=1.1（p134）， =1.1（p134）。 = =62.48mm4初定齿轮参数因为是闭式齿轮传动，为降低制造成本，提高工作平稳性，齿数可适当取大些。初取：=30， = i = 530=150，于是 =2.08mm查手册，取标准模数 m=2.5，则齿轮实际分度圆直径为：= m =75 mm62.48（所需最小值），= m =375 mm；实际中心距 a=0.5( + )=225mm齿宽 = b = =0.8*75=60mm， = b +5=65mm6校核齿根弯曲疲劳强度齿形系数 =2.52， =2.16；应力校正系数 =1.63， =1.81，并取 重合度系数 =0.75（p137），于是：= =139.70 Mpa = =133.19 MPa 可知齿根弯曲疲劳强度足够设计结课：小轮：45钢调质 =30 d =75mm b =65mm m=2.5 a=225mm 大轮：45钢调质 z =150 d =375mm b =60mm2、减速器内部齿轮计算设计 1、材料选择齿轮。 初选大小齿轮的材料均45钢，经调质处理。其硬度在210-250HBS，齿轮等级精度为8级。由于减速器要求传动平稳，所以用圆柱斜齿轮。初选 。2、计算高速级齿轮 （1）、查取教材可得： ， ， ， ； 传动比 =5.71由表查得各数据如下： ， ， ，取 则 （2）、接触疲劳施用应力查图可知： ； 则应力循环次数： 又查图可知： ， =1.08则：(3)、计算小齿轮最小直径，取齿宽系数 (4)、确定 中心距 就尽量圆整成尾数为0或5,以得于制造和测量，所以初定 。 (5)、选定模数 、齿数 、 和螺旋角 一般 ， 。初选 ， ，则 由标准模数取 ，则取 则 取 齿数比： 与 的要求比较，误差为2.3% ，可用。于是满足要求。 （6）、计算齿轮分度圆直径小齿轮 大齿轮（7）、齿轮宽度 圆整大齿轮宽度 取小齿轮宽度 （8）、校核齿轮弯曲疲劳强度查表可知： ； ； ； 根据 、 查表则有： ； ； ； ； 则 所以两齿轮齿根弯曲疲劳强度满足要求，此种设计合理。3、计算低速级齿轮（1）、查取教材可得： ， ， ； 传动比 由表查得各数据如下： ， ， ，取 则 （2）、接触疲劳施用应力查图可知： ； 则应力循环次数： 又查图可知： 则：(3)、计算小齿轮最小直径，取齿宽系数 (4)、确定 中心距 就尽量圆整成尾数为0或5,以得于制造和测量，所以初定 。 (5)、选定模数 、齿数 、 和螺旋角 一般 ， 。初选 ， ，则 由标准模数取 ，则 取 则 二级减速器课程设计(装配图+原理图+CAD图+计算图)齿数比： 与 的要求比较，误差为0.6% ，可用。于是 满足要求。 （6）、计算齿轮分度圆直径小齿轮 大齿轮 （7）、齿轮宽度 圆整大齿轮宽度 取小齿轮宽度 （8）、校核齿轮弯曲疲劳强度查表可知： ； ； ； 根据 、 查表则有： ； ； ； ； 则 所以两齿轮齿根弯曲疲劳强度满足要求，此种设计合理。所以齿轮的基本参数如下表所示:名称 符号公式齿1齿2齿3齿4齿数 0.250.25齿顶高 0.9970.9971.9971.997齿根高 1.261.262.5252.525齿顶圆直径 26.294137.69444.414153.564齿根圆直径 21.78133.1835.37144.52中心距 8095孔径b齿宽 32275045四、减速器结构设计名称符号减速器型式及尺寸关系/mm箱座壁厚 10箱盖壁厚 10箱盖凸缘厚度 15箱座凸缘厚度 15箱座底凸缘厚度 25地脚螺钉直径 16地脚螺钉数目 4轴承旁联接螺栓直径 12机盖与座联接螺栓直径 10联接螺栓 的间距180轴承端盖螺栓直径 8视孔盖螺钉直径 4定位销直径 8、 、 到外箱壁距离22、18、16、 至凸缘边缘距离20、14轴承旁凸台半径 凸台高度 外箱壁至轴承座端面距离 30大齿轮顶圆与内箱壁距离 12齿轮端面与内箱壁距离 10箱盖、箱座肋厚 轴承端盖外径轴承端盖凸缘厚度9轴承旁联接螺栓距离五、轴的效核及计算：1.选择轴的材料选材45钢，调质处理，其机械性能由表11.1和11.4查 =60MPa， =640MPa, =275MPa, =155MPa ,P=3.55KW, =328.522N.mm,=32.522.初定轴的最小直径(查表取C=110)各轴的转速轴： ； 轴： ； 轴： ； 各轴的输入功率轴： ； 轴： ； 轴： ； 各轴的输入转矩轴： ； 轴： ； 轴： ； 轴:最小直径为 考虑到联轴器的内径,故最小直径取20 轴:最小直径为 考虑到滚子轴承的内径,故最小直径取25轴:最小直径为 考虑到滚子轴承的内径,故最小直径取35 3.轴的校核1 联轴器的计算转距 查表10.1 取 =1.3， =1.3*7090=9217 N.mm选择联轴器为联轴器1为弹性柱销联轴器：型号如下LT4联轴器 (GB/T43232002)，其工称转距为63000N.m,轴1的结构、尺寸如下图： 1)求作用齿轮上的力：d=24.24mm, =7090N.mm， 2)求作用于轴上的支反力：A、水平支反力： 得 =156.03N =428.96N垂直面内支反力： 得 =61N =154.61NB、作出弯距图根据上述简图，分别求出水平面和垂直平面内各力产生的弯距：=13683.831N.mm =5349.7N.mm =4932.059N.m总弯距 =14692.21 N.mm =14545.53N.mm3)作出扭距图4)作出计算弯距图 =267046N.mm= =14545.53N.mm5)校核轴的强度= =19.12MPaS=1.5故可知其安全。（1）截面II右侧 抗弯截面模量按表11.5中的公式计算 W=0.1 =11059 抗扭截面模量 =0.2 =22118 弯矩M为 M=1652401* =64260N.mm截面II上的扭矩T=349640 N.mm 截面上弯曲切应力 = =5.811MPa截面上的扭转切应力 = =15.808MPa过盈配合处的 / 值，由手册可知 / =0.8 / 于是得/ =2.457 / =1.966轴按磨削加工，得表现质量系数为 = =0.92故得综合系数为：= / +1/ -1=2.544= / +1/ -1=2.053轴在截面4的左侧的安全系数为= /（ + ）=18.602= /（ + ）=9.325= / =8.336S=1.5 故该轴在I右侧的强度也是足够的。又因本传动无大的瞬时过载及严重的应力循环对称性，故可略去静强度校核。一、轴承的选择和计算选择轴承（1）、选择轴承轴承1 深沟球轴承6005C (GB/T292-94) 轴承2 深沟球轴承 6008C (GB/T292-94) 轴承3 深沟球轴承 6009C (GB/T292-94)（2）校核轴承（3轴）深沟球轴承6005C 查手册得 =25800N =20500N 由表8.6 =1.0 =1981N =1116N计算派生力系 、 ，由表得s=0.5R=0.5 =9905N =0.5 =558N因 + =1023 故2边为紧边，所以= + =1023N = =558N计算当量动负荷轴承I： =1023/20500=0.050 由表8.5得 =0.42 =1023/1116=0.52 由表8.5得 =0.44 =1.32= （ + ）=2222N 同理可得 =1277.82 =23360h寿命选用合乎要求。二、键连接的选择和计算根据轴的各个阶梯的直径和长度尺寸选取键的尺寸，查有关资料如下： 本减速器的工作条件为有轻度冲击载荷，选择键如下：键名国标1 (联轴器)键6X6 GB1096-79 A型2（齿轮2）键14X9 GB1096-79 A型3（齿轮3）键14X9 GB1096-79 A型4（齿轮4）键14X9 GB1096-79 A型5（输出轴）键10X8 GB1096-79 A型查表的钢的静联接在时的许用应力 =100120MPa校核键1 = =12.54MPa 校核键2 = =12.41 MPa 校核键3 = =24.04 MPa 校核键4 = =10.1 MPa 校核键5 = =29.03 MPa 校核键6、7 = =46.95 MPa 所以所有键均符合设计要求，可用。三、联轴器的选择考虑到电动机转轴直径、轴的最小直径、传动转矩选取联轴器联轴器1为弹性柱销联轴器：型号如下HL2联轴器 (GB 5014-85)公称转矩T=315N/m 额定转速 n=5600r/min 质量 5Kg D=120联轴器2为弹性柱销联轴器：型号如下HL3联轴器 (GB 5014-85)公称转矩T=630N/m 许用转速 n=5000r/min 质量 8g D=160四、减数器的润滑方式和密封类型的选择1、减数器的润滑方式：飞溅润滑方式2、选择润滑油：工业闭式齿轮油（GB5903-95）中的一种。3、密封类型的选择：密封件：毡圈1 30 JB/ZQ4606-86 毡圈2 40 JB/ZQ4606-86十一