展开式二级圆柱齿轮减速器课程设计说明书

机械设计课程设计机械设计课程设计 题目题号 展开式二级圆柱齿轮减速器 学 院 机电工程学院 专业班级 机械 102 学生姓名 吉洪涛 学 号 指导教师 王银彪 成 绩 优秀 2012 年 12 月 2 日 目目 录录 一一 课程设计任务书课程设计任务书 3 二二 设计要求设计要求 3 三三 设计步骤设计步骤 4 1 1 传动装置总体设计方案传动装置总体设计方案 5 5 2 2 电动机的选择电动机的选择 5 5 3 3 确定传动装置的总传动比和分配传动比确定传动装置的总传动比和分配传动比 7 7 4 4 传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数计算 7 7 5 5 设计设计 V V 带和带轮带和带轮 9 9 6 6 齿轮的设计齿轮的设计 12 12 7 7 轴的设计计算轴的设计计算 22 22 8 8 滚动轴承的选择及寿命计算滚动轴承的选择及寿命计算 28 28 9 9 键联接的选择及校核计算键联接的选择及校核计算 30 30 10 10 联轴器的选择联轴器的选择 31 31 11 11 减速器箱体及附件减速器箱体及附件 32 32 12 12 润滑密封设计润滑密封设计 36 36 四设计小结四设计小结 38 38 五参考资料五参考资料 39 39 机械设计课程设计成绩评阅表机械设计课程设计成绩评阅表 注 1 评价等级分为 A B C D 四级 低于 A 高于 C 为 B 低于 C 为 D 2 每项得分 分值 等级系数 等级系数 A 为 1 0 B 为 0 8 C 为 0 6 D 为 0 4 题 目 评价标准 评分项目 分 值 A 级 系数 1 0 C 级 系数为 0 6 评价 等级 得分 选题合理 性 题目新颖 性 20 课题符合本专业的 培养要求 新颖 有创新 基本符合 新颖性一 般 内容和方 案技术先 进性 20 设计内容符合本学 科理论与实践发展 趋势 科学性强 方案确定合理 技 术方法正确 有一定的科学性 方 案及技术一般 文字与 图纸质量 30 设计说明书结构完 整 层次清楚 语 言流畅 设计图纸质量高 错误较少 设计说明书结构一般 层次较清楚 无重大 语法错误 图纸质量一般 有较 多错误 独立工作 及创造性 10 完全独立工作 有 一定创造性 独立工作及创造性一 般 工作态度10 遵守纪律 工作认 真 勤奋好学 工作态度一般 答辩情况10 介绍 发言准确 清晰 回答问题正 确 介绍 发言情况一般 回答问题有较多错误 评价总分 总体评价 3 总体评价栏填写 优 良 中 及格 不及格 一一 课程设计任务书课程设计任务书 展开式二级圆柱齿轮减速器的设计 1 设计题目 用于带式运输机的展 开式二级圆柱齿轮减速器 传动装置简图如右图所示 1 带式运输机数据 见数据表格 2 工作条件 单班制工作 空载启 动 单向 连续运转 工 作中有轻微振动 运输带 速度允许速度误差为 5 3 使用期限 工作期限为十年 检修期间隔为三年 4 生产批量及加工条件 小批量生产 2 设计任务 1 选择电动机型号 3 二级圆柱齿轮减速器 4 联轴器 5 带式运输机 1 电动机 2 V带传动 2 确定带传动的主要参数及尺寸 3 设计减速器 4 选择联轴器 3 具体作业 1 减速器装配图一张 2 零件工作图二张 大齿轮 输出轴 3 设计说明书一份 4 数据表 运输机工 作轴转矩 T N m 80 0 850900 950 800 850 900 800 850 900 运输带工 作速度 v m s 1 2 1 2 5 1 3 1 3 5 1 4 1 4 5 1 2 1 3 1 5 5 1 4 运输带滚 筒直径 D mm 36 0 370380 390 400 410 360 370 380 390 工作条件 1 单班制工作 空载启动 单向 连续运转 工作中有轻微 振动 运输带速度允许速度误差为 5 2 使用期限 工作期限为十年 检修期间隔为三年 3 生产批量及加工条件 4 小批量生产 原始数据 运输机工作轴转矩 T N m 800 运输带工作速度 V m s 1 4 卷筒直径 mm 400 二二 设计要求设计要求 1 选择电动机型号 2 确定带传动的主要参数及尺寸 3 设计减速器 4 选择联轴器 三三 设计步骤设计步骤 1 传动装置总体设计方案 2 电动机的选择 3 确定传动装置的总传动比 和分配传动比 4 传动装置的运动和动力参 数计算 5 设计 V 带和带轮 1 传动装置总体设计方案传动装置总体设计方案 1 传动装置由三相交流电动 机 二级减速器 工作机组 成 3 二级圆柱齿轮减速器 4 联轴器 5 带式运输机 1 电动机 2 V带传动 2 齿轮相对于轴承不对称分布 故沿轴向载荷分布不均匀 要求轴有较大的刚度 3 电动机转速较高 传动功率大 将带轮设置在高速级 传动装置简图 2 电动机的选择电动机的选择 电动机所需工作功率为 Pw Tw nw 9550 Tw 60 1000V d 9550 800 60 1000 1 4 3 14 400 9550 5 6 kw 执行机构的曲柄转速为 nw 60 1000v d 66 9r min 效率范围 1 带传动 V 带 0 95 2 圆柱齿轮 0 99 7 级 3 滚动轴承 0 98 4 联轴器 浮动联轴器 0 97 0 99 取 0 99 w 滚筒 0 99 1 2 2 3 3 3 4 w 0 95 0 97 0 97 0 99 0 99 0 99 0 98 0 99 0 839 Pd Pw 5 6 0 839 6 67Kw 又因为额定转速 Ped Pd 6 67 Kw 取 Ped 7 5kw 常用传动比 V 带 i1 2 4 圆柱齿轮 i2 3 5 圆锥齿轮 i3 2 3 i i1 i2 i2 2 4 3 5 3 5 18 100 取 i 18 40 N Nw i 18 40 57 83 1041 2313 2 r min 取 N 1500r min 选 Y132M 4 电动机 Nm 1440r min 型号额定功率 Ped 满载转速 nm 启动转矩最大转矩中心高 H Y132M 4 7 5KW 1440r min 2 2 2 2132mm 3 确定传动装置的总传动比和分配传动比确定传动装置的总传动比和分配传动比 总传动比 i Nm Nw iv i减 i0 i1 i2 i0为带传动传动比 i1为高速齿轮传动比 i2为低速级齿轮传动比 总传动比 i Nm Nw 1440 67 7 21 27 取 V 带传动比 i0 3 减速箱的传动比 i 减 i i0 i1 i2 7 09 按浸油深度要求推荐高速级传动比 一般 i1 1 1 1 2 i2 取 i1 1 1 i2 i1 i2 1 1 i2 2 i2 2 5 i1 1 1 i2 2 75 4 计算传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数 1 各轴转速 r min n0 nm 1440 r min n nm i0 480min n n i1 174 55r min n n i2 69 82 r min 2 各轴输入功率 kW P0 Pd 6 67 kW P P0 1 6 67 0 95 6 34 kW P P 2 3 6 34 0 97 0 98 6 03kW P P 2 3 6 03 0 99 0 98 5 85 kW P P 3 4 5 85 0 98 0 99 5 68 kW 1 v 0 95 2 齿 0 99 3 滚 0 98 4 联 0 99 注意 滚筒轴负载功率是指其输出功率 即 Pw P w 5 68 0 99 5 62kW 3 各轴输入扭矩 N m T0 9550 Pd nm 44 24 N m T 9550 P n 126 14 N m T 9550 P n 329 91 N m T 9550 P n 800 16 N m T 9550 P n 776 91 N m 运动和动力参数结果如下表 编号 理论转 速 r min 输入功率 kw 输入转矩 N mm 传动比效率 电机轴 14406 6744 24 30 95 高速轴 4806 34126 14 2 750 97 中间轴 174 556 03329 91 低速轴 69 825 85800 16 2 50 97 滚筒轴57 835 62848 04 0 99 5 5 设计设计 V V 带和带轮带和带轮 电动机功率 P 6 67KW 转速 n 1440r min 传动比 i0 3 1 确定计算功率 Pca 由 机械设计 课本表 8 7 查工作情况系数 KA 1 1 Pca KA P 1 1 6 67KW 7 34KW 2 选择 V 带的带型 根据 Pca Nm 查图 8 11 选 A 带 确定带轮的基准直径 dd和验算带速 V 1 初选小带轮的基准直径 dd1由表 8 6 和表 8 8 取小带轮的基准 直径 dd1 160 mm 2 验算带速 v 按式 8 13 验算带的速度 V n1Dd1 60 1000 3 14 160 1440 60 1000 12 06 m s 又 5 m s VFd1 所以被 压紧 的轴承 1 Fa1 Fae Fd2 2672 44N 被 放松 的轴承 2 Fa2 Fd2 787 44N 2 当量动载荷 P1 和 P2 低速轴轴承选用 7213AC 由于有轻微震动 取 1 1 p f 3 Fa1 Fr1 0 84 e 查表 13 5 取 X 0 41 Y 0 87 P1 fp XFr1 YFa1 3985 19N Fa2 Fr2 e 取 X 1 Y 0 P2 fp XFr2 YFa2 1158 0N 取 Pmax 3985 19N 3 验算轴承寿命 因为 所以按轴承 1 的受力大小验算 1P2P h P C n L 53 366 1087 32 3985 19 1085 19 4960 10 1 60 10 L L h 所选轴承可满足寿命要求 9 9 键联接设计键联接设计 1 高速轴带轮的键联接 根据 d 35 mm 查机械课程设计手册 选用 A 型 b h 10 8 L 32 mm 2 中间轴齿轮的键联接 根据 d 54 mm 查机械课程设计手册 选用 A 型 b h 16 10 L 50 mm 3 低速轴齿轮的键联接 1 选择类型及尺寸 根据 d 67 mm 查机械课程设计手册 选用 A 型 b h 20 12 L 70 mm 2 键的强度校核 1 键的工作长度 l 及键与轮毂键槽的接触高度 k l L b 70 20 50 mm k 0 5h 6 mm 2 强度校核 此处 键 轴和轮毂的材料都是钢 查表 6 2 有轻微震动 取 p 110MPa T 884 08N m p p MPa kld T 97 87 67506 N mm 1008 8482102 33 键安全合格 4 低速轴联轴器的键联接 1 选择类型及尺寸 根据 d 60mm 查机械课程设计手册 选用 C 型 b h 18 11 L 70mm 2 键的强度校核 1 键的工作长度 l 及键与轮毂键槽的接触高度 k l L b 2 61 mm k 0 5 h 6 mm 2 强度校核 此处 键 轴和轮毂的材料都是钢 查表 6 2 有轻微震动 取 p 110MPa T 884 08 N m p p MPa kld T 04 103 60526 1008 8482102 33 键安全合格 10 10 联轴器选择联轴器选择 1 类型选择 选取联轴器的型号 齿式联轴器 11 11 减速器箱体及附件减速器箱体及附件 1 箱体主要尺寸 采用 HT200 铸造箱体 水平剖分式箱体采用外肋式结构 箱内壁形 状简单 润滑油流动阻力小 铸造工艺性好 但外形较复杂 箱体主要结构尺寸 名称符号尺寸关系 箱座壁厚 10mm 箱盖壁厚 1 1 10mm 箱体凸缘厚度b b1 b2 箱座 b 1 5 15mm 箱盖 b1 1 5 15mm 箱底座 b2 2 5 25mm 肋厚m m1 箱座 m 0 85 8mm 箱盖 m 0 85 8mm 地脚螺钉直径 df 0 036 a 12 21 08m m 取 M22 地脚螺钉数目 nn 6 轴承旁联接螺栓直径 d1 d1 0 75 df 18 mm 取 M20 箱盖 箱座联接螺栓 直径 d2 0 5 0 6 df 取 M10 轴承端盖螺钉直径 d3 d3 0 4 0 5 df 取 M8 窥视孔盖螺钉直径 d4 d4 0 3 0 4 df 取 M10 定位销直径 d d 0 7 0 8 d2 10 mm df d1 d2 至箱壁外 距离 C1 df C1 30mm d1 C1 30mm d2 C1 30mm df d2 至凸缘边缘的 距离 C2 df C2 26mm d1 C2 26mm d2 C2 26mm 轴承旁凸台高度半径 R1R1 C2 26mm 箱体外壁至轴承座端 面的距离 l1 l1 C1 C2 5 10 66 mm 大齿轮顶圆至箱体内 壁的距离 1 1 2 取 18 mm 齿轮端面至箱体内壁 的距离 2 取 15mm 轴承端盖外径2 D 5 5 5 DD 23 d 120 1 轴 140 2 轴 176 3 轴 轴承旁联结螺栓距离 S 2 DS 120 1 轴 140 2 轴 176 3 轴 2 主要附件 a 窥视孔和视孔盖 窥视孔应设在箱盖顶部能够看到齿轮啮合区的位置 其大 小以手能伸进箱体进行检查操作为宜 窥视孔处应设计凸台 以便于加工 视孔盖可用螺钉紧固在凸台 上 并应考虑密封 b 通气器 通气器设置在箱盖顶部或视孔盖上 较完善的通气器内部 制成一定曲路 并设置金属网 考虑到环境因素选用了防 尘性能好的二次过滤通气器 通气器选 M22 油面指示器 用油标尺 其结构简单 在低速轴中常用 油标尺上有表 示最高及最低油面的刻线 油标尺的安装位置不能太低 以避免有溢出油标尺座孔 油标尺选用 M22 c 放油孔和油塞 放油孔应设置在油池的最低处 平时用螺塞堵住 采用圆 柱螺塞时 箱座上装螺塞处应设有凸台 并加封油垫片 放油孔不能高于油池底面 以免排油不净 选 M22 d 起吊装置 减速器箱体沉重 采用起吊装置起吊 在箱盖上铸有箱盖 吊耳 为搬运整个减速箱 在箱座两端凸缘处铸有箱座吊 耳 结构简单 加工方便 示意图 e 定位销 常采用圆锥销做定位销 两定位销间的距离越远越可靠 因此 通常将其设置在箱体联接凸缘的对角处 并做非对 称布置 取位销直径 d 8mm f 起盖螺钉 起盖螺钉螺纹有效长度应大于箱盖凸缘厚度 起盖螺钉直 径可与凸缘联接螺钉直径相同 12 12 润滑密封设计润滑密封设计 1 齿轮传动的润滑 各级齿轮的圆周速度相对都较小 所以采用油脂润滑 另 外 传动件齿轮浸入油中的深度要求适当 既要避免搅油 又要充分的润滑 油池应保持一定的深度和储油量 两级 大齿轮直径应尽量相近 以便浸油深度相近 1 润滑油牌号及油量计算 润滑油牌号选择 查机械课程设计手册 选用工业闭式齿轮油 代号 L CKC220 润滑油运动粘度为 198 242mm2 s 3 油量计算 以每传递 1KW 功率所需油量为 350 700 各级减速器需 cm3 油量按级数成比例 该设计为双级减速器 每传递 1KW 功 率所需油量为 700 1400cm 3 实际储油量 由高速级大齿轮浸油深度约 1 个齿高 但不小于 10mm 低 速大齿轮浸油深度在 齿轮半径 大齿轮齿顶距箱底距 3 1 6 1 离大于 30 50mm 的要求得 设计值为 50 最低油深 mmmmmm d 46 7250 2 47 269 6 1 50 26 1 4 最高油深 mmmmmm d 9 10460 2 47 269 3 1 60 23 1 4 又箱体内壁总长 L 566mm 箱体内壁总宽 b 208mm 所以箱体有足够的储油量 2 轴承的润滑与密封 由于 dn 2 高速级齿轮的圆周速度接近 2m s 所以轴承 5 10 采用脂润滑 由于减速器工作场合的需要 选用抗水性较 好 耐热性较差 的钙基润滑脂 GB491 87 轴承内密封 由于齿轮用油润滑 为了防止齿轮捏啮合时 飞溅出的热油冲向轴承内部 增加轴承的阻力 需在轴承 内侧设置挡油环 轴承外密封 在减速器的输入轴和输出轴的外伸段 为防 止灰尘水份从外 伸段与端盖间隙进入箱体 所有选用毡 圈密封 3 减速器的密封 减速器外伸轴采用密封件 具体由各轴的直径取值定 轴 承旁还设置封油盘 四四