二圆柱齿轮实施方案大学设计

个人收集整理 仅供参考 1 33 重重庆庆航天航天职业职业技技术术学院机学院机电电信息工程系信息工程系 机械设计基础课程设计机械设计基础课程设计 题目 二级圆柱齿轮减速器题目 二级圆柱齿轮减速器 设计人 向设计人 向 伟伟 学学 号 号 2007027220070272 系系 部 机部 机 电电 系系 专专 业 机电一体化业 机电一体化 指导老师 温指导老师 温 智智 灵灵 完成日期完成日期 20092009 年年 1111 月月 2727 日日 个人收集整理 仅供参考 2 33 1 1 总结总结 一 课程设计地目地一 课程设计地目地 课程设计是机械设计课程地重要地地教学环节 是培养学生机械 设计能力地重要实践环节 课程设计地重要目地是 1 通过课程设计使学生综合运用机械设计基础课程及有关先修课程地知 识 起到顽固 深化 融会贯通及扩展有关机械设计方面知识地作用 树立正确地设计思想 b5E2R 2 通过课程设计地实践 培养学生分析和解决工程实际问题地能力 使 学生掌握机械零件 机械传动装置或简单机械设计地一般方法和步骤 p1Ean 3 提高学生地有关设计地能力 如计算能力 绘图能力以及计算机辅助 设计 CAD 能力等 使学生熟悉设计资料 手册 图册等 地使用 掌握经验估算等机械设计地基本技能 DXDiT 二 课程设计地内容和任务二 课程设计地内容和任务 课程设计一般选择机械传动装置或一些简单机械作为设计课题 比较 成熟地题目使以齿轮减速器为主地机械传动装置 设计地主要内容一般 包括以下几方面 RTCrp 1 初步确定分析传动装置地设计方案 2 选择电动机 计算传动装置地运动和动力参数 3 教学传动件地地设计计算 校核轴轴承联轴器键等 4 绘制减速器装配图 5 绘制零件装配图 6 编写设计计算说明书 三 课程设计主要步骤 步骤步骤主要内容主要内容 个人收集整理 仅供参考 3 33 1 设计准备 工作 1 熟悉任务书 明确设计地内容和要求 2 熟悉设计指导书有关资料图纸等 3 观看录像 实物 模型 或进行减速器地装拆实验等 了解减速器地结构 特点与制作过程 2 总体设计 1 确定传动方案 2 选择电动机 3 计算传动装置地总传动比 分配各级传动比 4 计算各级地转速 功率和转矩 3 传动键地 设计计算 1 计算齿轮传动地主要参数和几何尺寸 2 计算各传动键上地作用力 4 装配草图 地绘制 1 确定减速器地结构方案 2 绘制装配图草图 草图纸 进行轴 轴上零件和轴承组合地结构设计 3 校核轴地强度 校核滚动轴承地寿命 4 绘制减速器箱体结构 5 绘制减速器附件 5 装配图地 绘制 1 画底线图 画剖面线 2 选择配合 标准尺寸 3 编写零件序号 列出明细栏 4 加深线条 整理面图 5 书写技术条件 减速器特性等 6 零件图地 绘制 1 绘制齿轮类零件工作图 2 绘制轴类零件工作图 3 绘制其他零件工作图 7 编写设计 计算说明 书 编写设计计算说明书 内容所有计算 并附有必要简图 四 课程设计地有关事项四 课程设计地有关事项 本课程设计中应注意以下事项 本课程设计中应注意以下事项 1 认真设计好草图是提高设计质量地关键 草图也应该按正式地比例尺画 而且作图地顺序要得当 画草图是应着重注意各零 件之间地相对位置 有些细部结构可先以简化画法画出 5PCzV 2 设计过程中应及时检查 及时修正 设计过程是一个边计算 边绘图 边修改地过程 应经常进行自查或互查 有错 误时应及时修改 避免造成大量地修改 jLBHr 3 注意计算数据地记录和整理 数据是设计地依据 应及时记录与整理计算数据 如有变动应及时修正 供下一 步设计及编写设计说明书是使用 4 要有整体观念 设计时考虑问题周全整体观念强 就会少出差错 从而提高设计效率 个人收集整理 仅供参考 4 33 1 21 2 了解和学习机械设计基础了解和学习机械设计基础 1 2 11 2 1 机械设计地基本要求机械设计地基本要求 机械设计零件地基本要求是零件工作可靠且成本低廉机械设计零件地基本要求是零件工作可靠且成本低廉 所以必须注意所以必须注意 1 1 要求合理选择材料 降低材料费用 要求合理选择材料 降低材料费用 2 2 保证良好地工艺性 减少制造费用 保证良好地工艺性 减少制造费用 3 3 尽量选用标准化通用化地设计 简化设计过程从而降低成本 尽量选用标准化通用化地设计 简化设计过程从而降低成本 机械设计地基本要求 机械设计地基本要求 1 1 实现预定功能 实现预定功能 2 2 满足可靠性要求 满足可靠性要求 3 3 满足经济性要 满足经济性要 4 4 操作方便 工作安全 操作方便 工作安全 5 5 造型美观 减少污染 造型美观 减少污染 1 1 2 2 3 3 机械设计地内容和步骤机械设计地内容和步骤 1 1 产品规划 产品规划 2 2 方案设计 方案设计 3 3 技术设计 技术设计 4 4 制造及实验 制造及实验 1 1 2 2 3 3 机械零件地失效形式和设计计算准则机械零件地失效形式和设计计算准则 失效形式失效形式 1 1 断裂 断裂 2 2 过量变形 过量变形 3 3 表面失效 表面失效 4 4 破坏正常工作条件引起地失效 破坏正常工作条件引起地失效 设计计算准则 设计计算准则 1 1 强度准则 强度准则 2 2 刚度准则 刚度准则 3 3 磨性准则 磨性准则 4 4 散热性准则 散热性准则 5 5 可靠性准则 可靠性准则 1 1 2 2 4 4 机械零件设计地标准化 系列化及通用化机械零件设计地标准化 系列化及通用化 标准化给机械带来地好处标准化给机械带来地好处 1 1 保证质量 节约材料 降低成本 保证质量 节约材料 降低成本 2 2 简化设计工作 缩短产品生产周期 简化设计工作 缩短产品生产周期 3 3 减少刀具和量具地规格 减少刀具和量具地规格 4 4 简化机械地安装和维修 简化机械地安装和维修 1 3 总论总论 1 3 1 课程设计地目地课程设计地目地 个人收集整理 仅供参考 5 33 课程设计是机械设计课程地重要地地教学环节 是培养学生机械设计能力地重课程设计是机械设计课程地重要地地教学环节 是培养学生机械设计能力地重 要实践环节要实践环节 1 3 2 课程设计地重要目地课程设计地重要目地 1 通过课程设计使学生综合运用机械设计基础课程及有关先修课程地知识 起到通过课程设计使学生综合运用机械设计基础课程及有关先修课程地知识 起到 顽固 深化 融会贯通及扩展有关机械设计方面知识地作用 树立正确地设计思想顽固 深化 融会贯通及扩展有关机械设计方面知识地作用 树立正确地设计思想 xHAQX 2 通过课程设计地实践 培养学生分析和解决工程实际问题地能力 使学生掌 通过课程设计地实践 培养学生分析和解决工程实际问题地能力 使学生掌 握机械零件 机械传动装置或简单机械设计地一般方法和步骤握机械零件 机械传动装置或简单机械设计地一般方法和步骤 3 提高学生地有关设计地能力 如计算能力 绘图能力以及计算机辅助设计 提高学生地有关设计地能力 如计算能力 绘图能力以及计算机辅助设计 CAD 能力等 使学生熟悉设计资料 能力等 使学生熟悉设计资料 手册 图册等手册 图册等 地使用 掌握经验估算等机械地使用 掌握经验估算等机械 设计地基本技能设计地基本技能 LDAYt 1 3 3 课程设计地内容和任务课程设计地内容和任务 课程设计一般选择机械传动装置或一些简单机械作为设计课题 比较成熟地题目使课程设计一般选择机械传动装置或一些简单机械作为设计课题 比较成熟地题目使 以齿轮减速器为主地机械传动装置 以齿轮减速器为主地机械传动装置 设计地主要内容一般包括以下几方面 设计地主要内容一般包括以下几方面 Zzz6Z 7 7 初步确定分析传动装置地设计方案 初步确定分析传动装置地设计方案 8 8 选择电动机 计算传动装置地运动和动力参数 选择电动机 计算传动装置地运动和动力参数 9 9 教学传动件地地设计计算 校核轴轴承联轴器键等教学传动件地地设计计算 校核轴轴承联轴器键等 1010 绘制减速器装配图 绘制减速器装配图 1111 绘制零件装配图 绘制零件装配图 1212 编写设计计算说明书编写设计计算说明书 1 3 4 课程设计地有关事项课程设计地有关事项 本课程设计中应注意以下事项 本课程设计中应注意以下事项 1 认真设计好草图是提高设计质量地关键认真设计好草图是提高设计质量地关键 草图也应该按正式地比例尺画 而且作图地顺序要得当草图也应该按正式地比例尺画 而且作图地顺序要得当 画草图是应着重注意各画草图是应着重注意各 零件之间地相对位置 有些细部结构可先以简化画法画出零件之间地相对位置 有些细部结构可先以简化画法画出 dvzfv 2 设计过程中应及时检查 及时修正设计过程中应及时检查 及时修正 设计过程是一个边计算 边绘图 边修改地过程 应经常进行自查或互查 有设计过程是一个边计算 边绘图 边修改地过程 应经常进行自查或互查 有 错误时应及时修改 避免造成大量地修改错误时应及时修改 避免造成大量地修改 rqyn1 3 注意计算数据地记录和整理注意计算数据地记录和整理 数据是设计地依据 应及时记录与整理计算数据 如有变动应及时修正 供下数据是设计地依据 应及时记录与整理计算数据 如有变动应及时修正 供下 一步设计及编写设计说明书是使用一步设计及编写设计说明书是使用 4 要有整体观念要有整体观念 设计时考虑问题周全整体观念强 就会少出差错 从而提高设计效率设计时考虑问题周全整体观念强 就会少出差错 从而提高设计效率 计算及说明计算及说明结果结果 个人收集整理 仅供参考 6 33 传动装置地整体设计传动装置地整体设计 设计题目 二级斜齿圆柱齿轮减速器设计题目 二级斜齿圆柱齿轮减速器 已知条件 已知条件 1 1 卷筒效率卷筒效率 0 960 96 包括卷筒与轴承地效率损失 包括卷筒与轴承地效率损失 2 2 工作情况工作情况 两班制 连续单向运转 运动载荷平稳 运输带允许误差两班制 连续单向运转 运动载荷平稳 运输带允许误差 5 5 3 3 使用折旧期使用折旧期 1010 年 年 4 4 制造条件及生产批量 一般机械厂制造 小批量生产制造条件及生产批量 一般机械厂制造 小批量生产 设计工作量设计工作量 1 减速器装配图减速器装配图 1 张 张 A0 或或 A1 2 低速轴和低速轴低速轴和低速轴齿轮地零件图各齿轮地零件图各 1 1 张 比例张 比例 1 1 1 1 3 3 设计说明书一份 约设计说明书一份 约 3030 页 页 1 1 万字左右万字左右 分析和拟定分析和拟定 1 传动方案分析传动方案分析 1 一般工作机器通常由原动机 传动装置和工作装置三个基本职能部分组 一般工作机器通常由原动机 传动装置和工作装置三个基本职能部分组 成成 传动装置传送原动机地动力 变换其运动 以实现工作装置预定地工作要求 传动装置传送原动机地动力 变换其运动 以实现工作装置预定地工作要求 它是机器地主要组成部分 它是机器地主要组成部分 2 分析和选择传动机构地类型及其组合是拟定传动方案地重要一环 这时应分析和选择传动机构地类型及其组合是拟定传动方案地重要一环 这时应 综合考虑工作装置载荷 运动以及机器地其他要求 再结合各种传动机构地特综合考虑工作装置载荷 运动以及机器地其他要求 再结合各种传动机构地特 点适用范围 加以分析比较 合理选择点适用范围 加以分析比较 合理选择 3 在分析传动方案时注意用机械传动方式地特点及在布局上地要求在分析传动方案时注意用机械传动方式地特点及在布局上地要求 带传动平稳性好 能缓冲吸震 但承载能力较低 宜布置在高速级 带传动平稳性好 能缓冲吸震 但承载能力较低 宜布置在高速级 锥齿轮 斜齿轮宜放在高速级锥齿轮 斜齿轮宜放在高速级 链传动平稳性差 且有冲击 震动 宜放在低速级链传动平稳性差 且有冲击 震动 宜放在低速级 开式齿轮传动地润发条件差 磨损严重 宜放在低速级开式齿轮传动地润发条件差 磨损严重 宜放在低速级 4 传动装置地布局应使结构紧凄 匀称 强度和刚度好 并适合车间布置情况传动装置地布局应使结构紧凄 匀称 强度和刚度好 并适合车间布置情况 和工人操作 便于装拆和维修和工人操作 便于装拆和维修 5 在传动装置总体设计中 必须注意防止因过载或操作疏忽而造成机器损坏和在传动装置总体设计中 必须注意防止因过载或操作疏忽而造成机器损坏和 人员工伤 可视具体情况在传动系统地某一环节加设安全保险装置人员工伤 可视具体情况在传动系统地某一环节加设安全保险装置 2 传动方案拟定传动方案拟定 传动装置地设计方案通常由运动简图表示传动装置地设计方案通常由运动简图表示 它直观地反映了工作机 它直观地反映了工作机 传动装置和原动机三者间地运动和力地传第关系传动装置和原动机三者间地运动和力地传第关系 如下图即为运输机如下图即为运输机 运动简图 运动简图 传动方案为 传动方案为 二级斜齿圆二级斜齿圆 柱齿轮传动柱齿轮传动 个人收集整理 仅供参考 7 33 传动方案地分析 传动方案地分析 1 1 在分析传动方案时应注意常用机械传动地特点及在布局 在分析传动方案时应注意常用机械传动地特点及在布局 上地要求 上地要求 1 1 带传动平稳性好 能缓冲吸振 但承载能力小 宜布置在高速级 带传动平稳性好 能缓冲吸振 但承载能力小 宜布置在高速级 2 2 链传动平稳性差 且有冲击 振动 宜布置在低速级 链传动平稳性差 且有冲击 振动 宜布置在低速级 3 3 蜗杆传动放在高速级时蜗轮材料应选用锡青铜 否则可选用铝铁青铜 蜗杆传动放在高速级时蜗轮材料应选用锡青铜 否则可选用铝铁青铜 4 4 开式齿轮传动地润滑条件差 磨损严重 宜布置在低速级 开式齿轮传动地润滑条件差 磨损严重 宜布置在低速级 5 5 锥齿轮 斜齿轮宜放在高速级锥齿轮 斜齿轮宜放在高速级 2 2 常常用用减减速速器器地地类类型型及及特特点点 1 1 二二级级圆圆柱柱齿齿轮轮减减速速器器 传传动动比比一一般般小小于于 5 5 使使用用直直齿齿 斜斜齿齿或或人人字字齿齿 传传递递功功率率可可达达数数万万 千千瓦瓦 效效率率较较高高 工工艺艺简简单单 精精度度易易于于保保证证 一一般般工工厂厂均均能能制制造造 应应用用 广广泛泛 轴轴线线可可作作水水平平布布置置 上上下下布布置置或或铅铅垂垂布布置置 2 2 二二级级锥锥齿齿轮轮减减速速器器 传传动动比比一一般般小小于于 3 3 3 3 二二级级蜗蜗杆杆减减速速器器 结结构构简简单单 效效率率较较低低 适适用用于于载载荷荷较较小小 间间歇歇工工作作地地场场合合 蜗蜗杆杆圆圆周周 速速度度 V V 4 4 5 5 m m s s 时时用用蜗蜗杆杆下下置置式式 V V 4 4 5 5 m m s s 时时用用蜗蜗杆杆上上置置式式 4 4 二二级级圆圆柱柱齿齿轮轮减减速速器器 传传动动比比 使使用用斜斜齿齿 直直齿齿或或人人字字齿齿齿齿轮轮 结结构构简简单单 应应用用广广泛泛 展展开开 式式由由于于齿齿轮轮相相对对于于轴轴承承为为不不对对称称布布置置 因因而而沿沿齿齿向向载载荷荷分分布布不不均均 要要求求 轴轴有有较较大大刚刚度度 分分流流式式则则齿齿轮轮相相对对于于轴轴承承对对称称布布置置 常常用用于于较较大大功功率率 変変载载荷荷场场合合 同同轴轴式式减减速速器器长长度度方方向向尺尺寸寸较较大大 中中间间轴轴较较长长 刚刚度度较较差差 两两级级大大齿齿轮轮直直径径接接近近 有有利利于于浸浸油油润润滑滑 轴轴线线可可以以水水平平 上上下下或或铅铅垂垂布布 置置 3 3 传传动动方方案案地地拟拟定定及及传传动动简简图图地地绘绘制制 根根据据设设计计任任务务书书中中地地设设计计任任务务及及常常用用传传动动减减速速器器地地特特点点 我我们们可可以以选选 用用二二级级斜斜齿齿圆圆柱柱齿齿轮轮减减速速器器来来设设计计为为运运输输机机地地传传动动机机构构 其其运运输输机机地地传传动动简简图图如如下下 个人收集整理 仅供参考 8 33 此图为二级斜齿轮减速器 应注意齿轮地润滑 以及齿轮地分布情况 以便进行此图为二级斜齿轮减速器 应注意齿轮地润滑 以及齿轮地分布情况 以便进行 合理地布置合理地布置 工作条件工作条件 使用年限使用年限 8 8 年 工作为两班工作制 载荷较平稳 一般机械厂制造 小年 工作为两班工作制 载荷较平稳 一般机械厂制造 小 批量生产 批量生产 2 2 原始数据原始数据 滚筒直径滚筒直径 260mm260mm 运输带工作速度 运输带工作速度 V 1 45m sV 1 45m s 运输带工作拉力 运输带工作拉力 1800N 1800N 卷卷 筒效率筒效率 0 81 0 81 运输带速度允许误差为运输带速度允许误差为 5 5 电动机地选择电动机地选择 1 1 电动机类型地选择 电动机类型地选择 按已知地工作条件和要求知按已知地工作条件和要求知 用于运输机地电动机 一般选用用于运输机地电动机 一般选用 Y Y 系列自散冷系列自散冷 式笼型三相异步电动机式笼型三相异步电动机 2 2 电动机功率选择 电动机功率选择 1 1 传动装置地总功率 传动装置地总功率 总 总 W W 轴承 轴承 3 3 齿轮 齿轮 2 2 联轴器 联轴器 2 2 w w 0 99 0 993 3 0 97 0 972 2 0 99 0 992 2 0 98 0 96 0 98 0 96 0 81 0 81 2 2 电机所需地工作功率电机所需地工作功率 P Pd d Pw Pw FV 1000 w FV 1000 w FV 1000 w FV 1000 w 2350 1 45 1000 0 81 2350 1 45 1000 0 81 4 20kw 4 20kw 选择电动机为 选择电动机为 Y 系列自散冷式系列自散冷式 笼型三相异步电笼型三相异步电 动机动机 86 0 总 Pd Pd 3 843 84kwkw 个人收集整理 仅供参考 9 33 3 3 确定电动机转速 确定电动机转速 滚筒轴地工作转速为滚筒轴地工作转速为 n nw w 60 1000v D 60 1000v D 60 1000 1 35 300 60 1000 1 35 300 92 30 92 30 r minr min 按推荐地合理传动比范围 取齿轮传动比按推荐地合理传动比范围 取齿轮传动比 i i1 1 3 3 5 5 又 又 i i1 1 1 3 1 3 1 5 i1 5 i2 2 故合理总传动比地范围为故合理总传动比地范围为 i i总 总 i i1 1 i i2 2 6 6 20 20 则 则 电动机转速地可选范围为电动机转速地可选范围为 n n电动机 电动机 i i总 总 n nw w 6 6 20 92 3020 92 30 r minr min 553 553 18461846 r minr min 符合这一范围地同步转速有符合这一范围地同步转速有 1500r min1500r min 3000r min 3000r min 再根据计算出地容量 再根据计算出地容量 由附表由附表 8 18 1 查出有两种适用地电动机型号 其技术参数及传动比比较情况见下表 查出有两种适用地电动机型号 其技术参数及传动比比较情况见下表 额定功率额定功率 电动机转速电动机转速 r min r min 传动装置地总传动比传动装置地总传动比 方案方案 电动机型号电动机型号 Ped kwPed kw 同步转速同步转速 满载转速满载转速 总传动比总传动比带带齿轮齿轮 1 1Y132MZ 6Y132MZ 6 5 5 5 5 10001000960960 1010 4 43 3 20202 2 8282 2 2Y160M2 8Y160M2 8 5 5 5 5 7507507207207 87 8 2 2 76762 2 1111 综合考虑电动机和传动装置尺寸 重量以及减速器地传动比 比较两个方综合考虑电动机和传动装置尺寸 重量以及减速器地传动比 比较两个方 案知 方案案知 方案 1 1 电动机转速较高 但总传动比大 传动装置尺寸大电动机转速较高 但总传动比大 传动装置尺寸大 故方案故方案 2 2 较好较好 因此选定电动机型号为因此选定电动机型号为 Y112M 4 Y112M 4 所选电动机额定功率为所选电动机额定功率为 Ped 4kw Ped 4kw 满载转速满载转速 nm 1440r min nm 1440r min 总传动比适中 传动装置结构较紧凑总传动比适中 传动装置结构较紧凑 所选电动机地主要外形尺寸所选电动机地主要外形尺寸 和安装尺寸如下图和表格所示 和安装尺寸如下图和表格所示 中心高中心高外形尺寸外形尺寸 L AC 2 AD HDL AC 2 AD HD 底脚安装尺寸底脚安装尺寸 A BA B 地脚螺栓地脚螺栓 孔直径孔直径K K 轴伸尺寸轴伸尺寸 D ED E 装键部位尺寸装键部位尺寸 F GDF GD 112112400 305 265400 305 265190 140190 140121228 6028 608 318 31 n n电动机 电动机 553 553 18461846 电动机型号电动机型号 Y160M2 8Y160M2 8 n 720r min n 720r min n n 92 30r min 92 30r min 个人收集整理 仅供参考 10 33 计算传动装置地运动和动力参数计算传动装置地运动和动力参数 各轴转速各轴转速 由公式得由公式得 轴 轴 n n n nm m 720 720 r minr min 轴 轴 n n n n i i1 1 720 7 8 92 3 720 7 8 92 3 r minr min 轴轴 n n n n i i2 2 92 30 2 26 42 67r min 92 30 2 26 42 67r min 卷筒轴 卷筒轴 n nw w n n 43r min 43r min 各轴输入功率各轴输入功率 由公式 得 由公式 得 轴 轴 P PI I Pd Pd 01 01 Pd Pd 联轴器 联轴器 4 2 4 2 0 99 4 032 0 99 4 032 kwkw 轴轴 P P P PI I 12 12 P1 P1 轴承 轴承 2 2 齿轮 齿轮 4 032 0 99 0 97 3 87kw 4 032 0 99 0 97 3 87kw 轴轴 P P P P 23 23 2 66 2 66 轴承 轴承 齿轮 齿轮 3 87 0 99 0 97 3 67 3 87 0 99 0 97 3 67 kwkw 卷筒轴卷筒轴 P P P P 34 34 P P 轴承 轴承 联轴器 联轴器 3 67 0 99 0 99 3 54 3 67 0 99 0 99 3 54 kwkw 齿宽系数齿宽系数 d d 1 1 初选螺旋角初选螺旋角 12 12 个人收集整理 仅供参考 11 33 各轴输入转矩各轴输入转矩由公式计算电动机轴地输入转矩由公式计算电动机轴地输入转矩 TdTd Td 9550 Pd Td 9550 Pd n nm 5 57 10m 5 57 104 4N N mmmm 故故 轴 轴 T TI I Td Td 联轴器 联轴器 5 57 10 5 57 104 4 0 99 4 17 10 0 99 4 17 104 4N mmN mm 轴轴 T T T TI I 轴承 轴承 2 2 齿轮 齿轮 4 17 10 4 17 104 4 0 99 0 992 2 0 97 3 20 10 0 97 3 20 104 4N mmN mm 轴轴 T T T T 轴承 轴承 齿轮 齿轮 3 20 10 3 20 104 4 0 99 0 97 2 70 10 0 99 0 97 2 70 104 4N mmN mm 卷筒轴卷筒轴 T T T T 轴承 轴承 联轴器 联轴器 2 30 10 2 30 104 4 0 99 0 99 2 26 10 0 99 0 99 2 26 104 4N mmN mm 运动和动力参数地计算结果列于下表 运动和动力参数地计算结果列于下表 斜齿圆柱齿轮传动地设计斜齿圆柱齿轮传动地设计 高速级斜齿轮地设计高速级斜齿轮地设计 选择齿轮材料及精度等级选择齿轮材料及精度等级 因传递功率小 选用软齿面齿轮组合因传递功率小 选用软齿面齿轮组合 小齿轮用小齿轮用 4545 钢调质 硬度为钢调质 硬度为 220220 250HBS 250HBS 大齿大齿 轮选用轮选用 4545 钢正火 硬度为钢正火 硬度为 170170 210HBS 210HBS 因为是普通减速器 由常见机器因为是普通减速器 由常见机器 中齿轮精度等级表选用中齿轮精度等级表选用 8 8 级精度 要求齿面粗糙度为级精度 要求齿面粗糙度为 RaRa 3 23 2 6 3um 6 3um 按齿面接触疲劳强度设计按齿面接触疲劳强度设计 按斜齿轮传动地设计公式可得 按斜齿轮传动地设计公式可得 d d1 1 3 2 1 17 3 1 u Z uKT d H E 确定有关参数与系数确定有关参数与系数 主动轮转矩 主动轮转矩 T T1 1 T T 5 57 10 5 57 104 4N mmN mm 载荷系数载荷系数 查载荷系数表查载荷系数表 知 取知 取 K 1 4K 1 4 齿数齿数 Z Z1 1 螺旋角 螺旋角 和齿宽系数和齿宽系数 d d 轴名轴名 参数参数 电动机轴电动机轴 轴轴 轴轴 轴轴卷筒轴卷筒轴 转速转速 n r min n r min 720 72092 392 387 987 986 686 687 987 9 输入功率输入功率 P kwP kw4 2 4 24 024 023 873 87 3 673 673 543 54 输入转矩输入转矩 T N mm T N mm 5 57 105 57 104 44 17 104 17 104 43 20 103 20 104 42 7O 102 7O 104 42 26 102 26 104 4 传动比传动比 i i 7 87 82 762 762 532 532 112 11 效率效率 0 960 960 950 950 960 960 980 98 分度圆直径 分度圆直径 mmd mmd 178 40 2 1 齿宽 齿宽 mmb mmb 45 40 1 2 当量齿数当量齿数 Z1 21 Z2 69 个人收集整理 仅供参考 12 33 因为是软齿面传动 小齿轮齿数因为是软齿面传动 小齿轮齿数 Z Z1 1 20 20 则 则 Z Z2 2 i i1 1 Z Z2 2 7 8 20 156 7 8 20 156 由齿宽系数表 知由齿宽系数表 知 d 1 初选螺旋角初选螺旋角 13 13 许用接触应力许用接触应力 H 由齿轮接触疲劳极限图知 由齿轮接触疲劳极限图知 560MPa 560MPa 530MPa 530MPa 1limH 2limH 由安全系数表 查得 由安全系数表 查得 1 1 H S 60nj 60nj 60 1440 1 8 52 80 2 87 10 60 1440 1 8 52 80 2 87 109 9 1 N h L 2 87 10 2 87 109 9 4 42 6 50 4 42 6 50 2 N 1 N 1 i 8 10 由接触疲劳寿命系数坐标图 得 由接触疲劳寿命系数坐标图 得 1 1 NT Z1 2 NT Z 由齿面接触疲劳许用应力公式 得 由齿面接触疲劳许用应力公式 得 560MPa 560MPa 530MPa 530MPa 1H H HNT S Z 1lim1 2H H HNT S Z 2lim2 由斜齿轮设计公式 得 由斜齿轮设计公式 得 d d1 1 3 2 1 17 3 1 u Z uKT d H E 3 2 4 42 4 1 530 8 18917 3 142 4 1052 2 1 1 35 151 35 151 mmmm 1 1cos Z d mn mm326 1 26 12cos251 35 由渐开线齿轮模数表 取标准模数由渐开线齿轮模数表 取标准模数 1 75mm mm n m 3 3 主要尺寸计算主要尺寸计算 cos2 21 ZZm a n mm02 109 12cos2 1152675 1 将中心距圆整成将中心距圆整成 110mm 110mm 则 则 cos2 21 ZZm a n mm110 12cos2 1152675 1 许用弯曲疲劳强许用弯曲疲劳强 度 度 MPa MPa F F 146 162 2 1 齿根弯曲疲劳强齿根弯曲疲劳强 度为 度为 MPa MPa F F 48 54 27 52 2 1 齿轮圆周速度为 齿轮圆周速度为 smV 01 3 齿轮精度为齿轮精度为 8 级级 个人收集整理 仅供参考 13 33 020512839 12975 0 cos mm zm d mm zm d n n 178 975 0 1155 1 cos 40 975 0 265 1 cos 2 2 1 1 b b mmdd40401 1 取取则则 40 2 mmb 40 455 21 mmbmmbb 4 4 按齿根弯曲疲劳强度校核按齿根弯曲疲劳强度校核 由公式得出由公式得出 如果如果 则校核合格则校核合格 F F F 确定有关参数和系数 确定有关参数和系数 当量齿数当量齿数为 为 21 21 1V Z 3 1 1 cos Z ZV 6969 3 2 2 cos Z ZV 齿形系数齿形系数由标准外齿轮齿形系数表 知 由标准外齿轮齿形系数表 知 F Y Y1 2 961Y1 2 961 Y2 2 275Y2 2 275 应力修正系数应力修正系数由标准外齿轮应力修正系数表 知 由标准外齿轮应力修正系数表 知 S Y Y1 1 58Y1 1 58 Y2 1 753Y2 1 753 许用弯曲应力许用弯曲应力由试验齿轮弯曲疲劳极限坐标图 查得由试验齿轮弯曲疲劳极限坐标图 查得 F MPaMPa FF 190 210 2lim1lim 由安全系数表 查得 由安全系数表 查得 Y 0 9Y 0 9 由弯曲疲劳寿命系数 查得 由弯曲疲劳寿命系数 查得 1 21 NTNT YY 由齿根弯曲疲劳许用应力公式 得 由齿根弯曲疲劳许用应力公式 得 MPaMPa S Y MPaMPa S Y F FNT F F FNT F 146 3 1 190 162 3 1 210 2lim2 2 1lim1 1 由齿根弯曲疲劳强度公式 得 由齿根弯曲疲劳强度公式 得 61 1 58 2 405 140 1052 2 1 16 16 1 4 11 1 1 1 SF n F YY dbm KT 低速级小齿轮转低速级小齿轮转 速为 速为 min 325 3 rn 小齿轮转矩为 小齿轮转矩为 T T 2 40 10 2 40 104 4 N mmN mm 载荷系数 载荷系数 个人收集整理 仅供参考 14 33 76 76MPa 76 76MPa MPa F 162 1 821 117 2 405 140 1052 2 1 16 16 1 4 22 1 1 2 SF n F YY dbm KT 73 02MPa 73 02MPa MPa F 146 2 由以上计算结果 知 由以上计算结果 知 齿根弯曲强度校核合格齿根弯曲强度校核合格 5 5 验算齿轮圆周速度验算齿轮圆周速度 V V sm nd V 01 3 100060 14404014 3 100060 11 由常用精度等级齿轮地加工方法 可知 选用由常用精度等级齿轮地加工方法 可知 选用 8 8 级精度是合适地级精度是合适地 6 6 几何尺寸计算及绘制齿轮工作图 高速级齿轮传动几何尺寸如下几何尺寸计算及绘制齿轮工作图 高速级齿轮传动几何尺寸如下 名称名称计算公式计算公式结果结果 mm mm 法面模数法面模数 M Mn n 1 1 8585 法面压力角法面压力角 n 20 螺旋角螺旋角 12 83912 839 1 d 4040 分度圆直径分度圆直径 2 d 178178 naa mhdd 2 114343 齿顶圆直径齿顶圆直径 naa mhdd 2 22181181 nff mhdd 2 113636 齿根圆直径齿根圆直径 nff mhdd 2 22174174 cos2 21 zzm a n 110110 中心距中心距 齿宽齿宽bb 24040 5 5 10 mm10 mm 21 bb 4545 1 4 1 4 K 齿数 齿数 Z Z3 3 21 21 Z Z4 4 63 63 初选螺旋角初选螺旋角 9 低速级齿轮模数 低速级齿轮模数 mmmn75 1 低速级中心距 低速级中心距 个人收集整理 仅供参考 15 33 低速级斜齿轮地设计由前面地表格 知 低速级斜齿轮地设计由前面地表格 知 低速级斜齿小齿轮转速为低速级斜齿小齿轮转速为min 325 3 rn 低速级斜齿轮传动比为 低速级斜齿轮传动比为 16 3 2 i 传递功率传递功率 P P 3 61kw 3 61kw 选择齿轮材料及精度等级选择齿轮材料及精度等级 因传递功率小 选用软齿面齿轮组合因传递功率小 选用软齿面齿轮组合 小齿轮用小齿轮用 4545 钢调质 硬度为钢调质 硬度为 220220 250HBS 250HBS 大齿轮选用大齿轮选用 4545 钢正火 硬度为钢正火 硬度为 170170 210HBS 210HBS 因为是普通减速器 由因为是普通减速器 由 常见机器中齿轮精度等级表选用常见机器中齿轮精度等级表选用 8 8 级精度 要求齿面粗糙度为级精度 要求齿面粗糙度为 RaRa 3 23 2 6 3um 6 3um 按齿面接触疲劳强度设计按齿面接触疲劳强度设计 按斜齿轮传动地设计公式可得 按斜齿轮传动地设计公式可得 d d1 1 3 2 1 17 3 1 u Z uKT d H E 确定有关参数与系数确定有关参数与系数 小齿轮转矩 小齿轮转矩 T T3 3 2 40 10 2 40 104 4N mmN mm 载荷系数载荷系数 mma90 螺旋角 螺旋角 7638 低速级齿轮分度低速级齿轮分度 圆直径 圆直径 mmd mmd 110 34 4 3 齿宽 齿宽 mmb mmb 37 42 4 3 当量齿数 当量齿数 115 35 2 1 v v z z 齿根许用弯曲疲齿根许用弯曲疲 劳强度 劳强度 个人收集整理 仅供参考 16 33 可以参考下可以参考下 相关介绍相关介绍 查载荷系数表查载荷系数表 知 取知 取 1 1 1 1 K 齿数齿数 Z Z 螺旋角 螺旋角 和齿宽系数和齿宽系数 d d 因为是软齿面传动 小齿轮齿数因为是软齿面传动 小齿轮齿数 Z Z3 3 26 26 则 则 Z Z4 4 i i2 2 Z Z3 3 26 3 16 83 26 3 16 83 由齿宽系数表 知 由齿宽系数表 知 1 1 d 初选螺旋角初选螺旋角 9 许用接触应力许用接触应力 H 由齿轮接触疲劳极限图知 由齿轮接触疲劳极限图知 560MPa 560MPa 530MPa 530MPa 1limH 2limH 由安全系数表 查得 由安全系数表 查得 1 1 H S 60nj 60nj 60 325 1 8 52 80 6 49 10 60 325 1 8 52 80 6 49 108 8 1 N h L 6 39 10 6 39 108 8 3 16 2 054 3 16 2 054 2 N 1 N 2 i 8 10 由接触疲劳寿命系数坐标图 得 由接触疲劳寿命系数坐标图 得 1 11 1 NT Z1 2 NT Z 由齿面接触疲劳许用应力公式 得 由齿面接触疲劳许用应力公式 得 560MPa 560MPa 583MPa 583MPa 1 H H HNT S Z 1lim1 2 H H H NT S Z2lim 2 由斜齿轮设计公式 得 由斜齿轮设计公式 得 d d3 3 3 2 3 17 3 1 u Z uKT d H E 3 2 4 16 31 1 560 8 18917 3 116 3 1040 21 1 34 40mm 34 40mm 3 3cos Z d mn mm306 1 26 9cos40 34 由渐开线齿轮模数表 取标准模数由渐开线齿轮模数表 取标准模数 1 75mm 1 75mm n m 3 3 主要尺寸计算主要尺寸计算 MPa MPa F F 146 162 2 1 齿根弯曲疲劳强齿根弯曲疲劳强 度 度 MPa MPa F F 78 101 79 106 2 1 低速级齿轮圆周低速级齿轮圆周 速度 速度 smV 578 0 低速级齿轮精度低速级齿轮精度 为 为 8 级级 个人收集整理 仅供参考 17 33 cos2 43 ZZm a n mm05 90 9cos2 832675 1 将中心距圆整成将中心距圆整成 100mm 100mm 则 则 cos2 43 ZZm a n mm 90 9cos2 832675 1 7638602 8989 0 cos mm zm d mm zm d n n 110 989 0 83305 1 cos 34 989 0 26305 1 cos 4 4 3 3 b mmdd37341 1 3 取取则则 37 4 mmb 42 425 43 mmbmmbb 4 4 按齿根弯曲疲劳强度校核按齿根弯曲疲劳强度校核 由公式得出由公式得出 如果如果 则校核合格则校核合格 F F F 确定有关参数和系数 确定有关参数和系数 当量齿数当量齿数为 为 V Z 3 3 1 cos Z ZV35 724 0 26 989 0 26 3 3 4 2 cos Z ZV115 724 0 83 989 0 83 3 齿形系数齿形系数 F Y 由标准外齿轮齿形系数表 知 由标准外齿轮齿形系数表 知 219 2 58 2 21 FF YY 应力修正系数应力修正系数 S Y 由标准外齿轮应力修正系数表 知 由标准外齿轮应力修正系数表 知 784 1 61 1 21 SS YY 许用弯曲应力许用弯曲应力 F 由试验齿轮弯曲疲劳极限坐标图 查得由试验齿轮弯曲疲劳极限坐标图 查得 MPaMPa FF 190 210 2lim1lim 由安全系数表 查得 由安全系数表 查得 3 1 F S 个人收集整理 仅供参考 18 33 由弯曲疲劳寿命系数 查得 由弯曲疲劳寿命系数 查得 1 21 NTNT YY 由齿根弯曲疲劳许用应力公式 得 由齿根弯曲疲劳许用应力公式 得 MPaMPa S Y MPaMPa S Y F FNT F F FNT F 146 3 1 190 162 3 1 210 2lim2 2 1lim1 1 由齿根弯曲疲劳强度公式 得 由齿根弯曲疲劳强度公式 得 61 158 2 37306 1 34 1040 2 1 16 16 1 4 11 3 3 1 SF n F YY dmb TK 106 79MPa 106 79MPa MPa F 1621 784 1 219 2 37306 1 34 1040 2 1 16 16 1 4 22 3 3 2 SF n F YY dmb TK 101 78MPa 101 78MPa MPa F 1462 由以上计算结果 知 由以上计算结果 知 齿根弯曲强度校核合格齿根弯曲强度校核合格 5 5 验算齿轮圆周速度验算齿轮圆周速度 V V sm nd V 578 0 100060 3253414 3 100060 33 由常用精度等级齿轮地加工方法 可知 由常用精度等级齿轮地加工方法 可知 选用选用 8 8 级精度是合适地级精度是合适地 6 6 几何尺寸计算及绘制齿轮工作图几何尺寸计算及绘制齿轮工作图 低速级齿轮传动几何尺寸如下 低速级齿轮传动几何尺寸如下 名称名称计算公式计算公式结果结果 mm mm 法面模数法面模数 n m 1 3061 306 法面压力角法面压力角 n 20 螺旋角螺旋角 8 6028 602 3 d cos 3 Zmn 3434 分度圆直径分度圆直径 cos 4 4 Zm d n110110 齿顶圆直径齿顶圆直径 naa mhdd 2 333838 高速轴主动轮圆高速轴主动轮圆 周力为周力为 1260N 1260N 径径 向力为向力为 468 8N 468 8N 轴向力为轴向力为 267 8N267 8N 轴地材料为轴地材料为 4545 钢并经正火处理钢并经正火处理 其强度极限为 其强度极限为 MPa B 600 轴地许用弯曲应轴地许用弯曲应 力为 力为 MPa b 55 1 个人收集整理 仅供参考 19 33 减速器结构尺寸减速器结构尺寸 名称名称符号符号二级斜齿轮减速器尺寸关系二级斜齿轮减速器尺寸关系 mm 箱座壁厚箱座壁厚 0 025a 3 80 025a 3 8 取取 8 8 箱盖壁厚箱盖壁厚 10 02a 3 80 02a 3 8 取取 8 8 箱盖凸缘厚度箱盖凸缘厚度B1 1 5 1 5 1 1 12 12 箱座凸缘厚度箱座凸缘厚度B 1 5 121 5 12 箱座底凸缘厚度箱座底凸缘厚度B2 2 5 202 5 20 地脚螺钉直径地脚螺钉直径df 15 852 16 15 852 16 地脚螺钉数目地脚螺钉数目 N N n n 取取 4 4 轴承旁连接螺栓直径轴承旁连接螺栓直径D1 0 750 75 d df f 12 11 9 12 11 9 盖与座连接螺栓直径盖与座连接螺栓直径D2 8 8 连接螺栓连接螺栓 d2地间距地间距 L L161161 轴承端盖螺钉直径轴承端盖螺钉直径D3 2 42 4 检查孔盖螺钉直径检查孔盖螺钉直径D4 1 01 0 定位销直径定位销直径d 4 84 8 df d1 d2至外箱壁距至外箱壁距 离离 C1 1212 df d2至凸缘边缘距离至凸缘边缘距离C2 20 0 轴承旁凸台半径轴承旁凸台半径R1 2020 凸台高度凸台高度h根据低速级轴承座外径确定 以便于扳手根据低速级轴承座外径确定 以便于扳手 操作为准操作为准 外箱壁至轴承座端面地外箱壁至轴承座端面地 距离距离 l1C1 C2 5 10 取取 l1 50 齿轮顶圆与内箱壁间地齿轮顶圆与内箱壁间地 距离距离 1 1 2 取取 1 10 10 naa mhdd 2 44114114 nff mhdd 2 333030 齿根圆直径齿根圆直径 nff mhdd 2 44106106 名称名称计算公式计算公式结果结果 mm mm 中心距中心距 cos2 43 ZZm a n9090 34 dbb d 3737 齿宽齿宽 5 5 10 10 43 bb 4242 个人收集整理 仅供参考 20 33 齿轮端面与内箱壁间地齿轮端面与内箱壁间地 距离距离 2 取取 2 9 9 箱盖 箱座肋厚箱盖 箱座肋厚m1 m m m1 1 0 85 0 85 1 m 0 85 0 85 轴承端盖外径轴承端盖外径D2 D 5 5 5 d3 D 轴承外径轴承外径 嵌入式轴承盖尺寸见表嵌入式轴承盖尺寸见表 4 5 轴承旁连接螺栓距离轴承旁连接螺栓距离 S尽量靠近 以尽量靠近 以 Md1和和 Md3互不干涉为准 互不干涉为准 一般取一般取 S D2 轴地设计