机械设计课程设计(减速箱设计说明书)

机械设计 课程设计说明书 设计题目 展开式二级斜圆柱齿轮减速器 院（系） 汽车学院 专业 车辆工程（汽车） 班级 学号 设计人 指导老师 刘榕 完成日期 2010 年 7 月 27 日 同济大学 目录 一 设计任务书 . 1 二 传动方案的拟定及说明 . 2 三 电动机的选择 . 2 四 传动装置的总传动比及其分配 . 4 五 传动装置的运动和动力参数 . 4 六 传动件的设计计算 . 5 七 轴的设计计算 . 14 八 滚动轴承的选择及计算 . 24 九 键联结的选择及校核计算 . 28 十 联轴器的选择 . 28 十一 减速器箱体尺寸设计 . 29 十二 减速器附件的选择 . 30 十三 润滑与密封 . 31 十四 设计小结 . 32 十五 参考资料目录 . 32 机械设计课程设计减速箱 1 - 设计计算及说明 结果 一 设计任务书 设计一用于带式运输机上展开式二级圆柱齿轮减速器 总体布置简图 1. 工作状况 工作平稳、单向运转 2. 原始数据 鼓轮的扭矩（ Nm） 运输带速度（ m/s） 鼓轮直径（ 带速允许偏差 （ %）使用年限（年） 工作制度（班 /日） 480 1 2 320 5 5 2 3. 设计内容 （ 1） 电动机的选择与参数计算 （ 2） 斜齿轮传动设计计算 （ 3） 轴的设计 （ 4） 滚动轴承的选择 （ 5） 键和联轴器的选择与校核 （ 6） 装配图、零件图的绘制 （ 7） 设计计算说明书的编写 4. 设计任务 （ 1） 减速器总装配图一张（ 0 号或 1 号图纸） （ 2） 齿轮、轴零件图各一张（ 3 号或 4 号图纸） （ 3） 设计计算说明书一份 机械设计课程设计减速箱 2 - 二 传动方案的拟定及说明 如任务说明书上布置简图所示， 传动方案采用展开式二级圆柱齿轮减速器 三 电动机的选择 1、 电动机类型选择 按工作要求和工作条件，选用一般用途的（ 列三相异步电动机。 2、 电动机容量 ） 工作机所需功率） 60 1000 60 1000 = =480 550= = 3、 电动机的输出功率 传动装置的总效率卷筒联轴器齿轮轴承 =223由机械设计课程设计表 2得：弹性联轴器 轴器 ；滚动轴承 承 ；圆柱齿轮传动 轮 ；卷筒轴滑动轴承 筒 ，则 = =4、 电动机额定功率 机械设计课程设计减速箱 3 - 由课程设计表 20取电动机额定功率 5、 电动机的转速 ） 电动机主轴转速 =各级传动比可选范围 由课程设计表 2得单级圆柱齿轮传动比范围 631=i ，则总传动比可选范围 3696633 = ）（）（i ） 电动机转速的确定 电动机转速的可选范围 1)369( = 参考课程设计表 320 系列三相异步电动机的参考比价） ，选取 6 级电动机，同步转速 1000r/载转速 60 6、 确定电动机型号 由额定功率 ，同步转速 1000r/取电动机型号为要技术数据如下： 型号 额定功率（ 满载转速（ r/ 额定转矩堵转转矩60 定转矩最大转矩质量（ D E F 4 38 80 10 8 33 60132 机械设计课程设计减速箱 4 - 四 传动装置的总传动比及其分配 1. 总传动比 =2. 分配各级传动比 取圆柱齿轮传动比213.1 ,则 , 五 传动装置的运动和动力参数 1、 各轴转速 n（ r/ 减速器高速轴为轴，中速轴为轴，低速轴为轴， 各轴转速为： 601 960112= = 2、 各轴输入功率 P（ = = = 3、 各轴输入转矩 T（ N） i 601 机械设计课程设计减速箱 5 - 550 = = = 计算汇总如下： 六 传动件的设计计算 1、 高速级齿轮组 （ 1） 选定齿轮类型、精度、材料及齿数 用斜齿圆柱齿轮 用 7 级精度 材料： 小齿轮材料为 40质） ，硬度为 270295 大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 230250 二者硬度差为 40初选小齿轮齿数 181=z ： 大齿轮齿数 =z ， 选取螺旋角 =14 （ 2） 按齿面接触强度设计 项目 电动机轴 高速轴 1 中速轴 2 低速轴 3 转速 （ r/ 960 960 率（ 矩 （ N） 动比 1 率 = = 精度 机械设计课程设计减速箱 6 - 3211)(12 确定公式内各计算数值 a) 试选 6.1=b) 由 机械设计 （齿轮传动设计所用参数全部来自此书） 图 10Z c) 由图 10得 ， =+= d) 小齿轮传递的传矩 = e) 由表 10取齿款系数 1=f) 由表 10 g) 由图 10齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ；大齿轮的接触疲劳强度极限 应力循环次数： 30082(19606060 =h) 由图 10得接触疲劳寿命系数 i) 接触疲劳许用应力： 取失效概率为 1%，安全系数 S=1 1= 2= 21=+=+= 计算 a) 小齿轮分度圆直径 2312 1260 ) + =机械设计课程设计减速箱 7 - b) 计算圆周速度 =c) 齿宽 b 及模数 = = ， 25.8=d) 计算纵向重合度 = 计算载荷系数 K 使用系数 1=根据 ， 7 级精度，由图 10动载系数 K 由表 10得 由图 10得 由表 10得 故载荷系数 = f) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 = g) 模数 =（ 3） 按齿根弯曲强度设计 机械设计课程设计减速箱 8 - 32121 确定计算参数 a) 计算载荷系数 = b) 根据纵向重合度 ，从图 10得螺旋角影响系数 Y c) 计算当量齿数 =查取齿形系数：由表 10得 查取应力校核系数：由表 10得 e) 计算弯曲疲劳许用应力 由图 10得弯曲疲劳寿命系数 由图 10得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ；大齿轮的弯曲疲劳强度极限 取弯曲疲劳安全系数 S=111= 222= f) 计算大、小齿轮的加以比较 111=222=减速箱 9 - 选取较大值计算 设计计算 取模数 齿数 =4） 取 121=z ，则 =（ 5） 几何尺寸计算 计算中心距 812(21=+=+=，圆整为 112圆整后的中心距修正螺旋角 28271311222)8812(+=+=计算大、小齿轮的分度圆直径 282731=822713=计算齿轮齿宽 = 圆整后取 5,5021= 2、 低速级齿轮组 （ 1） 齿轮类型、精度、材料及齿数 选用斜齿圆柱齿轮 选用 7 级精度 材料： 小齿轮材料为 40质） ，硬度为 270295 大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 230250 2 121=z , 882=z 12= 282713= 01= 52= 7 级精度 机械设计课程设计减速箱 10 - 二者硬度差为 40 小齿轮齿数 201=z ：大齿轮齿数 642=z 螺旋角 =14 （ 2） 按齿面接触强度校合 3211)(12 确定公式内各计算数值 j) 由机械设计 （齿轮传动设计所用参数全部来自此书）图 10Z 由图 10得 k) 小齿轮传递的传矩 = l) 由表 10取齿款系数 1=m) 由表 10得材料弹性影响系数 n) 由图 10齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ；大齿轮的接触疲劳强度极限 o) 应力循环次数： 30082(=p) 由图 10得接触疲劳寿命系数 q) 接触疲劳许用应力： 取失效概率为 1%，安全系数 S=1 1= 机械设计课程设计减速箱 11 - 2= 21=+=+= 计算 a) 小齿轮分度圆直径 + b) 计算圆周速度 =c) 齿宽 b 及模数 = = 27.9=d) 计算纵向重合度 = 计算载荷系数 K 使用系数 1=根据 ， 7 级精度，由图 10动载系数 K 由表 10得 由图 10得 由表 10得 故载荷系数 = 机械设计课程设计减速箱 12 - f) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 = g) 模数 =（ 6） 按齿根弯曲强度设计 32121 确定计算参数 a) 计算载荷系数 = b) 根据纵向重合度 ，从图 10Y c) 计算当量齿数 =查取齿形系数：由表 10得 查取应力校核系数：由表 10得 g) 计算弯曲疲劳许用应力 由图 10得弯曲疲劳寿命系数 由图 10得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ；大齿轮的弯曲疲劳强度极限 取弯曲疲劳安全系数 S=111= 222= 机械设计课程设计减速箱 13 - h) 计算大、小齿轮的加以比较 111=222=设计计算 取模数 齿数 =7） 取 621=z ，则 =（ 8） 几何尺寸计算 计算中心距 362(21=+=+=，圆整为 140圆整后的中心距修正螺旋角 82171314022)8362(+=+=计算大、小齿轮的分度圆直径 281731=28=计算齿轮齿宽 = 圆整后取 2,7612= 621=z 832=z 41= 821713= 21= 62= 机械设计课程设计减速箱 14 - 3、 总结 高速级 低速级 模数 2 数 1 21 26 齿数 2 88 83 螺旋角 132728 131728 分度圆 1 度圆 2 宽 1 50 72 齿宽 2 45 67 中心距 112 140 （ 两小齿轮采用齿轮轴，两大齿轮采用腹板式。 七 轴的设计计算 一高速齿轮轴 1、求输入轴上的功率 速 1 = 2、求作用在齿轮上的力 则： 112 2 = = 7 28 = =7 28 = = 3、初步确定轴的最小直径 选取轴的材料为 40调质处理。根据机械设计表 15械设计课程设计减速箱 15 - 取 105，于是得 133= 输入轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径为了使所选的轴直径联轴器的孔径相适应，故同时选取联轴器型号。 联轴器的计算转矩1ca ，查表 14虑为输送机，则： m= = 按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查手册，选用 花型弹性联轴器，其公称转矩为 90。半联轴器的孔径22，故取 22；半联轴器长度 52。 （ 1）拟订轴上零件的装配方案用如图所示装配方案 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 为了满足联轴器的轴向定位， 段右端需制出一轴肩，故取的直径 24。 联轴器与轴配合的毂孔长度 52L ，为了保证轴端档圈只压在联轴器上而不压在轴的端面上，故 的长度应比 L 略短一些，现取 50。 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据 24，由轴承产品机械设计课程设计减速箱 16 - 目录中初步选取 0 基本游隙组、标准精度级的圆锥滚子轴承 30205，其尺寸为 d D T=25 52 故25m= ；取 48， 20。 左端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。取得 31。 右端轴承需挡油环，取 22。 小齿轮宽 50，小齿轮与内壁需有 10间距，因此取 9。 根据减速箱内壁宽度，取 162。 至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。 5、求轴上的载荷 首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。轴的支撑跨距 162。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。机械设计课程设计减速箱 17 - 从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面小齿轮处是轴的危险截面。先计算出截面处的 的值列于下表。 载荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 矩 M 1460 NV=26911 N弯矩 M=58071N矩 1260 N、按弯扭合成应力校核轴的强度 根据轴的弯扭合成强度条件，取 ，轴的计算应力 22 221 58071 (1260) 32+= =已选定轴的材料为 40， 调质处理。 由表 15得 1-= 。因此 1+故安全 八 滚动轴承的选择及计算 （一） 、高速轴的轴承 选用 30205 圆锥滚子轴承， = 由轴的校核过程中可知： ， 查表得 强度足够 机械设计课程设计减速箱 25 - ， = 经计算 = =+= + = ，故右端压紧 则 则 = 10 10663310 10 ) ( ) 14784560 60 960 =24000 故合格。 （二） 、低速轴的轴承 选用 30210 圆锥滚子轴承， = 选用一对 30205 圆锥滚子轴承 机械设计课程设计减速箱 26 - 由轴的校核过程中可知： ， 查表得 ， = 经计算 = =因为2 + =+=，故左端压紧 则 则 10 10663310 10 ) ( ) 3340353 2400060 60 =故合格。 （二） 、中间轴的轴承 选用 30206 圆锥滚子轴承， = 选用一对 30210 圆锥滚子轴承 机械设计课程设计减速箱 27 - 由轴的校核过程中可知： ， 查表得 ， = 经计算 = =因为1 += + = ，则 += ，则 10 10663310 10 ) ( ) 326854 2400060 60 =选用 30206 圆锥滚子轴承 机械设计课程设计减速箱 28 - 九 键联结的选择及校核计算 1、 高速轴联轴器处的键 根据轴径 22,取 键 455 6 地脚螺钉直径 2a+ 16 轴承旁连接螺栓直径 1d 12 箱盖、箱座 连接螺栓直径 2d ( 0.6)10 轴承盖 螺钉直径和数目 3, 9,4 轴承盖外径 2D 见表 992， 92