减速器设计格式样本 3.doc

机械设计课程设计 说明书 设计课题： 二级减速器设计 专业班级： 10机制 学生姓名： 吕利强 指导教师： 宋志强 设计时间： 2012年12月10日工程技术学院呼伦贝尔学院工程技术学院 二级减速器 课程设计任务书姓 名：吕利强专 业：机制班 级：10机制指导教师：宋志强职 称：课程设计题目：带式运输机传动装置（二级斜齿轮展开）已知技术参数和设计要求：运输带拉力F(KN)：2.0 卷筒直径D(mm)： 360 带速V(m/s)： 1.0该装置连续单向传送，载荷较平稳，工作寿命8年（设每年工作300天），两班制，室内工作，有粉尘，环境最高温度35度，输送带速度允许误差5%。所需仪器设备：支持AutoCAD计算机一台；计算机；A1图纸画板一块成果验收形式：答辩参考文献： 李育锡主编 机械设计课程设计 高等教育出版社 濮良贵 纪名刚主编 机械设计 第八版 高等教育出版社 孙 桓 陈作模 葛文杰主编 机械原理第七版 高等教育出版社 裘文言 张继祖 瞿元赏主编 机械制图高等教育出版社 徐学林主编 互换性与测量技术基础湖南大学出版社时间安排2011年12月13日2011年12月27日指导教师： 教研室主任： 年 月 日注：本表下发学生一份，指导教师一份，栏目不够时请另附页。课程设计任务书装订于设计计算说明书封面之后，目录页之前。工程技术学院 二级减速器 课程设计成绩评定表专业： 机制 班级： 10机制 学号： 2010171306 姓名：吕利强 课题名称二级展开式圆柱斜齿轮减速器设计任务与要求 任务：一套简单的整体设备设计，包括电动机、传动装置及其执行机构。 要求：1） 设计总装配图1张；2） 零件工作图2张（齿轮、轴各一张）； 3） 设计说明书一份 指导教师评语 建议成绩： 指导教师：课程小组评定评定成绩： 课程负责人： 年 月 日目 录 一、设计任务书.(3)二、动力机的选择.(4)三、计算传动装置的运动和动力参数.(9)四、传动件设计计算（齿轮） .(15)五、轴的设计. . . . . . .(19)六、滚动轴承的计算.(27)七、连结的选择和计算.(31)八、润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择.(37)九、箱体及其附件的结构设计.(39)十、设计总结.(40)十一、参考资料.(42) （ 注：内容用四号宋体）43呼伦贝尔学院工程技术学院计算机说明结果第二部分 传动装置的总体设计1、 电动机的选择选择依据：功率P、转速n（1）确定运输机功率 由设计手册表17查得：卷筒效率： 传送带处的功率 已知：输送带工作拉力：F=2.0KN 工作速度：V=1.0 m/s =2.08kw（2） 确定电动机额定功率电动机所需功率：总效率：由设计手册表17查得：1= 0.96 卷筒效率 2= 0.99 联轴器的效率 3= 0.955 双级圆柱齿轮减速器的效率4= 0.96 V带传动的效率 由134得：=1234 = 0.8713 由131得：=2.39 kw（3）确定电动机的转速工作机的转速由 已知：V输送带带速（V=1.0m/s） D卷筒直径（D=360mm）计算得：nw=53.0785 r/min 电动机的转速：其中：i总= 16160 nb=849.2568492.56根据电动机所需功率：P d=2.39kw电动机的转速 nb=849.2568492.56由课程设计手册表12-1Y系列（IP44）电动机的技术数据，选定电动机型号为Y100L2-4，技术数据如下：额定功率：P额 = 3kw 满载转速：nm =1430 r/min中心高H=100mm 伸出端直径D=28mm 伸出端L=60mm2、 传动比的分配：分配原则：各级传动尺寸协调，承载能力接近，两个大齿轮直径接近以便润滑。其中： 已知：nm =1430 r/min， 则：由设计手册推荐：展开式二级圆柱齿轮减速器， 则：i低=2.63 i高=3.42 i皮带=33、 计算传动装置的运动和动力参数即计算各轴的转速、转矩和功率（1） 各轴转速： 电动机轴：nm =1430 r/min 轴：n= nm /i皮带=1430/3=476.67 r/min 轴：n=n/i高=476.67/3.42=139.79 r/min 轴：n= n/i低=139.79/2.63=53.35r/min（2） 各轴输入功率： 轴：P= Pd带=2.390.96=2.2944 kw 轴：P= P轴承齿轮=2.29440.990.97=2.2033 kw 轴：P= P轴承齿轮=2.20330.990.97=2.2033 kw（3） 各轴扭矩： 电动机轴：Td=9550Pd/nm=95502.39/1430=15.9611 Nm 轴： T= Td i带带= 45.968Nm 轴： T= Ti1轴承齿轮=150.9693 Nm 轴： T= Ti2轴承齿轮=381.286 Nm 卷筒轴： Tiv=T轴承联轴器=373.698Nm运动和动力参数的计算数值列表如下：轴号功率P扭矩T转速n电动机轴 2.3915.96111430I轴2.294445.968476.67 II轴2.2033150.9693139.79III轴2.2033381.28653.35四设计带传动的主要参数1确定计算功率Pca=K AP 工况系数由表87查得K A=1.2Pca=1.22.39=2.868 kw2. 选择V带的类型： 根据Pca 和n1查表811 得选用A型3. 带轮的直径和带速 （1）初选小带轮的直径，由（机械设计p155表8-6和p157表8-8，取小带轮基准直径（2） 验算带速v dd1=90mmV=dd1 nm /6010000=3.14901430/(601000)=6.74 m/s5m/s V 包角满足条件.7.计算带的根数z单根V带所能传达的功率 由=1430r/min 和=90mm 表8-4a用差值法求得=1.059kw 根据=1430r/min，i=3和A型带， 查表8-4b得=0.168 kw查表8-5 得 Ka=0.93 表8-2 Kl=0.96则 =(+)=(1.059+0.168) 0.9420.99=1.144KWZ= =2.51 故取3根.8. 计算单根V带的初拉力和最小值,由表8-3得到A型带的单位长度质量q=0.1kg/m,所以400+q =121.84 N应使带的实际初拉力9.计算带传动的压轴力 =2Zsin(/2)=23148.5 sin/2 =717.61N10.带轮的设计结构 A.带轮的材料为:HT200B.V带轮的结构形式为:腹板式. C结构图 （略） 第三部分 各齿轮的设计计算1、 高速级减速齿轮设计1、齿轮的材料、精度和齿数的选择 因传动功率不大，转速不高，均用软齿面，齿轮精度用8级，软齿面闭式传动，失效形式为点蚀。两班制，使用年限为8年（每年按300天算）。 小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。2、设计计算（1）设计准则：按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。（2）按齿面疲劳强度计算： 小齿数=24，则=，=244.04=82.08，取=83由机械设计计算公式（10-9a）进行试算，即 确定公式中的各计算数值a.因为齿轮分布非对称，载荷比较平稳综合选择Kt=1.6b.由图10-30选取区域系数Zh=2.45c.由图10-26查得, ,则d.计算小齿轮的转矩m。e.由表10-7选取齿宽系数f.由表10-6查得材料的弹性影响系数g.由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限=600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限=550MPa 6.由式10-13计算应力循环次数60476.671(830028)= 7. 由图10-19取接触疲劳寿命系数=0.96 =0.98 8. 计算接粗疲劳许用应力。 取失效概率为1%安全系数S=1，由公式（10-12）得 =/S=576Mpa= /S=539 Mpa=(+)/2=557.2 Mpa 2）、计算 1）试算小齿轮分度圆直径，代入中的较小值。 2）计算圆周速度v。V=/60000=1.07m/s （2)计算齿宽b及模数 且螺旋角=14b=1X43.01mm=43.01mm=cos/=1.74mmh=2.25=3.915mmb/h=10.99mm（3）、计算纵向重合度=0.318tan=1.908（4）、计算载荷系数K使用系数,根据v=1.07m/s,8级精度，由图10-8查得动载系数；由表10-4查得=1.455.由图10-13查得.由表10-3查得.故载荷系数2.20（5）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式91010a) 得 =47.74mm（6）、计算模数= Cos/Z1=1.93 mm4）、按齿根弯曲强度设计由式10-171.确定计算参数(1)、计算载荷系数:1.35=2.04(2)、根据纵向重合度=1.908,从图10-28查得螺旋角影响系数(3)、计算当量齿数 26.27，90.91（4）、齿形系数由1图10-5查得 （5）查取英力校正系数由表10-5 查得 （6） 计算模数 m=（7） 确定公式内的各计算数值 1）由图10-20C得小齿轮的弯曲疲劳极限 =500 MPa 大齿轮的弯曲疲劳极限 =380 MPa 2）由图10-18取弯曲疲劳疲劳寿命系数=0.85,=0.88 3） 计算弯曲疲劳应力:取安全系数S=1.4,由10-12得:=/S=303.57 MPa=/S=238.86 MPa（8）、计算大小齿轮的，并比较 大齿轮的数值大（6）、计算法向模数对比计算结果,由于齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,于是有:取 已可满足弯曲强度，但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得分度圆直径（7）、则，故取=31.则=106 （8）、计算中心距 将中心距圆整后取a1=106mm9）、确定螺旋角 因为角度变化不大，故参数、等不必修正。（10）、计算大小齿轮分度圆直径:=（11）、确定齿宽 根据机械设计p205，将小齿轮宽度在圆整后加宽510mm。取 5）、结构设计。（略）配合后面轴的设计而定低速轴的齿轮计算1）、选择材料热处理方式（与前一对齿轮相同）(HB=350HBS),8级精度,查表10-1得小齿轮 40Cr 调质处理 HB1=280HBS 大齿轮 45钢 调质处理 HB2=240HBS2）、按齿面接触强度计算:初选齿数比和大小齿轮齿数以及螺旋角 ， 已知：.2.63=低iu 取263=Z，则704=Z 螺旋角o15=b3）确定公式中的各计算数值 (a)初选载荷系数： (b)计算小齿轮的传递的扭矩： (c)由图10-26得：，, (d)由机械设计P217图10-30查得：区域系数 42.2=HZ(e)由机械设计P205表10-7查得：齿宽系数 (f)由机械设计P201表10-6查得：材料弹性影响系数(g)由机械设计P209图10-21d查得：按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强的极限 ，大齿轮的接触疲劳强度极限 (h)由机械设计P206式10-13计算应力循环次数N：=0.391 (h)由图10-19取解除疲劳寿命系数： ，(i)计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数为S=1. 则（4） 计算 (a)计算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值 (b)计算圆周速度 (c)计算齿宽及模数 mm (d)计算纵向重合度 .2322tan318.03=bfebZd (e)计算载荷系数K 使用系数：，动载系数： 由表10-4查得， 表10-3查得 由表10-3查得 故动载系数 (f)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式10-10a (g)计算模数： 按齿根强度计算（1）确定计算参数 (a)计算载荷系数 .2.31=baFFVAKKKKK (b)根据纵向重合度 323.2=ae 从图10-28中查得螺旋角影响系数 854.0=bY (c)计算当量载荷 (d)查取齿形系数， (e)查取应力校正系数， (f)由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限500 MPaFE3=s大齿轮的弯曲疲劳强度极限MPaFE3804=s。 (g)由图10-18取弯曲疲劳寿命系数， (h)计算弯曲疲劳许用应力，由10-12得： =318MPa 244MPa(i) 计算大小齿轮的并加以比较，取其较大值计算模数。 0.0013，。 取的值。（2） 设计计算 法向模数 圆整模数取m=2.5mm，计算小齿轮的齿数 。 取，则。 4）几何尺寸计算 (a)计算中心距 , 将中心距圆整为127mm. (b)按圆整后的中心距修正螺旋角,因角变化不大，故参数、等不必修正。 (c)计算大、小齿轮的分度圆直径 ， (d)计算齿轮宽度 。根据机械设计p205，将小齿轮宽度在圆整后加宽510mm。则：，第四部分 轴的设计1、 高速级轴的设计与校核 1、已知轴I传递效率，转速，转矩 N=476.67r/min P=2.2944KW T=45.968Nm 2、求作用在齿轮I上的力： 齿轮I的分度圆直径d=43.01mm 3、初步确定轴的最小直径 按机械设计P370式15-2初步估计轴的最小直径 选取材料为45钢，调制处理，根据表15-3（P370），取，。轴上开一个键槽，轴径增大5%。 高速轴工作简图如图首先确定个段直径A段：=20mm 有最小直径算出B段：=25mm，根据油封标准，选择毡圈孔径为25mm的C段：=30mm，与轴承（角接触轴承7006AC）配合，取轴承内径D段：=34mm， 设计非定位轴肩取轴肩高度h=2mmE段：=44mm，将高速级小齿轮设计为齿轮轴，考虑依据课程设计指导书p116G段， =30mm, 与轴承(角接触球轴承7006AC）配合，取轴承内径F段：=34mm, 设计非定位轴肩取轴肩高度h=2mm第二、确定各段轴的长度A段：L1 =60mm, L=2f+3e=63mm 圆整得B段：=50mm， 考虑轴承盖与螺钉长度然后圆整得C段：=33.25mm, 与轴承配合加上挡油环长度 L=T+b=17.25+16=33.25mmD段：=110.5mm, 考虑各齿轮齿宽及其间隙距离，箱体内壁宽度减去箱体内已定长度后圆整得=110.5mmE段：，齿轮的齿宽F段：，T=17.25mm，=a-b+8=14-12+8mm=10mmG段：=33.25mm, 轴总长L=352.5mm1、第一根轴,校核计算已知：F=2137.55N F=802.17N F=47.99mmF=572.8634N F=717.61N设该齿轮轴齿向是右旋，受力如下图： L=93.8mm L=158.45mm L=55.45mma 由材料力学知识可求得水平支反力: 162.6222=3609.7Nmm b 垂直支反力: Ma=FaD/2=13752Nmmc 合成弯矩d 由图可知,危险截面在右边W=0.1=0.1 =2700 =/W=45.92MPa70MPa轴材料选用40Cr 查参考文献【1】表（15-1）得符合强度条件2、轴的设计计算输入功率P=2.2033kw，转速n=139.79,T=150.9693轴的材料选用40Cr，调质处理，查参考文献【1】表15-3，取Ao=110所以轴的直径：27.58mm因为带轮轴上有键槽，故最小直径加大5%，=28mm。圆整为=30mm轴的设计图如下：名称ABCDE尺寸33.257540.55033.25名称d1d2d3d4d5尺寸3040504030首先，确定各段的直径A段:=30mm,与轴承（角接触球轴承7006AC）配合B段：=40mm, 非定位轴肩C段：=50mm, 定位轴间D段：=40mm, 非定位轴肩E段：=30mm，与轴承（角接触球轴承7006AC）配合然后确定各段距离：A段： =33.25mm, 考虑轴承（角接触球轴承7006A）宽度与挡油盘的长度B段：=75mm,与齿轮配合安装C段：=40.5mm,箱体内壁宽度减去已确定尺寸D段：=50mm,与齿轮配合安装 E段：=33.25mm, 考虑轴承（角接触球轴承7006AC）宽度与挡油盘的长度求轴上载荷已知：=4487.26N=1690.85N=12022.36NL=54.75mmL=103mmL=42.25mm设该齿轮轴齿向两个都是左旋，受力如下图：由材料力学知识可求得a 水平支反力: 1058.53N1749N57954N 垂直支反力: 3710.43N3454.38N150996.3Nmm=175279.1Nmmc 合成弯矩M=408645.3NmmM=438253.6Nmmd 由图可知,危险截面在右边W=0.1=8518.4 =/W=36.69MPa70MPa轴材料选用40Cr 查参考文献【1】表（15-1）符合强度条件!3、轴的设计计算输入功率P=2.2033KW,转速n =53.35r/min,T=381.286 轴的材料选用40Cr（调质），可由参考文献【1】表15-3查得=110所以轴的直径: =38.02mm。因为轴上有一个键槽，故最小直径加大5%，=39.83mm 圆整后取=45mm轴设计图 如下：名称ABCDE尺寸48661089.532名称FGd1d2d3尺寸5082505460名称d4d5d6d7尺寸54504845首先，确定各轴段直径A段: =50mm, 与轴承（角接触球轴承7010AC）配合B段: =54mm,非定位轴肩,h取2mm C段: =60mm,定位轴肩，取h=3mmD段: =54mm, 非定位轴肩，h=2mmE段: =50mm, 与轴承（角接触球轴承7010AC）配合F段: =48mm,非定位轴间h=1.5mmG段: =45mm,联轴器孔长度然后、确定各段轴的长度A段: =48mm,由轴承（角接触球轴承7010AC）宽B=20mm 和轴套长挡油环b=12mm齿轮齿毂比轴段宽4mm，所以 L=48mmB段: =66mm，与齿轮配合，齿轮齿宽减去4mm，便于安装C段: =10mm,定位轴间取 10mm D段: =89.5mm,由箱体的内部尺寸减去各部尺寸 E段: =32mm, 与轴承（角接触球轴承7010AC圆锥滚子30210）配合 B=20mm 挡油环宽b=12mm故=B+b=32mm F段: =50mm, 考虑箱体壁厚以及端盖厚度和便于取下端盖螺钉G段：=82mm，与联轴器配合，比联轴器工作段短2mm 即 总长L=377.5mm （2） 轴的校核计算, L=33+48-20=61mm L=33+10+89.5+32-20=144.5mm L=50+82+32-20=144mm2.求轴上载荷 已知：=4487.26N=1690.85N=12022.36N设该齿轮齿向是左旋，受力下图： 由材料力学知识可求得 a水平支反力: 1188.94N501.91N72525.34N b垂直支反力: 3155.3N1331.96N-213982.3Nmm=192473.3Nmmc 合成弯矩M=212493.7NmmM=232484.7Nmmd 由图可知,危险截面在左边 W=0.1=15746.4 =/W=40.4MPa1.2轴承端盖外径102,112,130D-轴承外径轴承连接螺栓距离S131,145.5,162尽量靠近，一般取S=注释：a取低速级中心距，a=160mm名称规格或参数材料窥视孔窥视盖140120（设计手册11-4）Q235通气塞M201.5（设计手册表11-5）Q235轴承盖凸缘式轴承盖六角螺栓（M8）HT150定位销圆柱销GB/T 119.1-2000827（设计手册4-4）45油标尺杆式游标M16(设计手册7-10)45油塞M201.5（设计手册7-11）Q235起盖螺钉M1245（设计手册3-9）Q235吊装置吊耳，孔径18HT200十一、设计总结:通过这十多天的努力,我终于将机械设计课程设计完成了。在此次设计过程中,我遇到了很多困难,一次又一次地在修改着，这也充分暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。由于我上学期请假，没有学材料力学，机械原理这两门课，从而在设计上我更加地吃力。还好，在宋老师的精心指导下,我找到了问题所在之处,并将之解决。同时也把材料力学、机械设计这两门课学了70%多，而且我还对机械设计的基础知识有了更进一步的了解与掌握. 虽然说是这次设计时间是短暂的,过程是艰辛的,但我的收获还是比较大的。不仅掌握了