减速箱设计计算.doc

目录一课程设计题目及分析.1二电动机的选择.2三确定并分配传动比.3四传动零件的设计计算 41.V带设计.42.计算高速级齿轮.63.计算低速级齿轮. 9五减速器结构设计12六轴的效核及计算13七其它组件的选择及校核181轴承的选择和计算轴承182键连接的选择和计算193. 联轴器的选择194. 减数器的润滑方式和密封类型的选择20八设计总结20九 致谢 20十 参考资料 21带式运输机（题目1）1、运动简图： 2、原始数据：运输带工作拉力F（KN）4运输带工作速度v（m/s）1.9滚筒直径D（mm）400每日工作时数T（h）16使用折旧期（y）83、已知条件：1、工作情况：传动不逆转，载荷平稳，允许运输带速度误差为5%；2、滚筒效率：j=0.96（包括滚筒与轴承的效率损失）；3、工作环境：室内，灰尘较大，最高环境温度35C；4、动力来源：电力，三相交流，电压380/220V；5、检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；6、制造条件及生产批量：一般机械厂生产制造，小批量。4、设计工作量：1、减速器装配图1张（A0或A1）；2、零件工作图13张；3、设计说明书1份。二、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：齿轮联轴器的效率滚动轴承效率闭式齿轮传动效率卷筒效率V带传动的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：卷筒轴工作转速为：查表得：V带传动比i=24；二级圆柱齿轮减速器传动比,所以电机的可选范围为：。则符合这一范围的同步转速只有 1500和3000r/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转速堵转转矩最大转矩质量（kg）额定转矩额定转矩1Y160M1-21129302.02.3117 2 Y160M-4 11 1460 2.2 2.3 123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Y160M-1，其主要性能如上表中1电动机所示。三、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V带传动的传动比，为联轴器的传动比等于1，为减速器的传动比。）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：卷筒轴：（2）各轴的输入功率 轴：轴：轴：卷筒轴：-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：卷筒轴：-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9.4130.67293020.96轴9.0348.85358.88857.7101465 轴8.5888.681271.498266.068302.064.850.95轴8.1637.999859.426842.23790.713.330.95卷筒轴7.761817.13990.7110.97四、传动零件的设计计算1.V带设计传动带选为普通V型带，初取V带的传动比（1）计算功率：由表5.5查得工作情况系数,故（2）选择V带型号根据，由图5.14确定选用A型V带（3）确定带轮直径由表取小带轮mm以： mm表5.6可取mm故大带轮转速（4）验算带速：在525m/s范围内，带速合适。（5）确定中心距和带长按照机械设计教材5.18的式子初选中心距，其中h 查表5.1可知为8.0mm取由式5.2得带长由表5.2选择基准带长由5.3计算实际中心距确定中心距调整范围（6）验算小带轮包角，由5.1得， 合适（7）确定V带根数Z由表5.3查得由表5.7查得0.980，由5.2查得取Z=4根（7）计算单根V带的受力由表5.1得q=0.1kg/m,由5.20得：（8）求作用在带轮轴上的压力，由5.21可得：（9）确定带轮的结构尺寸，绘制带轮工作图小带轮基准直径内径38mm宽度65mm采用实心式结构。大带轮基准直径内径22mm宽度65mm，采用孔板式结构。2、高速级齿轮设计 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229-286HBS（表6.1），齿轮等级精度为8级。圆柱直齿轮。2、计算高速级齿轮 （1）、查取教材可得： ， ， ，； 传动比由图6.12；表6.3查得各数据如下： ， ，（齿少却大） （2）、接触疲劳施用应力查图6.14a可知： ；查表6.5 则应力循环次数： 又查图6.16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、 一般，初选，则 由表6.7标准模数取 ，则 取 则 取 齿数比：与的要求比较，误差为=0.35% ，所以可用，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由图6.15；表6.5；图6.17可知：； ； 根据、查表6.4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： ， ， （2）、接触疲劳施用应力查图可知： ； 则应力循环次数： 又查图6.16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、 一般，初选，则 由表6.7标准模数取 ，则 取 则 取 齿数比：与的要求比较，误差为=0% ，所以可用，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由图6.15；表6.5；图6.17可知：； ； 根据、查表6.4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241162790分度圆直径48 23281 270齿顶高2233齿根高2.52.53.753.75齿顶圆直径5223687276齿根圆直径4322773.5262.5中心距140175.5孔径b404060齿宽5550105100五、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10箱座凸缘厚度10箱座底凸缘厚度30地脚螺钉直径16地脚螺钉数目4轴承旁联接螺栓直径10机盖与座联接螺栓直径10联接螺栓的间距569.5轴承端盖螺栓直径10视孔盖螺钉直径6定位销直径8、到外箱壁距离30、18、18、至凸缘边缘距离30、17轴承旁凸台半径52.5，56，70凸台高度10内箱壁至轴承座端面距离5大齿轮顶圆与内箱壁距离10大齿轮/小齿轮端面与内箱壁距离12/10箱座肋厚8 轴承端盖外径47.5，51，65轴承端盖凸缘厚度10轴承旁联接螺栓距离114， 158 ，158六、轴的效核及计算： （1）、计算轴的最小直径(查表11.3取C=110)轴:最小直径为考虑到V带的内径,故最小直径取22 ，同时选取深沟球轴承6005内径25外径47宽度12轴:最小直径为考虑到滚子轴承的内径,故最小直径取35 ，同时选取深沟球轴承6007内径35外径62宽度14轴:最小直径为考虑到联轴器的内径,故最小直径取50 ，同时选取深沟球轴承6011内径55外径90宽度18 （2）轴的校核3 选材45钢，调质处理，其机械性能由表11.1查得：=640MPa, =275MPa,=155MPa , 表11.4查得对称应力=60MPa 。P=8.163KW, =859.426N.mm,=50mm联轴器的计算转距查表10.1 取=1.3，=1.3*859.426=1117.25N.m选择联轴器为LX4型弹性柱销联轴器：型号如下LX4联轴器 ，其工称转距为2500N.m,轴3的结构、尺寸如下图所示：轴3的受力图如下：1、 求作用齿轮上的力：d=270mm, = 径向力：因为是圆柱直齿轮，所以轴向力：=0 N ，求作用于轴上的支反力： A、 水平支反力：力矩平衡 得=2141N又因为得6366-2141=4225NB、 垂直面内支反力由于是圆柱直齿轮，所以垂直面内轴承不受轴向支反力，既=0 得=779N 1538NC、 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和：308425N.mm 112274N.m总弯距所以328224N.mm 作出总弯矩M和扭距T图由合成弯矩图和转矩图可知知，C处当量弯矩最大，并且有较多的应力集中，为危险截面。取611254N.mm2、 校核轴的强度 由表11.5可知：W= 28.30MPa S = 1.5 故可知其安全。（2） 截面I右侧抗弯截面模量按表11.5中的公式计算21600抗弯截面模量 43200抗弯截面扭距为 =859426N.mm截面I左侧的弯距=121397.9N.mm截面上的弯曲应力 5.62MPa截面上的扭转切应力19.89MPa过盈配合处的/值，由手册可知/=0.8/ 于是得/=2.03 /=1.62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=2.12=/+1/-1=1.71=/（+）=/（+）=/=8.27 S = 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。七、其它组件的选择及校核1.轴承的选择和计算轴承（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 6007C (GB/T292-94) 轴承3 深沟球轴承 6011C (GB/T292-94)（2）校核轴承（3轴）深沟球轴承6011C 查手册得 =30200N =21800N 由表8.6 =1.0 径向载荷 得： = =因为 所以只需有校核当量动载： 所以轴承安全。该轴承寿命为：故可用。寿命选用合乎要求。2.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载荷平稳，选择键如下：键名国标1 V带轮与电机轴键10863 GB/T1096 A型2 V带轮与轴一键6636 GB/T1096 A型3 齿轮1齿轮一为轴齿轮4 齿轮2键12845 GB/T1096 A型5 齿轮3键12890 GB/T1096 A型6 齿轮4键181190 GB/T1096 A型7 输出轴与联轴器键B14990 GB/T1096 A型查表的钢的静联接在时的许用应力=100-120 MPa校核键1 =MPa 校核键2 = Mpa 校核键3 =MPa校核键4 =Mpa校核键5 = Mpa 校核键6 = Mpa校核键7 = Mpa所以所有键均符合设计要求，可用。3.联轴器的选择考虑到输出轴最小直径50mm以及联轴器的计算转距查表10.1 取=1.3，=1.3*859.426=1117.25N.m选择联轴器为LX4型弹性柱销联轴器：型号如下LX4联轴器 ， L=84, L1=112其工称转距为2500N.m,许用转速 n=3870r/min 质量 22kg D=1954.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 25 JB/ZQ4606-86 毡圈2 50 JB/ZQ4606-86八、设计小节通过课程设计二级减速器，让我们更为系统地认识了解了机械设计的全过程，增强了我们对机械行业的深入了解。机械设计课程设计不仅让我们通过做课程设计，去对以前所学的机械设计材料力学机械原理理论力学工程材料工程制图等课程的复习与熟悉，还让我们更近熟练的掌握作图软件，如CAD,UG等等。是为我们的毕业设计打下基础的一门比不可少的课程！所以我认为课程设计是一门非常重要的课程，虽然在设计过程很累，也遇到了很多的问题，我们也正是发现问题，再解决问题，但是在这过程中我却体会到了整个设计的乐趣！现在，课程设计已经接近尾声，发现自己设计的减速箱已经成型，很有成就感。所以我觉得我们的课程设计是一门很好的课程，也是一门非常重要的课程！九致谢本课程设计是在我的指导老师杨玉明老师和王忠老师的亲切关怀和悉心指导下