减速器课程设计.doc

机械课程设计设计说明书设计题目 二级圆柱齿轮减速器设计者 张超宙班级 机电1033时间 2011.05目录设计任务书 3电动机的选择 3传动装置的运动和动力参数计算 4高速级齿轮传动计算 6低速级齿轮传动计算7轴的结构设计 9轴的校核计算 9滚动轴承的选择与计算11键联接选择及校核 12联轴器的选择与校核13减速器附件的选择 13润滑与密封 15设计小结 15参考资料 15一、设计题目：1设计带式运输机传动装置已知条件a带式运送机，用以运送煤炭、矿石、谷物等。两班制工作，连续单向回转，载荷平稳。b使用期：使用期8年；c动力来源：电力，三相交流d滚筒效率取为0.97 f原始数据：运送带工作拉力F/N2200运输带工作速度v/(m/s)1.1卷筒直径D/mm240传动方案简图 1电动机2联轴器3二级圆柱齿轮减速器4联轴器5卷筒6运输带设计内容1编写设计计算说明书一份。2完成减速器装配图一张（A0或A1）。3绘制轴、齿轮零件图各一张。二、电动机的选择1确定电动机功率Pw 。传动卷筒所需要的工作效率试中F=2200N V=1.1m/s 代入上试得=2.42kw电动机至运输带之间的传动装置总效率为=1224324由表2-5确定各部分效率如下：弹性联轴器的效率 1=0.99闭式齿轮传动效率 2=0.97一对滚动轴承效率 3=0.99卷筒效率 4=0.97电动机的输出功率 P0 按下式由试=1224324 则=0.85所以电动机所需工作功率为P0=2.85KW因载荷平稳，电动机核定功率Pw只需要稍大于Po即可。按表10-1中Y系列电动机数据，选电动机的额定功率Pw为3.0kw。2确定电动机转速按表2-3推荐的传动比合理范围，两级同轴式圆柱齿轮减速器传动比而工作机卷筒轴的转速为nw=87.58r/min所以电动机转速的可选范围为选用Y132S-6 960r/min三、计算传动装置的总传动比并分配传动比1总传动比为=10.962分配传动比 考虑润滑条件等因素，初定=4，=2.8四、计算传动装置的运动和动力参数计算1各轴的转速1轴 =960r/min2轴 =240r/min3轴 =85.71r/min4轴 =85.71r/min2各轴的输入功率电动机输出轴的功率P0=2.85kw1轴=2.82kw2轴=2.71kw3轴=2.52kw4轴=2.423各轴的输入转矩电动机轴=28.35Nm1轴=28.05Nm2轴=107.8Nm3轴=280.78Nm 4轴= 269.64Nm将上述计算结果汇总与下表，以备查用。项目电动机1轴2轴3轴4轴转速n（r/min）96096024085.715.71功率P（kw）2.852.822.712.522.42转矩T（Nm）28.3528.5107.8280.78269.64传动比i142.81效率0.990.960.960.96五、高速级齿轮的设计选择材料，确定许用应力。由表8-9，小轮选用45钢，调质，硬度为220;大轮选用45钢，正火，硬度为200。由图8-29c和图8-30c分别查得，, 由表8-10查得SH=1 SF=1 故=555 =550=190 =185因硬度小于350，属于软齿面，按接触疲劳强度设计再校核弯曲强度。按齿面接触疲劳强度设计。取。小齿轮传递的转矩=28053.13N取齿宽系数由于原动机为电动机，中等冲击，选用8级精度，由表8-15选K=1.5。常用系数Z：对直齿轮Z=3.54ZE,ZE为齿轮材料弹性系数，其值查表8-12得：ZE=189.8所以Z=672将以上数据代入式8-24=42.82mm确定基本参数，计算主要尺寸。选择齿数：z1=25，z2=z1x4=100。确定模数：m=d1/z1=1.71mm,由表8-1取标注模数m=1.5.主要尺寸计算d1=mz1=38mm z1=25d2=150mm z2=100 b=,d1=38mm,取b2=38圆整数据b2=40mm， b1=45mm。中心距=1/2（d1+d2）=94mm校核弯曲强度按z1=25，z2=100由图8-35查的 代入上式得32.8MPa 安全29.7MPa 安全六低速级齿轮的设计选择材料，确定许用应力。由表8-9，小轮选用45钢，调质，硬度为220;大轮选用45钢，表面淬火，硬度为50HRC。由图8-29c和图8-30c分别查得，, 由表8-10查得SH=1 SF=1 故=450 =1060=185 =290因硬度小于350，属于软齿面，按接触疲劳强度设计再校核弯曲强度。按齿面接触疲劳强度设计。取。齿轮传递的转矩=280784.04Nm取齿宽系数由于原动机为电动机，中等冲击，选用8级精度，由表8-15选K=1.5。常用系数Z：对直齿轮Z=3.54ZE,ZE为齿轮材料弹性系数，其值查表8-12得：ZE=189.8所以Z=672将以上数据代入式8-24=65.25mm确定基本参数，计算主要尺寸。选择齿数：z1=20，z2=z1x2.8=56。确定模数：m=d1/z1=3.26mm,由表8-1取标注模数m=3.主要尺寸计算d3=mz3=60mm z1=20d4=168mm z2=56b=,d3=60mm,取b4=60圆整数据b3=65mm， b4=60mm。中心距=1/2（d3+d4）=114mm校核数据 按z1=20，z2=56由图8-35查的 代入上式得32.8MPa 安全29.7MPa 安全齿轮传动参数表名称符号单位高速级低速级小齿轮大齿轮小齿轮大齿轮中心距amm94114传动比i42.8模数mmm1.53压力角2020齿数Z251002884分度圆直径dmm3815065168齿顶圆直径damm4115371174齿根圆直径dfmm3414761164基圆直径dbmm3614461158齿宽bmm45406560材料45454545热处理状态调质调质调质表面淬火齿面硬度220HBS200HBS220HBS50HRC七、轴的结构设计初选轴的最小直径选取轴的材料为45号钢，热处理为正火回火。 由式 初选轴的最小直径1轴d115.16mm,考虑到联轴器、键槽的影响，取d1=302轴d224.68mm，取d2=353轴d333.95mm,取d3=38初选轴承1轴选轴承为60062轴选轴承为60073轴选轴承为6008各轴承参数见下表：轴承代号基本尺寸/mm安装尺寸/mm基本额定/kNdDBdaDa动载荷Cr静载荷Cor6006305513364913.28.306007356214415616.210.56008406815466217.011.8确定轴上零件的位置和固定方式1轴：由于高速轴直径与轴径接近，将高速轴取为齿轮轴，使用深沟球轴承承载，一轴端连接电动机，采用弹性柱销联轴器。2轴：高速级采用实心齿轮，采用上端用套筒固定，下端用轴肩固定，低速级用自由锻造齿轮，自由锻造齿轮上端用轴肩固定，下端用套筒固定，使用深沟球轴承承载。3轴：采用自由锻造齿轮，齿轮上端用套筒固定，下端用轴肩固定，使用深沟球轴承承载，下端连接运输带，采用凸缘联轴器连接。八、轴的校核计算1轴强度校核a高速轴的强度校核由前面选定轴的材料为45钢，调制处理，由表4-2查得抗拉强度=600Mpa计算齿轮上受力（受力如图所示）切向力径向力计算弯矩水平面内的弯矩：=1142.52Nmm垂直面内的弯矩：=3139Nmm故 3340Nmm 取=0.6， 计算轴上最大应力值：故高速轴安全，合格。b 低速轴的强度校核由前面选定轴的材料为45钢，调制处理，由工程材料及其成形基础表查得抗拉强度=600Mpa计算齿轮上受力（受力如图所示）切向力径向力计算弯矩水平面内的弯矩：=1356Nmm垂直面内的弯矩：=3778Nmm故 3802Nmm 取=0.6， 计算轴上最大应力值：故低速轴安全，合格。中间轴的校核，具体方法同上，步骤略，校核结果合格。九、滚动轴承的选择及寿命校核考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用的是单列深沟球轴承轴6006两个，轴6007两个，轴选用6008两个寿命计算：轴1附表7-1，得深沟球轴承6006Cz=13.2 C0z=8.30计算轴承反力及当量动载荷：71N在水平面内轴承所受得载荷 27N所以轴承所受得总载荷74N由于基本只受轴向载荷，所以当量动载荷：88.8N已知预期得寿命8年，两班制基本额定动载荷所以轴承6006安全，合格轴3 附表7-1，得深沟球轴承6008Cz=17.0 C0z=11.8计算轴承反力及当量动载荷：39N在水平面内轴承所受得载荷 14N所以轴承所受得总载荷41N由于基本只受轴向载荷，所以当量动载荷：49.2N已知预期得寿命8年，两班制基本额定动载荷所以轴承6007安全，合格中间轴上轴承得校核，具体方法同上，步骤略，校核结果轴承6007安全，合格。十.键联接选择及校核1.键类型的选择选择45号钢，其许用挤压应力=150MPa1轴左端连接弹性联轴器，键槽部分的轴径为17mm，轴段长56mm，所以选择单圆头普通平键(A型)键b=8mm,h=7mm,L=45mm2轴轴段长为73mm，轴径为43mm，所以选择平头普通平键（A型）键b=12mm,h=8mm,L=63mm轴段长为43mm，轴径为43mm，所以选择平头普通平键（A型）键b=12mm,h=8mm,L=35mm3轴轴段长为68mm，轴径为48mm，所以选择圆头普通平键（A型）键b=14mm,h=9mm,L=58mm右端连接凸缘联轴器，键槽部分的轴径为38mm，轴段长78mm，所以选择单圆头普通平键(A型)键b=10mm,h=8mm,L=69mm2.键类型的校核1轴T=23.94N.m ，则强度足够， 合格2轴T=103.60N.m ， 则强度足够， 合格3轴T=360.25N.m ，则强度足够， 合格,均在许用范围内。十一.联轴器的选择由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑装拆方便及经济问题，选用弹性套柱销联轴器1.减速器进口端 选用TL3型弹性套柱销联轴器，采用Z型轴孔，A型键，轴孔直径d=16-20mm,选d=17mm,轴孔长度为L=30mm2.减速器的出口端 选用TL7型弹性套柱销联轴器，采用Y型轴孔，C型键，轴孔直径d=5071mm,选d=50mm,轴孔长度为L=60mm十二.减速器附件的选择1.箱体设计名称符号参数设计原则箱体壁厚80.025a+3 =8箱盖壁厚180.02a+3 =8凸缘厚度箱座b121.5箱盖b1121.51底座b2202.5地脚螺钉型号dfM160.036a+12数目n4轴承旁联接螺栓直径d1M120.75 df箱座、箱盖联接螺栓直径尺寸d2M8（0.5-0.6）df连接螺栓的间距l150150200轴承盖螺钉直径d3M8（0.4-0.5）df观察孔盖螺钉d4M6（0.3-0.4）df定位销直径d6.4（0.7-0.8）d2d1,d2至外箱壁距离C122C1=C1mind2至凸缘边缘距离C216C2=C2mindf至外箱壁距离C326df至凸缘边缘距离C424箱体外壁至轴承盖座端面的距离l153C1+ C2+(510)轴承端盖外径D2101 101 106轴承旁连接螺栓距离S115 1 40 139注释：a取低速级中心距，a114mm2.附件为了保证减速器的正常工作，除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外，还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度、加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位、吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。 名称规格或参数作用窥视孔视孔盖130100为检查传动零件的啮合情况，并向箱内注入润滑油，应在箱体的适当位置设置检查孔。图中检查孔设在上箱盖顶部能直接观察到齿轮啮合部位处。平时，检查孔的盖板用螺钉固定在箱盖上。材料为Q235通气器通气螺塞M101减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大，为使箱内热胀空气能自由排出，以保持箱内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件等其他缝隙渗漏，通常在箱体顶部装设通气器。材料为Q235轴承盖凸缘式轴承盖六角螺栓（M8）固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷，轴承座孔两端用轴承盖封闭。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种。图中采用的是凸缘式轴承盖，利用六角螺栓固定在箱体上，外伸轴处的轴承盖是通孔，其中装有密封装置。材料为HT200定位销M938为保证每次拆装箱盖时，仍保持轴承座孔制造加工时的精度，应在精加工轴承孔前，在箱盖与箱座的联接凸缘上配装定位销。中采用的两个定位圆锥销，安置在箱体纵向两侧联接凸缘上，对称箱体应呈对称布置，以免错装。材料为45号钢油面指示器油标尺M16检查减速器内油池油面的高度，经常保持油池内有适量的油，一般在箱体便于观察、油面较稳定的部位，装设油面指示器，采用2型 油塞M201.5换油时，排放污油和清洗剂，应在箱座底部，油池的最低位置处开设放油孔，平时用螺塞将放油孔堵住，油塞和箱体接合面间应加防漏用的垫圈（耐油橡胶）。材料为Q235起盖螺钉M1242为加强密封效果，通常在装配时于箱体剖分面上涂以水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖。为此常在箱盖联接凸缘的适当位置，加工出1个螺孔，旋入启箱用的圆柱端或平端的启箱螺钉。旋动启箱螺钉便可将上箱盖顶起。起吊装置吊耳为了便于搬运，在箱体设置起吊装置，采用箱座