二级变速器课程设计模板

学号 5姓名 邓一伟班级 机自七班 根据设计任务书确定传动装置的总体设计方案；选择电动机；计算传动装置的运动和动力参数；传动零件及轴的设计计算；轴承、连接件、润滑密封和联轴器的选择及计算；减速器箱体结构及其附件的设计；绘制装配图和零件工作图；编写设计计算说明书；进行总结和答辩。每个学生都应完成以下工作：（1）减速器装配图1张(A0图纸）箱体（A1图纸) （2）其余全部零件图。 （3）设计计算说明书1份。选择v带传动和二级圆柱直齿轮减速器。传动装置的总效率： 为齿式联轴器传动效率，为V带传动效率，为滚动轴承效率，为8级精度齿轮传动（稀油润滑）的效率。2、 电动机的选择：滚筒工作装置所需功率：，电动机所需的输出功率为： 因载荷平稳，电动机额定功率只需略大于即可，按电动机参数手册选择电动机的额定功率为4kw.卷筒轴为工作轴，其转速为：r/min查阅机械设计手册，推荐的各传动机构传动比范围：V带传动比范围,二级圆柱齿轮传动比范围，则总传动比范围应为，可见电动机转速的可选范围是 r/min查阅机械设计手册，符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min五种电机，综合考虑电动机以及传动装置的尺寸、重量和价格、带传动和减速器的传动比，选定型号为Y112M-4、额定功率4kw、同步转速1500r/min，满载转速 =1440r/min的电动机。方案电动机型号额定功率/kw电动机转速r/min电动机重量kg参考价格元/个传动装置的传说比1Y112M-44同步转速r/min满载转速r/min43总传动比V带传动减速器15001440（表2-1）电动机示意图中心高外形尺寸L(AC2AD)HD地脚安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DE装键部尺寸FGD（表2-2）3、 确定传动装置的总传动比和分配级传动比：（1） 传动装置总传动比（2） 分配传动装置各级传动比为使V带传动的外轮廓尺寸不至过大，取传动比则减速器传动比 根据二级开始圆柱齿轮减速器，一般按齿轮浸油润滑要求，即各级大齿轮直径相近的条件分配传动比，常取，、分别为减速器高速级和低速级的传动比。取， 4、 计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速轴 r/min轴 r/min轴 r/min工作轴 （允许运输带速度误差为5%；）（2） 各轴输入功率：轴 kw轴 轴 卷筒轴 kw(3) 各轴输入转矩 轴 轴 轴 N.M工作轴 N.M将以上算得的运动和动力参数列表如下：轴名输入 KW输出 KW输入 KW输出 KW转速 r/min传动比i效率电动机轴3.623.861440I轴3.463.3968.7267.3530.96II轴3.293.22321.40314.974.920.95III轴3.133.071072.391050.943.510.95卷筒轴3.042.981040.431019.620.975、 设计v带和带轮：根据工作情况，查阅机械设计手册得工况系数 由:kw 得：，根据和查阅机械设计手册最后选择Z型V带。但是经过计算,Z11.固带型不合适.须选择稍大的A型V带.确定小带轮：查阅机械设计手册-V带轮最小基准直径及基准系列表，取小带轮直径确定大带轮直径： 取弹性滑动率，查阅机械设计手册-V带轮最小基准直径及基准系列表可知：,实际传动比，从动轮实际转速，转速误差，对于带式输送装置，转速误差在范围内事允许的。验算带速：，在规定的范围内，合理。初选中心距： ，带入数据得 ，取初选长度：选择V带所需的基准长度：查阅机械设计手册-V带基准长度系列（GB/T11544-1997)，取（标记为：A 2240 GB/T11544-1997 )实际中心距：验算小带轮包角： ， 经验算，小带轮包角取值合理。计算单根V带的基本额定功率：根据 和查表，取得A型V带的额定功率的增量： 根据 和，查阅机械设计手册，取得A型V带的计算V带根数z: 根据包角，查阅机械设计手册-小带轮包角系数，取值，根据，查阅机械设计手册-带长修正系数，取值，取z=3 根确定单根V带的预紧力： (查表取）确定带对轴的压力： 带轮宽度，取B=50mm外径6、齿轮的设计：高速级直齿圆柱齿轮(第一对齿轮）的设计计算选择材料及确定许用应力：小齿轮选用40MnB，调质处理，齿面硬度为260HBS。大齿轮选用35SiMn，调质处理，齿面硬度为230HBS。查阅机械设计手册得， ，,故查阅机械设计手册得，按照齿面接触强度设计由表4-1可知轴转速轴转矩查阅机械设计手册，取载荷系数，齿宽系数，中心距取。若取，（） 则 ，取。法向模数 ，查阅机械设计手册（GB/T1357-1987），取标准模数中心距 几何参数：分度圆直径 齿顶高 齿根高 齿顶圆直径 齿根圆直径 齿宽 取，则。验算齿根弯曲强度：查阅机械设计手册，得齿形系数,验算齿根弯曲强度应按照最小齿轮计算。齿轮的圆周速度：，可选用8级精度。(第二对齿轮）选择材料及确定许用应力：小齿轮选用40MnB，调质处理，齿面硬度为260HBS。大齿轮选用35SiMn，调质处理，齿面硬度为230HBS。查阅机械设计手册得， ，,故查阅机械设计手册得，按照齿面接触强度设计由表4-1知：，查阅机械设计手册，取载荷系数，齿宽系数，中心距取。若取，则 ，取。模数 查阅机械设计手册（GB/T1357-1987），取标准模数中心距 几何参数：分度圆直径 齿顶高 齿根高 齿顶圆直径 齿根圆直径 齿宽 取，则。验算齿根弯曲强度：查阅机械设计手册，得齿形系数,验算齿根弯曲强度应按照最小齿轮计算。齿轮的圆周速度：，可选用8级精度。7.传动轴承和传动轴的设计A、输入轴的及强度校核：由前面计算可知：，。（1） 材料选择，确定许用应力 材料选择45，调质处理。查表7-1知，查表7-12知， （2）计算基本直径 查表7-11，C=110（轴端弯矩较小）。由于安装安装带轮处有键槽，故加大5%，则取（3）、确定各轴段尺寸7-1输入轴结构图a、确定各轴段直径段： ，估算。段：，根据油封标准。段：，与轴承6308配合（根据机械设计课程设计简明手册表8-23初选深沟球轴承6308）。段：，大于40，轴承的正确安装条件。段：，高速级齿轮1的顶圆直径。段：，大于40，减少加工量便于挡油环的安装。段：，与轴承成对使用，与3段相同.b、确定箱体内宽度，箱体内宽由于有旋转件，两侧留20mm,考虑到铸件不精确，要将内宽尺寸圆整，因为齿轮2的宽度为50mm,齿轮三的宽度为80mm,中间轴轴肩15mm+输出轴轴肩15mm.故箱体的内宽为：c、确定各轴段长段：，根据联轴器段直径25mm初选联轴器的长度62mm，（根据机械设计课程设计简明手册表7-22，初选联轴器凸缘联轴器，型号为GYH2）段：。（外露尺寸30mm+箱体60mm-挡油环深向箱体10-轴承6308宽度23-轴承外伸2mm-挡油环轴向2mm)段：，深向挡油环10mm+轴承宽度23mm+轴承外伸2mm。段：，中间轴轴肩15mm-2mm+齿轮3宽度80mm+箱体间隙20mm-挡油环10。段:，齿轮轮毂53。段：，箱体间隙20mm-挡油环10mm+挡油环伸向箱体尺寸长度2mm+3轴轴肩15mm。段：，挡油环10mm轴承宽23mm+外伸2mm。总长度d、各支撑点距离轴承间距 联轴器与左轴承的距离（3）、校核轴的强度轴上受力分析如图图7-2轴1上的扭矩由表4-1可知a、齿轮圆周力 径向力 轴向力 带轮对轴的压力=850.65N求危险截面弯矩，并绘制弯矩图。水平面如图7-3-c水平面支反力 811.4n.m 1632n水平面弯矩垂直面如图7 - 3-b垂直面支反力 垂直面弯矩 145.3-217.7=-72.4n.m合成弯矩如图7-3-d做扭矩图如图7-3-e由图可知危险截面在齿轮部位当量弯矩取折合系数数，则强度校核，所以原设计强度足够，安全。轴的受力分析图见图 7- 3，轴的工作图见零件图纸3图7-3 轴的受力分析简图B、输出轴的及强度校核：由前面计算可知：，。（2） 材料选择，确定许用应力 材料选择40Gr钢，调质处理。查表7-1知，查表7-12知， （2）计算基本直径 查表7-11，C=110（轴端弯矩较小） .由于安装安装联轴器处有键槽，故加大5%，则取（3）、确定各轴段尺寸7-4输出轴结构图a、确定各轴段直径段： ，估算。段：，根据油封标准。段：，与轴承6414配合（根据机械设计课程设计简明手册表8-23初选深沟球轴承6414）。段：，轴承正确安装条件。段：，轴肩高度。段：，与齿轮4内孔直径相同。段：，与3段相同。b、确定各轴段长段：，联轴器的长度107，（根据机械设计课程设计简明手册表7-22，初选联轴器凸缘联轴器，型号为GYH7）段：。（外露尺寸30mm+箱体60mm-轴向箱体2-轴承6414宽度42-轴承外伸2mm)段：，轴承外伸2mm+轴承宽度42mm。段：段:，轴肩宽度。段：，齿轮4轮毂宽度。段：，总长度d、各支撑点距离轴承间距 联轴器与左轴承的距离（3）、校核轴的强度轴上受力分析如图图7-5轴1上的扭矩由表4-1可知a、齿轮圆周力 径向力 轴向力 求危险截面弯矩，并绘制弯矩图。垂直面如图7-6-b垂直面支反力 垂直面弯矩水平面如图7 -6-c水平面支反力 合成弯矩如图7-6-d做扭矩图如图7-6-e由图可知危险截面在齿轮部位当量弯矩取折合系数数，则强度校核，所以原设计强度足够，安全。轴的受力分析图见图 7- 6. 图7-6 轴的受力分析简图C、中间轴的设计由前面计算可知：，。（3） 材料选择，确定许用应力 材料选择45钢，调质处理。查表7-1知，查表7-12知， （2）计算基本直径 查表7-11，C=110（轴端弯矩较小） 。由于安装安装联轴器处有键槽，故加大5%，则。 取（3）、确定各轴段尺寸 如图7-7a、确定各轴段直径 段： ，估算，选择轴承6308。段：，根据轴承安装条件。段：，段：，轴肩。段：，高速级齿轮2孔直径。段：，与1段相同。.b、确定各轴段长 段：，轴承宽度23mm+外伸2。段：，箱体间隙20mm+5。段: ,齿轮3的轮毂长度。段：，轴肩段:，齿轮2轮毂50mm-2mm。6段：，总长度d、各支撑点距离轴承间距 图7-7 中间轴设计简图（3） 、校核轴的强度根据经验，由于前面输入轴和输入轴的强度校核中强度均足够，根据中间轴在整个传动过程中的作用，和受力性质可知道中间轴强度也足够。8.轴承的选择与校核 对前面轴的设计计算初选深沟球轴承6308、6213、6308进行强度校核。由前面轴计算可知，轴承所受径向力（输入6308轴承） (6213轴承），转速n=480r/min，轴颈d=40mm（6308轴承）,，转速n=97.56r/min，轴颈d=65mm（6312轴承），转速n=27.795r/min，轴颈d=40mm（6308轴承）使用寿命10年，两班制，每班八小时，则Lh=58400h按文献8-9表，冲击负荷系数fp=1.5(输入6308）（输出6414)对于深沟球轴承 查表8-23得6308轴承的基本额定动载荷Cr=40800N，6414轴承的基的基本额定动载荷Cr=查表8-14得，查表8-15得，将数据代入上式可得（6308轴承） （6414轴承故在规定条件，6308，6414轴承可承受的最大径向载荷为40800N、所选轴承合格。9、 平键的选择与计算选择A型键，(1) 输出轴：查表齿轮轴径处键，因，所以选择键长L=63,轴槽深度9mm,毂槽深5.4mm公差+0.2,；联轴器轴径处键，因联轴器长,所以选择键长L=100，轴槽深度,6.0mm毂槽深4.3mm。b/mmh/mmL/mm齿轮键221463联轴器键2816100(2) 齿轮处键强度验算，查表5-72得许用挤压应力,键遇键槽接触长度 故此键能安全工作，键为2263（GB/T1096-2003).(3) 轴处键强度验算，查表5-72得许用挤压应力,键遇键槽接触长度 A故此键能安全工作，键为22100（GB/T1096-2003)。选择A型键，(4) 中间轴：查表齿轮轴径处键，因，所以选择键长L=70,轴槽深度9mm,毂槽深5.4mm公差+0.2,；齿轮径处键，因齿轮轴长,所以选择键长L=36，轴槽深度,6.0mm毂槽深4.3mm。b/mmh/mmL/mm齿轮键181170齿轮键181136(5) 齿轮处键强度验算，查表5-72得许用挤压应力,键遇键槽接触长度 故此键能安全工作，键为1870（GB/T1096-2003).(6) 齿轮键强度验算，查表5-72得许用挤压应力A,键遇键槽接触长度 故此键能安全工作，键为1836（GB/T1096-2003)。(7) 输入轴：查表联轴器轴径处键，因，所以选择键长56，轴槽深度,6.0mm毂槽深4.3mm。b/mmh/mmL/mm联轴器键8756.(8) 轴处键强度验算，查表5-72得许用挤压应力A,键遇键槽接触长度 故此键能安全工作，键为856（GB/T1096-2003)。10、 箱体的机构设计减速器的箱体采用铸造（HT200）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量，大端盖分机体采用配合.1. 机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度2. 考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离H为40mm为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为3. 机体结构有良好的工艺性.铸件壁厚为10，圆角半径为R=3。机体外型简单，拔模方便.4. 对附件设计 A 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M6紧固B 油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。C 油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出.D 通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡.E 盖螺钉：启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。钉杆端部要做成圆柱形，以免破坏螺纹.F 位销：为保证剖分式机体的轴承座孔