[硕士论文精品]双极圆柱齿轮减速器设计 机械设计课程设计

机械设计课程设计双级圆柱齿轮减速器1目录一、设计任务1二、传动系统方案拟定1三、电动机选择1四、传动比选择2五、传动系统的运动和动力参数计算3六、传动件的选择计算4七、减速器轴的设计13八、滚动轴承的选择21九、键联接联轴器的选择计算校核22十、减速器箱体的设计24十一、减速器附件设计25十二、润滑与密封28十三、设计小结28十四、参考资料29机械设计课程设计双级圆柱齿轮减速器1计算及说明结果一、设计任务书1、设计任务设计带式输送机的传动系统，采用两级圆柱齿轮减速器2、原始数据输送带有效拉力F3000N输送带工作速度V14M/S（允许误差5）输送带滚筒直径D350MM减速器设计寿命为5年3、工作条件两班制工作，空载起动，载荷有轻微震动，常温下连续（单向）运转，工作环境多尘，电压三相交流电源为380/220V的。二、传动系统方案拟定带式输送机传动系统方案如下图所示带式输送机由电动机驱动，电动机1通过联轴器2将动力传入减速器3，再经过联轴器4将动力传至输送机滚筒5，带动输送带7工作。三、电动机的选择1、电动机容量的选择由已知条件可以计算出工作机所需的有效功率机械设计课程设计双级圆柱齿轮减速器2计算及说明结果PW1000FV100041300042KW总011223344W099099096098098095084PRWP840425KW取电动机额定功率PM55KW2、电动机转速的选择输送机滚筒轴的工作转速NDV6000035041341600007643R/MIN由于整个传动系统采用二级减速，因此总传动比不易过大，所以选择同步转速NS750R/MIN的电动机为宜。3、电动机型号的确定根据工作条件单向运转、两班制连续工作，工作机所需电动机功率PR750R/MIN等，选用Y型系列三相异步电动机，卧式封闭结构，型号为Y160M28，其主要数据如下电动机额定功率PM55KW电动机满载转速NM720R/MIN电动机轴伸直径D42MM电动机轴伸长度E110MM电动机中心高H160MM四、传动比的分配带式输送机传动系统的总传动比INNM4376720942由系统方案知PW42KW总084PR5KWPM55KWNS750R/MINY160M28I942机械设计课程设计双级圆柱齿轮减速器3计算及说明结果I011；I341取高速传动比I123I14293135低速传动比I2312II53429269传动系统各传动比分别为I011，I1235，I23269，I341五、传动系统的运动和动力参数计算0轴（电动机轴）N0NM720R/MINP0PR5KWT0955000NP955057206632NM1轴（减速器高速轴）N1010IN7201720R/MINP1P0015099495KWT1T0I0101663210996567NM2轴（减速器中间轴）N2121IN7203520571R/MINP2P11249509603475KWT2T1I12126567350960322072NM3轴（减速器低速轴）N3232IN205712697647R/MINP3P22347509603456KWT3T2I2323220722690960357017NM上述计算结果和传动比效率汇总如下I1235I23269N0720R/MINP05KWT06632NMN1720R/MINP1495KWT16567NMN220571R/MINP2475KWT222072NMN37647R/MINP3456KWT357017NM机械设计课程设计双级圆柱齿轮减速器4计算及说明结果轴号电动机两级圆柱齿轮减速器工作机0轴1轴2轴3轴4轴转速NR/MIN7207202057176447644功率PKW5495475456456转矩TNM66326567220725701757017两轴连接件、传动件联轴器齿轮齿轮联轴器传动比I1352691传动效率099096030960309801六、减速器传动零件的设计计算1、高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算（1）选择齿轮材料及热处理方法小齿轮选用45钢，调质处理HBS230250大齿轮选用45钢，调质处理HBS190210（2）确定许用弯曲应力弯曲疲劳极限应力由图139C小齿轮FLIM1250MPA大齿轮FLIM2220MPA寿命系数应力循环次数NF1JFN1T6017205250160865109NF1JFN1T60120571525016247108由图1310YN1087YN2092应力修正系数YST2最小安全系数由表134，按一般可靠度SFLIM125HBS230250HBS190210NF10965109NF2247108YN1087YN2092YST2SFLIM125机械设计课程设计双级圆柱齿轮减速器5计算及说明结果许用弯曲应力由试（138）MPASYYFSTNFF3482512870250LIM11LIM1F2MPASYYFSTNF843232512920220LIM11LIM（3）许用接触应力计算由机械设计图1313（以下所用依据均为机械设计课本中的图表）得两齿轮接触疲劳极限应力为小齿轮HLIM1580MPA大齿轮HLIM2550MPA应力循环次数NF1JFN1T6017205250160865109NF1JFN1T60120571525016247108由图1314得ZN1091ZN2094由表134得最小安全系数SHMIN1则需用接触应力为H1HLIM1N1HLIM1SZ10915805278MPAH2HLIM2N2HLIM2SZ1094550517MPAH1H2HH2517MPA（4）按齿面接触应力强度确定中心距载荷系数由表132，取K12齿宽系数F1348MPAF232384MPANH10865109NH2247108ZN1091ZN2094SHMIN1H15278MPAH2517MPAH517MPAK12机械设计课程设计双级圆柱齿轮减速器6计算及说明结果由表136，软齿面取D1由式1315，A1U2D15312044弹性系数由表135，ZE1898节点区域系数初设螺旋角12由图1312，ZH246重合度系数取Z125，Z2IZ12535876，取Z288IU8825352（误差011Z11172076螺旋角系数由式1325，ZCOS0989设计中心距由式1313，A（U1）32HHEAZZZZUKT500（U1）325179890760462818952344065672150010267D1A044ZE1898ZH246Z125Z288Z076Z0989机械设计课程设计双级圆柱齿轮减速器7计算及说明结果MN21COS2ZZ210267COS122588178取MN2MM重求中心距ACOS2M21NZZ225882COS1211552MM圆整中心距，取A115MM调整,COS1AZZMN221COS1225882115107（在820取值范围内）（5）确定齿轮参数与尺寸齿数Z125，Z288；模数MN2MM确定实际齿数比UZ1Z28825352分度圆直径D1COS1ZMN225COS110751MMD2COS2ZMN288COS102179MM确定齿宽BB2AA115044506MM取BB250MMB1B2550555MM（6）验算齿轮弯曲强度由表134、式138得当量齿数ZV131COSZ4425710COS253按25查表ZV232COSZ5589710COS883（按90查表）齿形系数YFA和修正系数YSA由表133，YFA1262YSA1220MN2MMA115MM107D151MMD2179MMB50MMB155MMYFA1262YSA1220机械设计课程设计双级圆柱齿轮减速器8计算及说明结果YFA2159YSA2178重合度系数Y由式1319COS112388121ZZA721710COS88125123881690721750250750250AY螺旋角系数查图1317，取Y088校核弯曲强度F1YYYMBDKT20001FAN12000126567505122621580887768MPAH2HH2500MPA（4）按齿面接触应力强度确定中心距小齿轮转矩T157017NM齿数比UZ2Z1N1N2205717644269载荷系数由表132，取K16齿宽系数由表136，软齿面取D1由式1315，A1U2D16921204弹性系数由表135，ZE1898节点区域系数由图1312ZH25重合度系数由图11至19之间选取，初选175NH1247108NH20917108ZN1091ZN2094SHMIN10H1532MPAH2500MPAH500MPAK16D1A04ZE1898ZH25175机械设计课程设计双级圆柱齿轮减速器11计算及说明结果由式（1310），ZE430866（5）设计中心距由式1313，A（U1）32HHEAZZZZUKT500（2691）32500866052818969240722026150017725取A180MM（6）确定齿轮参数与尺寸初取齿数Z130Z2UZ126930807取81计算模数M2AZ1Z22183081324取标准模数M35确定齿数解Z1Z22AMUZ2Z1得Z128Z275实际齿数比UZ2Z17528268确定重合度系数121118832COSZZ111883217292875由式（1310）Z43417293087ZE确定齿宽BB2AA1800472MM取BB275MMB1B2575580MM（7）验算齿轮弯曲强度齿形系数YFA和修正系数YSA由表133，YFA1165YSA1183YFA2159YSA2178重合度系数Y由式1319Z087Z0989YFA1165YSA1183YFA2159YSA2178机械设计课程设计双级圆柱齿轮减速器12计算及说明结果07507502502507216AY齿根弯曲应力由式（1316）F1YYYMBDKT20001FAN12000162207280352292521650727440MPA10MM箱体外壁至轴承座端面距离KKC1C25840剖分面至底面高度HH112A160MM十一、减速器附件的设计1、窥视孔及窥视孔盖由于减速器属于中小型，查表确定尺寸如下A120MMA1156MMA2138MMB96MMB1136MMB21160MMD4M6R5MMH3MM2、通气器选用简单式通气器参照机械设计课程设计表64，选用M2715型通气器。设在观察孔盖上以使空气自由溢出，查表确定尺寸如下机械设计课程设计双级圆柱齿轮减速器26D115B8B30H122H12B16H45D332H132D418A6L324孔数6K10D2363、凸缘式轴承端盖用来封闭轴承座孔，固定轴系部件的轴向位置，现确定尺寸如下以下依次为高速轴，中间轴，低速轴的轴承端盖D0D31MM9MM轴承外径（D）螺栓直径（D3）螺栓数目（N）D0D25D31025MMD2D025D31225MME12D39614E1EM由结构确定D4D1015MM70MMB1、D1由密封尺寸确定80MMM84D0D31MM9MM80MMM84D0D25D31025MMD2D025D31225MME12D39614E1EM由结构确定D4D1015MM70MMB1、D1由密封尺寸确定机械设计课程设计双级圆柱齿轮减速器27D0D31MM11MM120MMM106D0D25D3145MMD2D025D3170MME12D31210E1EM由结构确定D4D1015MM110MMB1，D1由密封尺寸确定4、定位销为保证箱体轴承座的镗制和装配精度，需在箱体分箱面凸缘长度方向两侧各安装一个圆锥定位销。定位销直径D6MM。5、起箱螺钉为便于开启箱盖，在箱盖侧边凸缘上安装一个起盖螺钉，螺钉螺纹段要高出凸缘厚度，螺钉端部做成圆柱形。6、油标指示减速箱内油面的高度，本处选用杆式油标，尺寸如下DD1D2D3HABCDD1M12412628106420167、放油孔及放油螺塞排放减速箱体内污油和便于清洗箱体内部，尺寸如下机械设计课程设计双级圆柱齿轮减速器28DD0LLADSD1D1HM161526231231961716151728、起吊装置便于减速器的搬运，选用吊环，尺寸如下RHD752020十二、润滑与密封由于该减速器是一般齿轮减速器，故采用油润滑。输入轴和输出轴的外伸处，为防止润滑脂外漏及外界的灰尘等造成轴承的磨损或腐蚀，要求设置密封装置，所以采用毛毡圈油封，即在轴承盖上开出梯形槽，将毛毡按标准制成环形，放置在梯形槽中以与轴密合接触；或在轴承盖上开缺口放置毡圈油封，然后用另一个零件压在毡圈油封上，以调整毛毡密封效果，它的结构简单，所以用毡圈密封。十三、设计小结通过三周的实践设计，感受颇深，复习了学过的知识同时也学到了很多东西。通过课程设计，把大学里学的以前觉的没用的东西用到了实际设计当中，用到了材料力学、理论力学、热加工、机械设计和机械原理等，把这些课程系统的应用了一遍，同时也是最好的复习，并且把不同的专业课程串在了一起学习，真正理解了什么是机械设计。另外在设计过程中感悟到了设计所必须的严谨态度，要对设计中出现的每一个数据都要有理有据，真实合理，不然就会影响到所有的数据计算，在设计中必机械设计课程设计双级圆柱齿轮减速器29须在设计中不断修改。比如在设计中设计齿轮时由于开始电动机选择不合理，最终导致以后的一切数据都出错，所以在机械设计中必须要严谨认真，这是每一