二级圆柱齿轮减速器课程设计

1、二级圆柱齿轮减速器课程设计 机械设计课程设计 计算说明书 设计题目：二级圆柱齿轮减速器 设计者: 2008-12 月 1 日 设计任务书 电动机 图仅供参考 【计要求: 单班制工作三年，载荷平稳，小批量生产。 设计基本参数: 、 选择电动机4 二、计算、分配传动比 三、运动参数计算 各级传动零件的设计计算 1高速级斜齿圆柱齿轮设计计算 2低速级斜齿圆柱齿轮设计计算 10 11 五、轴的设计 六、轴承校核 七、 !联接的选择和计算 13 A, 弯矩图与最小直径较核 14 九、 箱体及减速器附件说明 17 十、 总结 17 项目 _内 容 设计计算依据和过程 计算结果 -11 - 选择电动机 Y型

2、三相异步电动机，电动 选 计电机 1择2算动 机额定电压380伏，闭式。由课程设 查手册取机械效率: 计表6-163 链=096, 齿=097, 7产99, =0-99 动载荷系数：K=1 输出功率: p _ F 1000 2800 x0.5 1000 =1.4kw 总传动效 锂齿X4滚乂联筒 =0.95 X 0.97 X 0.994 x 0.992 x 0.96 0.816 电动机所需功率: p1 4 P =k=1 x:=1.72kw “ 0.816 滚筒转速： 60 xl000v60 x1000 x0.5 “一 . nw = 29.84r / min nD兀 x 320 总传动比: 142

3、0 29.84 = 47.59 分配传动比： 取（文献1,表11一5） Zh =2.5,Ze=189. 90 由图11-8查得怙=2.88 ， 味=2.22 2.88x1.57 476 = 0.00968 2.22x1.83 476 =0.0085 所以对小齿进行弯曲强 度计算: 法向模数 j2xl.3xll400 0.8 X152 x 0.00968 x cos2153mm = 1.14 由表4-1取 初算中心距 +Z2) _ 2 cos 15 1.5x(19+90) 2cos 15 =846叫 勺=19 z2=90 实际传 动比 i=4.732 传动比 误差 az=0.3 % 当量齿 数系

4、数 取 “=85mm 修正螺旋角 门m（Z. + z?） p = arc cos 2a 1.5x（19 + 90） 2x85 =arc cos= 15 64 分度圆直径 / =叫可 /cos0 = l5x 19/cosl5.9 =29.6m 厂爲=1籍=99亦 齿宽=8x 29.6 = 237? b=30mm 卄 （2 +“歸 cosl564 小齿根圆 1.5x19-1.25x2x1.5 “门 cosl5c64* 门= （2+ 90） “43.37讪 cos 15*64* 大齿根 /2 1.5x63-1.25x2x1.5 =136.62/7/n? cosl564 所以对 小齿进行弯 曲强度计算

5、 周速度 7ttlxnxzrx64x1420. v = = 4.756/?/ s 60 x 100060 x1000 按标准 取 叫=15 法向模 数 (9)中心距 (10)螺旋 角系数 由书表11-2选8级制造 精度是合宜的。+ 小齿轮用40MnB渗碳处 理，齿面硬度为250HBS, rHlim3 = 73OMPa , 03 = 600 MP8L 大齿轮用ZG35SiMn调 质，齿面硬度为241 269HBS, 6伽4 =620MPd,bF4 =510 MPa 由表11-5取 SH =ll,Sp =1.25 a = 85” 0 = 1564， J, = 29.6mm dy = 140.37m

6、m 取 b、= 30mm b、= 25mm 厶 竺= (). Sf1.25 |oF2 = _、J =(X7G= MPa = 285.5MPa; S p1.25 J =。=譽=畀 MPa = 664MPa; 叽=2/ =导=进 MPa = 408MPa; 按齿面接触强度设计 由表11-3,取载荷系数 K=1.3表11-6齿宽系 数 =0.8 小齿轮上的转矩。 Ah/xW命=5.23幻。讥如 由表11-4查得乙=188 2KT 12x1.3x52300 3.37 + 1 ix=56. imm 0.83.37 齿数取Z . = 32 则 (11) 速度 乙=3.37 x 32 = 107.84, 取

7、 Z2 = 108 Sh =1丄 SF =1.25 故实际i= = 3.375 传动误差 3 27 气 _ 7 37 Az= x100% = 014%y5% 3.375 模数 m二牛粤十血 = 0.8 x 56.1 = 44.8/ww; 2 = 45 mm 取载荷 系 数 K=1.22 2第二对齿 心竺f 2x(32 + 1OJ4o讪 2 2 轮（直齿轮） 小 齿 顶 齿宽系 数d=08 Hill 由表4-1取m=2mm 实际 d,= z1/W = 32x2 = 64mm 厶=mz, = 2x 108 = 216 H1IH 中心距 设计 材料 da3 = 2x32 + 2x2 = 70 mm

8、小齿根圆 d f3 = 2 x 32 2 x 1.25 x 2 = 59 cL. = 2 x 108 +2x2 = 220 mm 大齿根I d4 = 2 x 108 - 2 x 1.25 x 2 = 219/n/n 验算轮齿弯曲强度 齿形系数 丫畑=2.2 ； 按齿面 接触强度设 心=176； 由式11-5 r _2K7T加、3 :H bm zx 2x 1.3x 5.23x 104 x 2.56x 1.63 Zj = 32 Z2=108 45x2=32 113.6MPa af J = 480MPa - 一2.27x1.75 bca bFQ 1 42).00 X 丫皿31.6x1.27 = 13

9、4.15MPaC3 = 112x3 =19.74nmi n2 301 （5）模数 周力 F Z1 = = 2 X11400 / 29.6 = 770.27 d 验算轮 齿弯曲强度 径向力 FrX = Fa tan20/cos/7 =770.27 x 0.36/0.94 = 288.47N 轴向力 FaX =Fa tan 0 = 770.27 x 0.28 = 215.67 N 圆周力 = = 2x5.23xl04/140.37 =745.17A /2厶 J 径向力 Fi2 = F,2 tan 20/cos/7 =1246.61 x 0.36/0.94 = 477.43N 轴向力 Fa2 = F

10、ti tan 0 = 1246.61 x 0.35 = 434.57 N 由表16-11 a = 25。, X =0.41 Y=0.87 当量动载荷 恥x你 = 0.41x516.27 + 0.87 x 470.62 = 621.11?/ P2 =0.41x 477.43 + 0.87x 434.57 = 573.82N v= 1.29m m 所以按H较核。 n = 1420/7 min n2 = 301.36/7 min =89.53/7 min 片=L7kw P2=.65kw 农=1074加 【小轴2 直径 d 2 =25m 直齿轴承：选6206 Cr =195KN 实际寿命仏=3 x 3

11、00 x 8 = 7200/ 由表16-8 f.= 由表 16-9 a =1.2 由附表2 CQ4.5KN 厶晋召) 10 fpP 106,14.5x10、3 =() 60 x 1420 1.2 x 621.11 86420 h lh =7200/ c=dd fl 106 h i V io6 = 6332.97N vC, =14500N 2x9.55x106x2.68 F =经 门 血 179.27x142 =2083.57N Fr3=Fl3 tan20 = 758.36/V 由表 16-11 X = Y=0 (7)齿轮的 P3=XFr3+YFa3=75S.36N 最小轴3 直径 =30m m

12、 故安全 圆周速度 E J(丄 r 10n3 打P3 106 z 19.5xlO3 宀 =(Y 947788 h lh = 7200 h 五，轴的设 1.2x75=7200h Cr =145KN Mall =F2H x/2 = 1353 6x 40.5x83x10-3 = 54.82Mn =FU=660.49 x 83x10-3 =19.95M” 合成弯矩图见图(d): M “ =皿帆 =V2O2x552 = 58.52 2 59M” 轴的弯矩图见图（e） T3 = Ft3d4 / 2 = 1.43 x IO5 Nnun 危险截面当量弯矩见 图(f) M严曲+(码)2 2寿命较核 轴的扭切应力

13、是脉动循 环变应力取折合0.6 Me = J592 +(0.6x143)2 =104.13Nm 取 M. = 105 Nm 计算危险截面处的直径 由表 14-1 查得 b” = 650 MH/ 3轴承选择 由表14-3得 Lcr_uJ = GOMPa Me _ j105xl03 O0.1x60 =25.96/?/? 实际J = 30mm 安全 直齿轴 承：选 6206 附表 X =1 Y=0 轴承较 核安全 键2 由 表 10-9 L=28m m b=8 mm h=7mm t=4mm t ,=3.301 m 七，键的选择 与较核 键3 由 表 10-9 L=36m m b=8mm h=7mm

14、t=4mm t、=3.3m m 键4 由 表 10-9 L=36m m b=10mm h=8mm t=5mm t、=3.3m m 键较核 安全 周力 坊3 =2014.08 八，弯矩图与 最小直径较 径向力 Fr3 =733.07 N 垂直面 的支承 反力 仏=240.4 F2y =49267N 水平支 承反力 片 =660.4 9N f2/ = 1353 .6N 最小轴 径较核 安全 九，及减速器附件说明： 箱壳是安装轴系组件和所有附件的基座，它需 具有足够的强度、刚度和良好的工艺性。 箱壳多数用HT150或HT200灰铸铁铸造而 成，易得道美观的外表，还易于切削。为了保证 箱壳有足够的刚度

15、，常在轴承凸台上下做出刚性 加固筋。 当轴承采用润滑时，箱壳内壁应铸出较大的倒 角，箱壳接触面上应开出油槽，一边把运转时飞 溅在箱盖内表面的油顺列而充分的引进轴承。当 轴承采用润滑脂润滑时，有时也在接合面上开出 油槽，以防润滑油从结合面流岀箱外。 箱体底部应铸出凹入部分，以减少加工面并 使支撑凸缘与地量好接触。 减速器附件： 1）视孔和视孔盖 箱盖上一般开有视孔，用来检査啮合，润滑 和齿轮损坏情况，并用来加注润滑油。为了防止 污物落入和油滴飞出，视孔须用视孔盖、垫片和 螺钉封死。视孔和视孔盖的位置和尺寸由查表得 到。 2）油标 采用油池润滑传动件的减速器，不论是在加 油还是在工作时，均续观察箱

16、内油面高度，以保 证箱内油亮适当，为此，需在箱体上便于观察和 油面较稳定的地方，装上油标油标已标准化。 3）油塞 在箱体最底部开有放油孔，以排除油污和清 洗减速器。放油孔平时用油塞和封油圈封死。油 塞用细牙螺纹，材料为235钢。封油圈可用工业 用革、石棉橡胶纸或耐油橡胶制成。 4）吊钩、吊耳和吊环螺钉 为了便于搬运减速器，常在箱体上铸出吊钩、 吊耳或在箱盖上安装吊环螺钉。起调整个减速器 时，一般应使用箱体上的吊钩。对重量不大的中 小型减速器，如箱盖上的吊钩、吊耳和吊环螺钉 的尺寸根据减速器总重决定，才允许用来起调整 个减速器，否则只用来起吊箱盖。 5）定位销 为了加工时精确地镇制减速器的轴承座

17、孔， 安装时保证箱盖与箱体的相互位置，再分箱面凸 缘两端装置两个圆锥销，以便定位。圆锥销的位置不应该对称并尽量远离。直径可大致取凸缘连 接螺栓直径的一半，长度应大于凸缘的总厚度， 使销钉两端略伸凸缘以利装拆。 滚动轴承的外部密封装置： its 为了防止外界灰尘、水分等进入轴承，为了防止 轴承润滑油的泄漏，在透盖上需加密封装置。在 此，我们用的是毡圈式密封。因为毡圈式密封适 用于轴承润滑脂润滑，摩擦面速度不超过4 5m/s的场合。 十，总结 小节 在开学的第五周至第八周中，我们进行 了一次“二级减速箱”的设计。其中主要设 计纲领在机械设计课上完成，其余靠课余时 间完成。由于这是第一次的设计加上时

18、间的 紧迫，我们走了不少弯路，但是在设计道路上 也成长了不少。 在设计的第一堂课上，老师提出了设计 步骤:第一步，电动机选择。其中强调了功率 以及转速的计算。第二步：减速箱设计。其 中按照齿轮，轴，轴承，键, 轴承盖, 联轴 器及其它箱体辅助零件的设计。这后我们按 照老师的步骤进行对各个部分设计。刚开始 果然一路顺风，但大道不是永远平坦的。有 些部分的选择书上没有提到，老师也没这么 细的讲过。例如，轴的最小端设计好后，没 设计过的人不知道下一步做什么，后来看了 一些设计手册，也听了老师的讲解，把轴承 联系起来确定出了轴的形状。之后路也不是 风雨无阻。到后来检察时发现前面由于第一 对斜齿轮设计得太小使第一，第二根轴的轴 承相交等等, 还有一些其它的错误。 不过, 通过我按照老师的纲领，多次的请教老师和 书，还有我长时间的计算，耐心的检查终于 有结果出来了，虽然它有可能是费品。 在这次设计中，我要感谢途中的困难, 因为它们让我学到对于一个初学者来说学 不到的东西。这次设计让我明白要做一个以 前没做过的