二级减速器说明书

1、机械设计基础课程设计说明书题目分院班级学生姓名指导教师2014年5月28 日目录1、课程设计计算说明书1.1 传动装置运动和动力参数设计1.1.1 题目1.1.2 传动方案确定1.1.3 电机的选择1.1.4 计算传动装置运动和动力参数1.2 二级减速机设计1.2.1 齿轮设计1.2.1 轴的设计1.2.3 各级轴传动轴承的选择1.2.4 各级轴校核计算1.3 键联接选择及校核1.4 轴承润滑密封1.5 减速器附件1.6 设计小结1.7 参考文献1课程设计计算说明书二级减速机设计1.1传动装置运动和动力参数设计1.1.1二级圆柱齿轮减速机已知条件：设备一班制工作，工作环境：运输机连续单向运转，

2、灰尘较多，载荷性质：轻微冲击，工作年限15年（300天/年），运输容许速度误差为5%，车间有三相交流，电压380/220V题号滚筒圆周力F带速V滚筒直径D滚筒长度LZL-011.7KN1m/s400mm1000mm1.1.2传动方案确定采用电机一一减速机和皮带机直联式，如图1.11.1.3电机的选择1、设计数据：皮带机输出功率Pw=Fv/1000=1700X 1/1000=1.7KW传动装置总效率n = n2联轴器耳2齿轮n 3轴承查表得： n齿轮=0.98,n轴承=0.99, n联轴器=0.99则传动总效率为n =0.92则所需的电动机功率 Pr=Pw/n =1.7/0.92=1.85KW查

3、表2 1所需的电动机功率可选 丫系列三相异步电动机 丫112M1-6型,额定功率P=2.2KW.1.确定电动机转速，转筒轴转速为nw=60V/ n D=60X 1/nX 0.4=76.39r/min总传动比 i=no/nw=1000/76.39=132.电动机如下:电动机型号额定功率kw同步转速r/mi满载转速r/mi总传动比iY112M-62.2KW1000r/min940r/mi n133.分配总的传动比二级减速机采用展开式，设高速传动比为i 1，低速级传动比为i1=(1.3-1.6)i2,所以 i 1=5.3 , i 2=5.3/1.6=3.311.1.4 传动装置运动和动力参数1. 计

4、算各轴转速n0=940 r/minn1=n0 =940r/minn2 =n1/i 12=940/5.3=177r/minn3=n2 /i 23=177/3.77=47r/minnw=47 r/min2. 计算各轴输入功率P0=Pr=2.02kwP1 =F0 联轴器=2.02 X 0.99=2 kwP2 =P1 齿轮轴承=2X 0.98 X 0.99=1.92 kwP3=P2 齿轮轴承=1.92 X 0.98 X 0.99=1.84 kwP4=P3 轴承联轴器=1.84 X 0.99 X 0.99=1.81 kw3. 计算各轴输入转矩T0= 9550P0/N0=20.5 NmT1=9550 P1

5、/N1=20.3 NmT2=9550 P2/N2=97.53 NmT3=9550 P3/N3=374.69 NmT4=9550 P4/N4=367.17 Nm（ 式中： P0- 电动机轴的输出功率， KW;N 0- 电动机轴的满载转速， r/min;T 0-电动机轴的输出转矩， Nm;）运动和动力参数的计算结果加以总结，如下列表：轴序号功率KW转 速r/mi n转矩Nm转动形式传动比效率02.0294020.5联轴器10.9912.0094020.3齿轮传动5.30.9821.92177.3697.53齿轮传动3.970.983374.6947374.69联轴器10.994367.174736

6、7.17滚筒-0.921.2二级减速机设计1.2.1齿轮设计采用教科书公式及图表1.选择齿轮类型，精度等级，材料及齿数（1）按传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。（2）精度等级选7级。（3）材料选择由3-1表得出下表:传动级数齿轮材料热处理硬度HBS一级传动140Cr调质处理280HBS一级传动245钢调质处理240HBS二级传动340Cr调质处理280HBS二级传动445钢调质处理240HBS1.选择标准模数，计算齿轮几何尺 寸1）由于齿轮硬度w 350HBS故是软齿面齿轮，应先按齿面接触疲劳强度计算，再按弯曲疲劳强度校核。取一级传动齿轮（1）齿数Z“ =19,则齿数Z2 =乙L1 =19X 5

7、.3 =101。2）计算齿轮（1）小齿轮分度圆直径d 1，选取标准模数m 1式中：K 工作情况系数，取K=1.5;T1 工作转矩，N.m,=39.3N.m；U齿数比，Z2/ Z 1=5.3 ;d齿宽系数，取 d=1;h许用应力，Mpa小齿轮的接触疲劳强度极限540MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限540MPaS H1= KHN1S Hlim1/S=666.9Mpa S H2= KHN2S Hlim2/S =666.9Mpa材料的弹性影响系数Ze=189.8 . MPa，(1) 计算小齿轮分度圆直径dit，代入S H中较小的值dit666.9mm(2) 计算圆周速度 V= n ditni/60 X

8、 1000=0.335m/s(3) 计算齿宽 b b=d.dit=ix56.5=38 mm(4) 计算齿宽与齿高之比b/h模数 mt=dit/z i=47.5*cos15/19=2mm齿高 h=2.25mt=2.25 X 2=4.5mmb/h=38/4.5=8.4(5) 计算载荷系数K根据V=0.335m/s、8级精度、 查表得Kv=1.418直齿轮 由 3-4 得 KHa=KFa=1.294由表3-5 使用系数KA=1.1由表用插值法查得8级精度，小齿轮相对支承非对称布置时KH B =1由b/h=8.4,查表得KF B =1故载荷系数K=KA.KV.Kha.KH p =2.018 按实际的载

9、荷系数校正所算得的分度圆直径d1 由结果得：对模数m圆整为标准值m=2mm38mm(7)计算模数mm=dz1=38/19=2 mm3.按齿根弯曲强度设计m2KT12 d Z1YFaYsaF=1.7mmd仁47.5mm小齿轮齿数Z1=47.5/2.5 =19 大齿轮齿数 Z2=4 X 19=76这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲 疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。4.几何尺寸计算(1)计算分度圆直径d1=mz仁 19X 2/cos15=38mmd2=mz2/ cos15=202mm(2)计算中心距a= (d1+d2) /2=120mm(3)计算齿轮宽度b=O d.

10、d1=38mm取 B仁42.5mmB2=38mm齿轮(1)名称符号单位计算公式结果齿数Z119模数mm2分度圆直径d1mmd 1= m1z 138基圆直径d b1mmd b1 = dCOS a35.7齿顶圆直径da1mmd a1 = d 1 +2h a42齿根圆直径df1mmd f1 = d 1-2h f33齿距Pmmp= m1 n6.28齿厚smms=p/23.14标准中心距a1mma1= m1 ( z 2 +z 1) /2120齿轮(2)名称符号单位计算公式结果齿数z2101分度圆直径d2mmd 2 = m1z2202基圆直径d b2mmd b2 = d 2 cos a190.0齿顶圆直径

11、da2mmda2 = d 2+2ha206齿根圆直径df2mmd f2 = d 2 -2h f197齿宽b2mmb2 = d 1 dd=138b1mmb1= b 2 +4.542.5齿轮3、4小齿轮40cr 硬度300HBS 大齿轮45钢 硬度210HBS取 z3=19, 大齿轮 z2=z3*3=57(1)小齿轮分度圆.=57mmD3t 57mm。(2) 计算圆周速度 V n d3t rt/60 X 1000=0.84m/s(3) 计算齿宽 b b= dd3t=ix 66.5=66.5 mmB3=71mmB4=66.5mm(4) 计算齿宽与齿高之比b/h模数 mt=d3t/z 3=57/19=

12、3mm齿高 h=2.25mt=2.25 X 3=6.75mmb/h=66.5/6.75=10(5 )计算载荷系数KKfb =1K =Ka。Kv。KHa。KHp =1.11 校正所算得的分度圆d3=d3t3 K 57mm Kt(7)计算模数mm=d3/z3=3mm2.按齿根弯曲强度设计按齿根弯曲强度计算k=ka.kv.kFa.Kfb=1 x 1.12 x 1X 1.43=1.11m 3 2 dZ1设计计算m 3.41由结果得：对模数m圆整为标准值m=3mm小齿轮齿数z3=57/3=19大齿轮齿数z4=i2.z3=724.、计算分度圆直径d3=mz3=X 19=57mmd4=mz4=3x 57=2

13、16mm计算中心距a=d3+d4/2=136.5mm取 B3=71mmB4=66.5mm齿轮（3）名称符号单位公式结果模数m2mm3齿数Z3mm19分度圆直径d3mmd3= m2Z357齿顶圆直径da3mmda3 = d 3+2ha63齿根圆直径df3mmd f3 = d 3-2h f49.5齿距Pmmp= m 2 n9.4齿厚smms=p/24.7标准中心距a2mma1= m1 ( z3+z4) /2136.5齿轮（4）名称符号单位计算公式结果齿数Z472分度圆直径d4mmd4 = m3Z4216齿顶圆直径d a4mmd a4 = d 4 +2h a222齿根圆直径df4mmd f4 = d

14、 4 - 2h f208.5基圆直径d b4mmdb4=d4 cos a203.0齿宽b4mmb4 =d 3 dd=166.5b3mmb 3= b 4 +4.5711.2.2轴的设计1）轴i.选用TL型弹性套柱销联轴器：T=9550X 7.5/940=39.8Tc=KT=1.5X 39.8=59.7由dc=24查表选TL4联轴器d仁d 电动机=40mm轴孔直径 dmin=40 mm dmax=50mm选轴承6008 内径d=40mm2）轴 IIp2 d2 A0.3 PV N2式中：A0系数，A0取107;P2 功率，P2=3.84kw;N2转速，N2=240r/min ;计算得d2 =42mm

15、取45mm轴承选用6009内径d=45mm3）轴 III式中：A0系数，A0取107;P3 功率，P3=3.73kw;N3转速，N3=80r/min ;3计算得d3=39mm取40mm查表选 KL7联轴器 d min=40mm, dmax=50mm轴承选用6210 内径d=50mm4）滚筒 d 59.88 取 60mm查表 选 TL8 联轴器 dmin=50mm , dmax=60mm1.2.3各级轴传动轴承的选择选用国标GB/T29294角接触球轴承，见下表:序号轴承轴径mm联轴器轴16008d=40KL7（dmin=40，dmaX=50）轴II6009d=45轴III6210d=50KL7

16、（ dmin=40 ，dmaX=50）1.3 .键联接选择及校核i.键类型的选择选择45号钢，其许用挤压应力p=150Mpa1轴左端连接弹性联轴器，键槽部分的轴径为 30mm轴段长44mm所以选择单圆头普通平键（A型）键b=10mm,h=8.8mm,L=38mm2轴轴段长为46.5mm轴径为45mm所以选择平头普通平键（A型）键 b=10mm,h=8.8mm,L=32mm轴段长为69mm轴径为37mm所以选择平头普通平键（A型）键 b=10mm,h=8.8mm,L=32mm3轴轴段长为66.5mm轴径为56mm所以选择圆头普通平键(A型)键 b=16mm,h=9.5mm,L=40mm右端连接凸

17、缘联轴器，键槽部分的轴径为 40mm轴段长60mm 所以选择单圆头普通平键 (A 型)键 b=14mm,h=8.8mm,L=52mm2. 键类型的校核1轴T=39.3N.m ， Fp=2T/(d*l*k)=26.7MpaFp则强度足够， 合格2轴T=152.8N.m ， Fp=2T/(d*l*k)=42.6MpaFp则强度足够， 合格3轴T=341.98N.m ， Fp=2T/(d*l*k)=72.3 MpaFp则强度足够， 合格, 均在许用范围内。1.2.4 各级轴的校核计算1 轴强度校核1 1). 高速轴的强度校核由前面选定轴的材料为 45 钢，调制处理，由工程材料及其成形基础表查得 抗拉

18、强度 b =735Mpa2) . b . 计算齿轮上受力(受力如图所示)Fte务弋严3 676N切向力径向力Fre Fte tan15 676 0.268 181N3) .计算弯矩水平面内的弯矩：Mymax=6298n.mm垂直面内的弯矩：Mzmax=23522n.mm故M=24350n.mm取=0.6 ,计算轴上最大应力值：Fmax=2.5Fb=735mpa故高速轴安全，合格。弯矩图如下：T = 22,98N.M2 1).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 b=735Mpa2). b.计算齿轮上受力(受力如图所示)3Fte 2T3234

19、1.98 101988.2 N切向力d4344径向力 Fre Fte tan 151988.2 0.268533N3) .计算弯矩水平面内的弯矩：My=22821 n.mm垂直面内的弯矩：Mz=85126n.mm故 M=88132n.mm取=0.6 ,计算轴上最大应力值:Fmax=18.6mpa=8箱盖壁厚S 180.02a+3 =8凸缘厚度箱座b121.5 S箱盖b1121.5 S 1底座b2202.5 S箱座肋厚m80.85 S型号dM160.036a+12地脚螺钉f数目n4轴承旁联接螺栓直径d1M100.75 df箱座、箱盖联接螺栓直径d2M8(0.5-0.6 ) df尺寸连接螺栓的间距

20、l160150-200轴承盖螺钉直径d38(0.4-0.5 ) df观察孔盖螺钉d46(0.3-0.4 ) df定位销直径d9.6(0.7-0.8 ) d2d1,d2至外箱壁距离C122C1=C1mi nd2至凸缘边缘距离C216C2=C2mi ndf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1138C1+ C2+(58)的距离轴承端盖外径D2102 95 135轴承旁连接螺栓距离S110 112 142注释：a取低速级中心距，a= 160mm2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

21、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13X 100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M1（X 1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轴承盖凸缘式固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷，轴承座孔轴承盖两端用轴承盖封闭。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种。图中六角螺采用的是凸缘式轴承盖，利用六角螺栓固定在箱体上，外栓（M8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M9X 38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号钢油面指油标尺检查减速器内油池油面的咼度，经常保持油池内有适吐 示器M16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