圆柱二级齿轮减速器课程设计

1、机械设计课程设计计算说明书学 院： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班级学号：机制一班 0708014102 指导教师： 姜国栋 学生姓名： 李瑞 佳木斯大学机械工程学院机械基础教研室2010年7月01 日目录 目录-1机械设计任务书-2第一章 机械传动装置的总体设计-31.1 拟定传动方案-31.2 电动机的选择-41.3 传动装置的总传动比及其分配-51.4 计算传动装置的运动和动力参数-6第二章 主要零部件的设计与计算-72.1 计算V带传动的主要参数-72.2 齿轮传动设计-10 第1级齿轮副设计-12 第2级齿轮副设计-152.3 减速器轴及轴承装置、键的设计-18

2、I轴（输入轴）及其轴承装置、键的设计-18 II轴（中间轴）及其轴承装置、键的设计-24 III轴（输出轴）及其轴承装置、键的设计-30第三章 铸件减速器机体结构尺寸计算表-353.1 铸件减速器机体结构尺寸计算表-35第四章 箱体结构的设计- 36第五章 润滑与密封-37心得体会-38参考资料目录-39佳木斯大学机械设计课程设计任务书班级 0708014102 姓名 李瑞 数据编号 01 （ 2007级机械设计制造及其自动化专业） 课程设计任务：设计带式运输机上使用的二级圆柱齿轮减速器，工作时有轻微冲击，单向运转，双班制工作，使用年限为8年，减速器小批量生产。原始数据;F D V 数据表格如

3、下：组别 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10带传动拉力F(N)2000180018002200240025002600190023002000卷筒直径（mm）330340360350260250280360310360传动带速度m/s2.32.352.52.41.81.81.82.452.12.4课程设计应完成的工作10号装配图1张：绘制减速器总装配图 21号零件图1张：绘制机盖或机座零件图32号零件图2张：绘制输出轴或输出轴上的齿轮零件图4. 编写设计计算说明书一份：6000-8000字课程设计进程安排1、第一阶段：总体计算和传动件的参数计算2、第二阶段：轴与轴系零件的设计3、第三阶段

4、：轴、轴承、联轴器、键的校核4、第四阶段：零件图、装配图的绘制第一章 机械传动装置的总体设计1.1：拟定传动方案我选择的组别为第四组组别带传动拉力卷筒直径带传动速度 120003302.3传动装置总体设计：1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。 其传动方案如下目的过程分析结论类型传动方案拟定卷筒转速为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速，即=133.18r/min1.2

5、： 电动机的选择目的过程分析结论选择电动机选择电动机 1电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y132M-4系列三项异步电动机。它为卧式封闭结构2电动机容量1) 卷筒轴的输出功率 2) 电动机输出功率d 传动装置的总效率 式中，为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。 由参考书1表2-4查得：V带传动效率=0.98； 滚子轴承传动效率； 圆柱齿轮传动效率； 弹性联轴器传动效率 ；卷筒轴滑动轴承传动效率；则故 3电动机额定功率因为工作时有轻微震动，故电动机功率略大于输出功率电动机额定功率 由课程设计手册表201 Y系列三相异步交流电动机技术数据可得满足额定功率的为7.5

6、KW。4电动机的转速为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由任务书中推荐通常二级圆柱齿轮减速器传动比i=840，则电动机转速可选范围为由课程设计手册表201 Y系列三相异步交流电动机技术数据可得满足上述两条件的电动机分别为Y123S2-2和 Y132M-4 两种型号。将这两种型号的电动机列表进行比较如下：方案号电动机型号额定功率KW满载转速r/min额定转矩N.m最大转矩N.m质量Kg1Y123S2-27.5 2900 2.0 2.3 70 2Y132M-4 7.51440 2.2 2.3 81Y123S2-2和 Y132M-4 两种型号的电动机的额定功率 ，额定转矩，最大转矩均

7、相同，在质量上方案一较轻，节省材料与空间，从满载转速上来比较Y123S2-2的转速高，传动比大于20 ，传动比相对过高，选择Y132M-4时传动比为1440/133.18=10.812更为符合设计的实际要求 所以选择Y132M-4。 Y132M-4系列三项异步电动机=4.6KW=0.729=6.31KW选择Y132M-4型号的电动机1.3： 传动装置的总传动比及其分配目的过程分析结论总传动及分配比1）、总传动比=1440/133.1810.8122)、设带轮的传动比为 高速级齿轮传动比为,低速级齿轮为 齿轮高速级的传动比是低速级的1.3倍=10.812=2.35 ；=2.35*1.3=3.06

8、 所以传动系统各传动比为；=3.06 ；=2.35 ；7.19；=3.06 ；=2.351.4：计算传动装置的运动和动力参数目的过程分析结论传动系统的运动和动力参数计算传动系统的运动和动力参数计算 1各轴转速减速器传动装置各轴从高速轴至低速轴依次编号为：轴、轴、轴。各轴转速为：2各轴输入功率按电动机所需功率计算各轴输入功率，即3各轴输入转矩T(Nm)将计算结果汇总列表备用。项目电动机高速轴中间轴低速轴N转速（r/min）1440960313.5133.18P 功率（kW）6.316.185.7545.36转矩T(Nm)41.8561.5257.28125.35i传动比1.53.062.35效率

9、0.980.970.96第二章 主要零部件的设计与计算：2.1：计算带传动的主要参数目的过程分析结论带的参数计算带的参数计算带的参数计算 已知带传动的工作条件：两班制（共16h），连续单向运转，载荷平稳，所需传递的额定功率p=6.31kw小带轮转速 大带轮转速，传动比。设计内容包括选择带的型号、确定基准长度、根数、中心距、带的材料、基准直径以及结构尺寸、初拉力和压轴力等等（因为之前已经按选择了V带传动，所以带的设计按V带传动设计方法进行）1）、计算功率 =2)、选择V带型 根据、由图8-4a机械设计p152选择A型带（d1=112140mm）3）、确定带轮的基准直径并验算带速v(1)、初选小带

10、轮的基准直径，由（机械设计p152表8-4a取小带轮基准直径（2）、验算带速v 因为5m/s19.0m/s90 包角满足条件（6）.计算带的根数单根V带所能传达的功率 根据=1440r/min 和=125mm 表8-4a用插值法求得=2.5kw单根v带的传递功率的增量 已知A型v带，小带轮转速=1440r/min 转动比 i=/=1.5 查表8-4b得=0.36kw查表8-5得包角修正系数=0.96,表8-2得带长修正系数=0.99=(+)=(2.5+0.35) 0.960.99=2.71KWZ= =6.31/2.71=2.32 故取3根.（7）、计算单根V带的初拉力和最小值500*+qV=1

11、60.0N对于新安装的V带,初拉力为:1.5=240N对于运转后的V带,初拉力为:1.3=208N（8）计算带传动的压轴力=2Zsin(/2) =960N（9）.带轮的设计结构A. 带轮的材料为:HT200B. V带轮的结构形式为:腹板式V=188mm=500mm178=2.5kw取3根=160.0N=960NA. 带轮的料为:HT200B. V带轮的结构形式为:腹板式2.2、齿轮传动设计高速齿轮传动设计高速齿轮传动设齿轮传动设计高速齿轮传动设计高速齿轮传动设计低速齿轮传动设计低速齿轮传动设计低速齿轮传动设计 先设计高速级齿轮传动1）、选择材料热处理方式根据工作条件与已知条件知减速器采用闭式软

12、齿面计算说明(HB=350HBS),8级精度,查表10-1得小齿轮 40Cr 调质处理 HB1=280HBS大齿轮45钢调质处理 HB2=240HBS按软齿面闭式齿轮的设计计算路线分别进行高速级圆柱齿轮传动设计计算和低速级圆柱齿轮传动设计计算。根据以上的数据计算可知， 齿轮传动的总减速比为7.19高速级传动比i=3.04 低速级传动比i=2.309 （满足比值为1.21.4的取值关系）输入功率 ；所以输出扭矩为416输入转速为所以输出转速为134r/min中心距的处理方式：各级中心距计算结果圆整为标准值。我将工作条件设置为倒车频繁，以使设计出来的减速器更具实用价值。原动机的载荷特征为：轻微震动

13、。工作机的载荷特征为：轻微震动。自动速比分配所给予的原则见下面的表格。选择材料，热处理 精度等级，工艺流程，相关数据的设计参数如下图：我采用gearbox 4.0的版本进行二级圆柱齿轮减速器的设计，并查阅相关课程设计手册和指导用书，在尽可能满足生产的实际需要和制造加工的方便，另考虑生产率等因素，将计算结果导入下列数据，并一起给出数据，以便于观看：减速器总体技术要求和设计结果:- -减速器类型: 两级展开式圆柱齿轮减速器- -速比分配原则: 由用户分配- -目标减速比 i 7.19 实际减速比 i 7.19- -减速比偏差 0.94% 输入功率(KW) Pi 7.20- -输入扭矩(N.m) T

14、in 61.5 输入转速(rpm) n0 960.00- -输出扭矩(N.m) Tout 418 输出转速(rpm) na 131.18- -原动机载荷 轻微振动 工作机载荷 轻微振动- -是否频繁倒车 是 重要程度 一般- -减速器效率 0.97 中心距之和 330- -设计寿命(h) 10000 装配时调整或跑和 是- -2.2.1：第1级齿轮副设计结果:- -传动类型 圆柱齿轮 齿轮布局 不对称- -齿轮类型 直齿 变位方式 不变位- -精度等级 7-7-7 传动效率 0.97- -输入扭矩(N.m) T1 61.5 输入转速(rpm) n1 960.00- -圆周速度(m/s) v 3

15、.77 切向力(N) Ft 1910.00- -小齿轮材料 40Cr 大齿轮材料 45- -小齿轮热处理 调质 大齿轮热处理 调质- -小齿轮硬度 HB260 大齿轮硬度 HB216- -中心距 a 140 模数 m 2.5- -小齿轮齿数 z1 27 大齿轮齿数 z2 81- -减速比 i 3.06 螺旋角 1500- -小齿轮螺旋方向 左 大齿轮螺旋方向 右- -小齿轮变位系数 x1 0 大齿轮变位系数 x2 0- -小齿轮分度圆 d1 70 大齿轮分度圆 d2 210- -小齿轮齿顶圆 da1 75 大齿轮齿顶圆 da2 215- -小齿轮齿顶高 ha1 2.5 大齿轮齿顶高 ha2 2

16、.5- -小齿轮齿根高 hf1 3.13 大齿轮齿根高 hf2 3.13- -小齿轮全齿高 h1 5.63 大齿轮全齿高 h2 5.63- -小齿轮当量齿数 zv1 25.00 大齿轮当量齿数 zv2 88.00- -端面重合度 1.72 齿线重合度 0- -总重合度 1.72 齿轮宽度 b 56- -小齿轮跨测齿数 k1 3 大齿轮跨测齿数 k2 10- -小齿轮公法线长度 W1 23.19 大齿轮公法线长度 W2 87.83- -小齿轮公法线长度偏差 Ew -0.08/-0.14 大齿轮公法线长度偏差 Ew -0.13/-0.19- -小齿轮弦齿高 3.07 大齿轮弦齿高 3.02- -小

17、齿轮弦齿厚 4.71 大齿轮弦齿厚 4.71- -小齿轮齿厚偏差 Es -0.11/-0.17 大齿轮齿厚偏差 Es -0.16/-0.19- -小齿轮齿距累积公差 Fp 0.045 大齿轮齿距累积公差 Fp 0.090- -小齿轮齿圈径向跳动 Fr 0.036 大齿轮齿圈径向跳动 Fr 0.050- -小齿轮径向综合公差 Fi 0.050 大齿轮径向综合公差 Fi 0.071- -小齿轮齿形公差 ff 0.011 大齿轮齿形公差 ff 0.013- -小齿轮齿距极限偏差 fpt 0.014 大齿轮齿距极限偏差 fpt 0.016- -小齿轮基节极限偏差 fpb 0.013 大齿轮基节极限偏差

18、 fpb 0.014- -小齿轮一齿径向综合公差 fi 0.020 大齿轮一齿径向综合公差 fi 0.022- -小齿轮公法线长度变动公差 Fw 0.028 大齿轮公法线长度变动公差 Fw 0.036- -小齿轮齿向公差 F 0.016 大齿轮齿向公差 F 0.016- -中心距极限偏差 fa 0.032 接触应力(MPa) H 417 -小齿轮许用接触应力 Hp1 424 大齿轮许用接触应力 Hp2 558- -小齿轮接触疲劳极限 Hlim 1 715 大齿轮接触疲劳极限 Hlim 2 567- -小齿轮弯曲应力 F1 55 大齿轮弯曲应力) F2 52- -小齿轮许用弯曲应力 Fp1 309 大齿轮许用弯曲应力 Fp2 221- -小齿轮弯曲疲劳极限 Flim 1 207 大齿轮弯曲疲劳极限 Flim 2 148- -综合系数 K 2.87 使用系数 Ka 1.35- -齿向载荷分布系数 KH 1.43 齿间载荷分配系数 KH 1.01- -动载系数 Kv 1.09 节点区域系数 ZH 2.49- -