厦门理工学院 机械设计课程设计 二级圆柱齿轮减速器

1、机械工程系课程设计说明书课 程 名 称：机械设计课程设计题 目 名 称：二级圆柱齿轮减速箱设计年级专业及班级：2009班机制3班姓 名：付豪学 号：0908012324指 导 教 师：吕韦白，金玉狮评 定 成 绩：教 师 评 语： 指导老师签名： 20 年 月 日目录第一章设计计划书-3第二章运动学和动力学计算-4 1.1. 电动机的选择与计算-4 1.2. 分配传动比-5 1.3.传动装置参数的计算-7第三章 传动零件的设计-92.1带传动的设计-92.2齿轮的设计-122.3校正传动比和动力参数-182.4链传动的设计-202.5轴的设计计算（手写）-24第三章 滚动轴承的设计计算-35第

2、四章 连接件的选择-35第六章 箱体的设计-36第七章 减速器的润滑和密封-36参考文献-36总装配图-A0图纸齿轮图-A3图纸轴的图-A3图纸第一章 设计任务书课程设计设计内容1. 设计任务书2. 拟定和分析设计方案3. 选择电动机，计算传动比和运动参数4. 传动件设计5. 轴的设计和键的设计6. 轴承及组合件的设计，联轴器的选择7. 箱体和附件的设计8. 润滑和密封设计9. 零件图和装配图的绘制10. 设计说明书的编写课程设计要求1 工作条件运输机连续工作，单向运转，载荷较平稳，空载起动，使用期限8年。两班制；减速器小批生产。运输带允许速度误差为5%。2.原始数据（1）运输带拉力F(KN)

3、: 4.3（2）运输带速度V(m/s): 0.84（3）卷筒直径D(mm): 330 3 .设计工作量（1）画出装配图二张（A1）（草图和正式图）；（2）零件工作图2张 （齿轮，轴）（计算机绘图）；（3）零件工作图3张A2或A3三张（齿轮，轴，带式输送机）（4）设计计算说明书一份。第二章 运动学和动力学的计算计算过程计算结果一、电动机的选择（1）电动机类型的选择根据工作要求和条件，选用三相异步电动机，电压380V，Y型。（2）电动机功率选择：1）传动装置的总功率：工作机所需要的有效功率为： 2）传动装置的总效率：由电动机至运输带的传动总效率为： 根据机械设计课程设计P5表1-7，取=0.96，

4、=0.98，=0.97，=0.99，=0.97，=0.96则传动装置的总效率为： 3）确定电动机的功率：电动机的输出功率应为： 由P167表12-1选取电动机的额定功率为5.5KW。4）确定电动机的转速：带式运输机的所需转速： 总传动比 带传动的传动比=24；二级圆柱齿轮减速器传动比 =840，链传动=25所以总传动比=32800知电动机转速的可选范围为：符合这一范围的同步转速只有3000r/min。5）电动机型号的确定根据电动机功率和同步转速，选定电动机型号为Y132S1-2。电动机型号额定功率KW同步转速r/min满载转速r/min堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩总传动比iY132S1-2

5、5.5300029002.02.360.3714 6）电动机参数中心高H外形尺寸L*(AC/2+AD)*HD底脚安装尺寸A*B地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D*E装键部位尺寸F*GD132475*345*315216*1401238*8010*41二、确定传动装置的总传动比和分配传动比：（1）总传动比 由选定的电动机满载转速和带式运输机的转速，可得传动装置总传动比： （2）分配传动装置传动比 由，查指导书表1，取V带的传动比为2.8，即，链传动比为2.5，即，则减速器传动比： 在二级圆柱斜齿轮减速器中 三、计算传动装置的运动和动力参数：（1）各轴转速：（2）各轴输入功率：（3）计算各轴输入转矩： 将

6、上述所计算的结果列表如下：轴名效率P/KW扭矩T/Nm转速n（r/min）传动比i效率输入输出输入输出电机轴5.3617.6529002.80.961轴5.145.0447.4046.45210362轴4.894.79150.64147.633103.340.95063轴4.654.56369.4362.01120.22.580.95064轴4.514.42358.32351.15120.210.97025轴4.294.2851.76834.7248.12.50.9506电动机型号：Y132S1-2第三章 传动零件的设计计算过程计算结果一、带传动设计1确定计算功率Pc 由已知条件，双班制工作，

7、查课本P156表8-7得KA=1.2所以 Pca=KA=1.25.3567=6.42804KW2选择V带型号 根据Pca=6.42804KW ，.由V带选型图（课本P157）得，坐标点位于A型V带区域，所以选择A型V带。3 确定大小带轮基准直径d1,d2 由图8-11（课本P157），初选，则 由表8-8 圆整为I实际传动比4验算带速vV=带速在530m/s范围内，所以合适。5计算中心距和基准带长初步选择中心距因为 0.7（）2() 即 238mm680mm取 =350mm则 由就近取Ld=1250mm，带长修正系数KL=0.93 由公式6验算小带轮包角17 求窄V带的根数z由传动比 查课本P

8、153表8-4b 由线性差值法 得 KW 由Ld=1250mm查表8-2得 ; =154查表8-5 得 代入数据得： 所以 取z=4（根）8 确定带的初拉力F和作用在轮轴上的压力F 取q=0.1kg/m作用在轴上的压力F=24117.9sin(154/2)=919.02N9 带轮结构设计（1）小带轮的尺寸小带轮的基准直径为90mm，参照电动机的参数，可知中心高H=132mm，轴伸长度是4620mm,轴径是38mm,所以，小带轮的轴孔直径应为38mm,轮毂长不大于 3d(d代表轴的直径),采用实心式结构（2）大带轮的尺寸，大带轮的基准直径是180mm300mm,采用腹板式结构，轮毂宽B=(1.5

9、2)d=52.570mm,取B=60mm.二，齿轮的设计1） 中心距的确定 已知 i2=3.34 i3=2.58 则 i总=3.34*2.58=8.6172 根据圆柱齿轮减速器 JB/T 8853-2001 可查得:当 i=6.3 11.2 ,可 由表查得二级圆柱斜齿轮减速器的总中心距 a=215mm, a1=95 , a2=120 2） 各齿轮模数,齿数及分度圆直径的确定 根据机械设计课程设计,可知 mn= (0.01 0.02)a ,则 mn= 1.92 3.84 根据齿轮模数系列 GB1357-78 优先选取第一系列 mn 2 对于斜齿轮,由于 Fa=Ft tan ,为了不使轴承承受过大

10、的轴向力, 斜齿圆柱齿轮传动的螺旋角不宜选得过大,常在 8 20 之间 选择. 这里高速级取 =15 则 mt=mn / cos即 mt =2.07由 i2= z 2 / z1=3.34 a1=mt *( z1+z2) / 2=95 得 z1=20.7 z 2=69.2 将齿数原整得 z1=21 z2=70 同理可得 z3=33 z4=84 而且为了是齿轮 2 和齿轮 3 产生的轴向力相互抵消,则应该要使 sin 2 / sin 3 =z 2 / z 3 近似成立,则取低速级 2 =8 则轮 1: D1=mtz1 =43.47=44 轮 2: D 2 =mtz2 =144.9=145 轮 3:

11、 D 3= mtz3 =68.31=68 轮 4: D 4= mtz4 =173.88=1743） 确定齿轮的齿宽 根据机械设计课程设计:通常在减速器中,对直齿轮取d =b / d= 0.2 0.4 , 对 斜 齿 轮 取d= b / d= 0.2 0.6 ( 仅 当d =2.5mn / a sin 时,才允许d =0.4 ) 这里属于d =b / d =0.2 0.6 的 情况,故取小齿轮的d =b / d =0.6 则 b1= 26 b3 =40.8圆柱齿轮的实用齿宽,在按d =b / d 计算后再做适当圆整,而且常 将小齿轮的齿宽在圆整值的基础上人为地加宽510mm, 以防 止大小齿轮因

12、装配误差产生轴向错位时导致啮合齿宽减小而增大 齿 轮 单 位 齿 宽 的 b1 =30mm 工 作 载 荷 , b 2=25 b3 =40 b 4 =35 2.4 齿轮的校核 a.高速级齿轮的校核 =2.38m/s,7 级精度, 由课本图 10-8 查得动载荷系数 kv =1.1 由表 10-3 查得 kH=kF= 1.4 从表 10-4 查得 7 级精度, kH=1.295 . 由机械设计表 10-2 查得使用系数 K A =1 ,故载荷系数为 k =kakvkHkH= 1.99由机械设计图 10-26 查得1 =0.75, 2 =0.85, 则= 1.6 计算接触疲劳许用应力. 由机械设计

13、图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度查资料得， 查资料P109图7-23得=0.9，=0.95.查资料得 S =1由机械设计图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度查资料得， 查资料得=0.85，=0.87.查资料得 S =1.5计算纵向重合度 = 0.318d z1 tan= 0.767根据纵向重合度 0.767 ,从机械设计图 10-28 查得螺旋角 影响系数 Y=0.91查取齿形系数与应力校正系数由机械设计表 10-5 查得 =2.91 =2.28=1.53 =1.73计算大,小齿轮的 并加以比较. 大齿轮的数值大 这就只需要对大齿轮进行齿根弯曲疲劳强度校核 204.5

14、Mpa F2齿根的弯曲强度足够了。齿面接触强度计算由于齿轮的材料均为灰铸铁,查表 10-6 zE =143.7 Mpa =527.7Mpa H=347.6Mpa H接触强度足够。 低速级齿轮的校核=2.35m/s,7 级精度, 由课本图 10-8 查得动载荷系数 kv =1.1 由表 10-3 查得 kH=kF= 1.3 从表 10-4 查得 7 级精度, kH=1.213. 由机械设计表 10-2 查得使用系数 K A =1 ,故载荷系数为 k =kakvkHkH= 1.73由机械设计图 10-26 查得1 =0.88, 2 =0.92, 则= 1.8 计算接触疲劳许用应力. 由机械设计图

15、10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度查资料得， 查资料得=0.9，=0.95.查资料得 S =1由机械设计图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度查资料得， 查资料得=0.85，=0.87.查资料得 S =1.5计算纵向重合度 = 0.318d z1 tan= 0.88根据纵向重合度 0.88 ,从机械设计图 10-28 查得螺旋角 影响系数 Y=0.94查取齿形系数与应力校正系数由机械设计表 10-5 查得 =2.49 =2.13=1.64 =1.85计算大,小齿轮的 并加以比较. 大齿轮的数值大 这就只需要对大齿轮进行齿根弯曲疲劳强度校核 208.6Mpa F2齿根的弯曲强度足够了。齿面接触强度计算由于齿轮的材料均为灰铸铁,查表 10-6 zE =143.7 Mpa =235.1Mpa H=336.17Mpa45%，长度60%。角接触球轴承7206AC,7208AC,7210AC三种的轴向游隙为2mm，用油润滑。箱盖与接触面之间禁止用任何垫片，允许涂密封胶和水玻璃，各密封处不允许漏油。减速器装置内装CKC150工业用油至规定的油面高度范围。减速器