河北工程大学2级减速器设计设计

1、-作者xxxx-日期xxxx河北工程大学2级减速器设计设计【精品文档】2011/2012学年 第二学期机械设计课程设计题目名称 展开式二级圆柱直齿轮减速器学院（系） 机电学院专 业 机械设计与制造班 级 0902班学 号 姓 名 指导老师 河北工程大学2011年6月设计题目：展开式二级圆柱齿轮减速器设计数据：运送带传递的有效圆周力F=9800N,v=/s，D=515mm设计要求：原动机为电动机，齿轮单向传动，有轻微冲击工作条件：连续单向运转 工作时有轻微震动 空载启动 使用期限为八年 单班工作制(每班8小时)传动示意图如下：目录一、 选择电动机二、 确定传动装置的总传动比和分配传动比三、 计算

2、传动装置的运动和动力参数四、 设计V带和带轮五、 链传动的设计 六、 齿轮的设计 七、 齿轮轴的设计 八、 滚动轴承的选择及校核计算 九、 键的选择及校核 十、 轴承端盖设计十一、 密封圈的设置十二、 减速器机体结构及尺寸十三、 参考资料十四、设计心得一、 选择电动机工作机所需功率Pw：说明：电动机之工作机之间的总效率根据电动机功率及转速查手册第317页表108查出电动机型号为Y123Skw，工作输出效率为kw,工作输出效率为基本符合工作要求二、 确定传动装置的总传动比和分配传动比总传动比 ：平均传动比：分配传动比： 则三、 计算传动装置的运动和动力参数将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴,

3、2轴，3轴。 依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3之间，之间的传动效率。1. 各轴转速：: 3各轴输入转矩： 四、设计V带和带轮：1. 设计V带(1) 确定设计功率 查课本表8-7得：计算功率 （2）选择带型 根据 , 由课本图8-4a，选择A型V带。 （3）选取带轮基准直径 与 由表8-8取=90mm由式8-18得= * =2*90=180mm 查课本表8-8取=180mm（4）验算带速 带速在530m/s范围内，合适（5）取V带基准长度Ld和中心距a：初步选取中心距： 取=300mm符合0.7（+）< <2(+)由课本式8-26得: 查课本表8-2取=1000mm由课本式8

4、-27计算实际中心距：（6）验算小带轮包角 ：由课本式8-3得：(7)求v带根数z：由式8-28得： 查课本表8-3得， =查课本表8-4得, =0.17查课本表8-6得, =查课本表8-5得, =则取=8五、 链传动的设计：1、 选择链轮齿数，根据i=估计链速在0.63之间由表（8-15）知，选小链轮的齿数=19大链轮的齿数= *i链=19*2.69=所以取=522、确定计算功率 由表（8-12）查得，故 = * =1.0*=km3、确定中心距a0及链节数 初选中心距 =30p 由式（8-43）得取=103mm4、验正链速5、确定链长L和中心距a链长：L=中心距;=1419 mm6作用于轴上

5、的压力F=工作平稳，取压轴力系数=1.15 F=11201N7、计算链轮轴向宽度，由表9-1及9-4知=0.95*25.22=24mm =24mm 六、 齿轮的设计:1、高速级减速齿轮的设计 选用直齿圆柱齿轮传动 选用7级精度（GB1009588） 选材：由表10-1选小齿轮材料为40Cr（调制） 硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚（调制）硬度为240HBS，硬度差为40HBS 选小齿轮齿数为=24，则大齿轮齿数为=3.824*24=91.8，取2、按齿面接触强度设计 由强度公式计算：即 确定公式内各参数值选载荷系数 计算小齿轮转矩：= 93510.417N*mm 由表10-7选取齿宽系数

6、 由表10-6查得材料的弹性影响系数 由图10-21d查得小齿轮接触疲劳强度极限： 大齿轮接触疲劳强度极限： 由式10-13计算应力循环次数 =60*720*1*2*8*300*8=1.66* =0.443* 由图10-19取接触疲劳寿命系数 ，6 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，则：=*/S=0.92*600=552Mpa=*550=528Mpa3、计算：计算小齿轮分度圆直径 =计算圆周速度 V=/s计算齿宽b b=1*62.779=计算齿宽与齿高比b/h 模数=mm b/h=计算载荷系数据v=m/s，7级精度，查图10-8知直齿轮：=1由表10-2知使用系数=1.0由

7、表10-4知由b/h=，知故载荷系数为：K=按实际的载荷系数校正 =mm计算模数m：m=/24=mm4、按齿根弯曲强度设计：由式10-5知弯曲强度的设计公式确定公式内的各数值 由图10-20c知小齿轮的弯曲疲劳强度极限=500Mpa大齿轮的弯曲疲劳强度极限=380Mpa 由图取弯曲疲劳寿命系数 , 计算弯曲疲劳许用力：取弯曲疲劳安全系数 S=1.4,由公式10-12得 0*380/1.4=24Mpa 计算载荷系数KK= 查取齿形系数：由表10-5查得=2.65，=2.196 查取应力校正系数由表10-5查得8，82 计算大小齿轮的并加以比较 =2.658/307. =82/可知大齿轮的数值大设

8、计计算= =mm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取有弯曲强度算得的模数并就近圆整m=2.0mm算出小齿轮齿数 5、几何尺寸计算计算分度圆直径=34*2=68mm =130*2=260mm计算中心距a=（）/2=（68+260）/2 =164mm计算齿轮宽度=1*68mm=68mm 取 6、低速级减速齿轮的设计 选用直齿圆柱齿轮传动 选用7级精度（GB1009588） 选材：由表10-1选小齿轮材料为40Cr（调制） 硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚（调制）硬度为240HB

9、S，硬度差为40HBS选小齿轮齿数为=24，则大齿轮齿数为=3*20=60齿数之比u=60/20=32、按齿面接触强度设计由强度公式计算：即 确定公式内各参数值选载荷系数 计算小齿轮转矩：= 3.47*10N·mm 由表10-7选取齿宽系数=1.0 由表10-6查得材料的弹性影响系数 由图10-21d查得小齿轮接触疲劳强度极限： 大齿轮接触疲劳强度极限： 由式10-13计算应力循环次数 =60*188.285*1*2*8*300*8=4.338* =1.239* 由图10-19取接触疲劳寿命系数 6，=计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，则：=*6*600=576M

10、pa=*8*550=539Mpa3、计算：计算小齿轮分度圆直径 =计算圆周速度 V=/s计算齿宽b b=1*96.48= 计算齿宽与齿高比b/h 模数4mm=9mm计算载荷系数据v=m/s，7级精度，查图10-8知直齿轮：=1由表10-2知使用系数=1由表10-4知由b/h=，知=1.38故载荷系数为：K=按实际的载荷系数校正=计算模数m：m=4、按齿根弯曲强度设计：由式10-5知弯曲强度的设计公式确定公式内的各数值 由图10-20c知小齿轮的弯曲疲劳强度极限=500Mpa大齿轮的弯曲疲劳强度极限=380Mpa 由图取弯曲疲劳寿命系数 3 计算弯曲疲劳许用力：取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由公

11、式10-12得 计算载荷系数KK= 查取齿形系数：由表10-5查得=2.65，12 查取应力校正系数由表10-5查得8，74 计算大小齿轮的并加以比较 =2.658/321. 1274/可知大齿轮的数值大设计计算=对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取有弯曲强度算得的模数3.51并就近圆整m=4mm算出小齿轮齿数= =1165、几何尺寸计算计算分度圆直径=33*3=99mm=116*3=348mm计算中心距a=（）/2 =计算齿轮宽度=1*99mm=99mm 取七、齿轮轴的设计轴的

12、设计：1、 选择材料：45钢，调制处理，据表153，取=112， 于是得= =由于轴上有2个键槽，所以轴颈应增加5%-7%取mm 轴的设计拟定轴上的装配方案如下：根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 -是带轮连接所以， 为了满足带轮的轴向定位要求，-轴段右段需制造出一个轴肩，故取，轴承端盖的总宽度设为42mm，根据轴承端盖的装拆方便及便于添加润滑脂的要求，取端盖的外端面距离为30mm，故取=65mm 初步选滚动轴承，因其只受径向力，因此 可选深沟球轴承，由目录初选6308，其尺寸 d=40mm，D=90mm，B=23mm 故且=23mm 右端滚动轴承采用轴肩定位，取h=0.1d=5mm 所

13、以 取安装齿轮处的轴段直径齿轮右端面 与轴承用套筒定位，高速小齿轮轮毂宽=73mm为使套筒端面可靠地压紧齿轮故取 齿轮的右端用轴肩定位，轴肩高h0.07d，取h=5mm，则轴环直径=73mm，轴环宽b1.4h，取 取齿轮距箱体内壁距离a=16mm，高级减速大齿轮 与低级减速小齿轮之间的距离c=20mm，考虑到箱体 的铸造误差，在确定滚动轴承位置是，应距箱体 一段距离s，取s=8mm，所以套筒宽，已知轴承宽B=23，低速小齿轮 的轮毂宽，所以=B+s+a+-=24mm =149mm 轴上零件的周向定位： 均采用平键连接，按可选平键，同时为了保证带轮与轴之间良好的对中性，故选择带轮与轴之间的配合为

14、，同样齿轮与轴之间的键为，齿轮与轴之间的配合为，轴承与轴之间的周向定位是用过渡配合实现的，此处选轴的直径公差为6取轴端倒角为245°。轴的强度计算： 求齿轮上的作用力：圆周力=2=N径向力 求带轮上的作用力：水平面上带轮给轴的压轴力 竖直平面 水平面 由图知C为危险截面，对其校核 由于45钢调制处理知>可知安全轴的设计：1选择材料：45钢，调制处理，据表153，取=112， 于是得 =由于轴上有2个键槽，所以轴颈应增加5%-7%取mm 2、 轴的设计拟定轴上的装配方案如下：根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 -是与轴接触的轴段，依据轴孔的大小系列， 取， 初步选择滚动轴承

15、因其只受径向力因此 可选深沟球轴承，由目录初选6308，其尺寸 d=40mm，D=90mm，B=23mm 为使两个高速齿轮合适的啮合，则应取其中端盖宽16，套筒宽31mm -为高速级大齿轮相接处的轴段，为使套筒端面可靠地压紧齿轮取 选取轴肩高h=（0.070.1），取=5mm所以=49mm -为两个齿轮定位段，其长度=30mm 取， -为轴承与轴相接处，依据结构可知 ，取套筒宽为10mm，右轴承为 6308，取端盖宽13mm3、轴上零件的周向定位：均采用平键连接，按及两个键均可选平键， 同时为了保证带轮与轴之间良好的对中性，故选择带轮与轴之间的配合为，轴承与轴之间的周向定位是用过渡配合实现的，

16、此处选轴的直径公差为64、轴的强度计算： 求高速齿轮上的作用力：圆周力=2673N 径向力 求低速齿轮上的作用力：圆周力=6711N 径向力=2443N 轴上的载荷： 由图知C处是危险截面，对其校核 由于45钢调制处理知>可知合适。轴的设计1选择材料：45钢，调制处理，据表153，取=112， 于是得=mm由于轴上有2个键槽，所以轴颈应增加5%-7%取mm 2轴的设计拟定轴上的装配方案如下：-是与链相接处，取 取根据轴承端盖的装拆方便及便于添加润滑脂的要求，取端盖的外端面距离为30mm，故取=50mm取初步选择滚动轴承，因其只受径向力，因此可选深沟球轴承，由目录初选6308，其尺寸d=7

17、0mm，D=150mm，B=35mm故且=35mm右端滚动轴承采用轴肩定位，取h=0.1d=5mm所以，取，由结构取 取安装齿轮轴段的直径 为使套筒端面可靠地压紧齿轮取 -为齿轮定位轴肩，轴肩 h=（0.0701）d，取h=6mm，所以 =87mm，取 轴上零件的周向定位：均采用平键连接，按可选平键，同时为了保证带轮与轴之间良好的对中性，故选择带轮与轴之间的配合为，同样齿轮与轴之间的键为，齿轮与轴之间的配合为，轴承与轴之间的周向定位是用过渡配合实现的，此处选轴的直径公差为6轴的强度计算：求齿轮上的作用力：圆周力=2=6445N 径向力 竖直平面， 水平面 由图知C处是危险截面，对其校核 由于4

18、5钢调制处理知>可知合适。八、轴承校核1、轴上轴承校核：预期寿命=19200小时 当量动载荷，取因为，所以只需校核载荷大的寿命基本额定动载荷 取，则=KN轴6308的=KNC1可知合格 2、轴上轴承校核：预期寿命=19200小时当量动载荷，取因为，所以只需校核载荷大的寿命基本额定动载荷 取，则=KN轴6308的=KNC可知合格 3、轴上轴承校核：预期寿命=19200小时当量动载荷，取因为，所以只需校核载荷大的寿命基本额定动载荷 取，则=KN 轴6308的=105KNC可知合格九、键的设计1、输入轴上的键带轮连接于轴端选用的平键圆头C型，尺寸b*h*l=10mm*8mm*100mm校核键的

19、连接强度 由表6-2查得许用挤压应力,取=110MPa 键的工作长度l=L-b/2=100-10/2=95mm 键与轮毂的接触高度k=0.5h0.5*8=4mm 故连接的挤压强度足够2、 中间轴上的键1 两齿轮与轴都用平键中的圆头键（A型）连接尺寸b*h*l=14mm*9mm*56mm，b*h*l=16mm*10mm*100mm2 校核键的连接强度由表6-2查得许用挤压应力，取键的工作长度分别为L1=l1-b1=42mm，L2=l2-b2=84mm接触高度分别为3、 输出轴上的键1 键与轴用的是平键中的单圆头键（c型），连接齿轮与轴用的是平建中的圆头键（A型）连接。尺寸分别是b*h*l=18m

20、m*11mm*45mm，b*h*l=20mm*12mm*90mm。2 校核键的连接强度由表6-2查得许用挤压应力，取键的工作长度l=L-b/2=36mm，接触高度分别为十、轴承端盖参数：由机械设计手册表14-43第一根轴上：轴承内径D=36mm 螺栓直径d=8mm螺栓所在中心圆=D+2.5d=75mm轴承端盖凸缘厚度e=1.2d=42mm第二根轴上：轴承内径D=60mm 螺栓直径d=8mm螺栓所在中心圆=D+2.5d=75mm轴承端盖凸缘厚度e=1.2d=42mm第三根轴上：轴承内径D=66mm 螺栓直径d=8mm螺栓所在中心圆=D+2.5d=75mm轴承端盖凸缘厚度e=1.2d=42mm十一

21、、密封圈的设置：1. 高速轴上的密封圈d=38mm D=53mm B=7mm =39mm 2. 低速轴上的密封圈 十二、减速器机体结构及尺寸减速器箱体参数：箱座厚度 箱盖厚度 箱盖凸缘厚度 箱座凸缘厚度 箱座底凸缘厚度 地脚螺栓直径 地脚螺钉数目 n 查手册的 n=6轴承旁联接螺栓直径 盖与座连接螺栓直径 轴承端盖螺钉直径 轴承端盖上螺钉数目 4视孔盖螺钉直径 6定位销直径 6，至外箱盖壁的距离 查手册得 ，至凸缘边缘的距离 查手册得 外箱壁至轴承端面距离 齿轮顶圆与内箱壁距离 箱板肋厚 箱座肋厚 轴承端盖外径 轴承端盖外径 十三、参考资料【1】【2】【3】 机械设计 第八版，西北工业大学出版社=72=90mm=180mm=300mm=1000mm=8=19=52=24=1.66*0.443*=mmm=K=34=68mm=4.338*=1.239*=m=mm=KN十四、设计心得经过紧张而有辛苦的三周的课程设计结束了当我快要完成老师下达给我的任务的时候，我仿佛经过