二级圆柱齿轮减速器机械设计课程设计

1、19 机械设计基础课程设计目 录1、设计任务书.(2)2、总体设计.(3)3.传动零件的设计.(5)4、轴的设计(9)5、滚动轴承校核(13)7、键的选择(15）8、滚动轴承的选择 (17)9、联轴器的选择 (18)10、箱体设计.(19)11、润滑、密封设计.(23)一、设计题目 1、设计题目带式运输机传动系统中的展开式二级圆柱齿轮减速器 2、系统简图 系统简图如下图所示 3、工作条件1、 单向运转，有轻微振动，经常满载，空载启动，单班制工作（一天8小时），使用期限5年，输送带速度容许误差为±5%。4、原始数据 题 号参 数3运输带工作拉力F(kN)2000运输带工作速度(m/mi

2、n)0.9卷筒直径D(mm)300五、设计工作量：1、设计说明书一份2、减速器装配图1张3、减速器零件图23张二、总体设计（一）、选择电动机1、选择电动机的类型根据动力源和工作条件，选用Y型三相交流异步电动机。2、确定电动机的功率1）计算工作所需的功率其中，带式输送机的效率。2）通过查机械设计基础课程设计表10-1确定各级传动的机械效率：滚筒 =0.96；齿轮 =0.97；轴承 =0.99；联轴器 =0.99。总效率。电动机所需的功率为：。由表机械设计基础课程设计10-110选取电动机的额定功率为3kW。3）电动机的转速选940r/min 和1420r/min两种作比较。工作机的转速：现将两种

3、电动机的有关数据进行比较如下表所示方案电动机型号额定功率/kW满载转速/传动比Y112M-62.294016.40Y100L1-42.2142024.78由上表可知方案的总传动比过大，为了能合理分配传动比，使传动装置结构紧凑，决定选用方案。4）选定电动机型号为Y112M-6。查表机械设计基础课程设计10-111得电动机外伸轴直径D=28，外伸轴长度E=60，如下图所示。（二）、传动比分配根据上面选择的电动机型号可知道现在的总传动比i=16.40，高速级齿轮转动比，低速级齿轮传动比。（三）、传动装置的运动和动力参数1、各轴的转速计算2、各轴输出功率计算3、各轴输入转矩计算各轴运动和动力参数如下表

4、所示参数轴名高速轴中间轴低速轴转速940203.457.3功率2.182.092.01转矩22.198.1335.0传动比i4.623.55三、传动零件的计算（一）、高速级齿轮传动设计1、选定高速级齿轮精度等级、材料及齿数。1）输送机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度足够。2）通过查教材表11-1选择小齿轮的材料为40MnB，调质处理，齿面硬度为241-286HBS，大齿轮为ZG35Si，调质处理，硬度为241-269HBS，。3）选小齿轮齿数为Z1=26，则大齿轮齿数Z2=i1×Z1=26×4.62=120.12，取Z2=120，实际传动比。2、按齿面接触强度设计设

5、计公式（1）确定公式内的各计数值1）试选载荷系数K=1.52）小齿轮传递的转矩T2=22.1N·m=22100N·mm3）通过查教材表11-6选取齿宽系数0.84）通过查教材表11-4得弹性系数5）计算接触疲劳许用应力通过查教材表11-5，取（2）计算1）试计算小齿轮分度圆的最小直径2）计算齿宽 ，取3）计算模数 ，取m=1.5mm实际直径4）验算弯曲疲劳强度通过查教材表11-5，取由图11-8和11-9查得，则5）齿轮的圆周速度对照表11-2可知选用8级精度是合宜的。高速齿轮各参数如下表所示名称计算公式结果/mm模数m1.5压力角齿数26120传动比i4.16分度圆直径3

6、9180齿顶圆直径42183齿根圆直径35.25179.25中心距109.5齿宽3530（二）、低速级齿轮传动的设计1、选定低速级齿轮精度等级、材料及齿数。1）输送机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度足够。2）通过查教材表11-1选择小齿轮的材料为40MnB，调质处理，齿面硬度为241-286HBS，大齿轮为ZG35Si，调质处理，硬度为241-269HBS，。3）选小齿轮齿数为Z1=34，则大齿轮齿数Z2=i2×Z1=34×3.55=120.7，取Z2=120，实际传动比。2、按齿面接触强度设计设计公式（1）确定公式内的各计数值1）试选载荷系数K=1.52）小齿轮传

7、递的转矩T2=91.8N·m=98100N·mm3）通过查教材表11-6选取齿宽系数0.84）通过查教材表11-4得弹性系数5）计算接触疲劳许用应力通过查教材表11-5，取（2）计算1）试计算小齿轮分度圆的最小直径2）计算齿宽 ，取3）计算模数 ，取m=2实际直径4）验算弯曲疲劳强度通过查教材表11-5，取由图11-8和11-9查得，则5）齿轮的圆周速度对照表11-2可知选用8级精度是合宜的。低速齿轮各参数如下表所示名称计算公式结果/mm模数m2压力角齿数34120传动比i3.53分度圆直径70240齿顶圆直径74244齿根圆直径65235中心距154齿宽5550四、轴的设

8、计（一）、轴的材料选择和最小直径估计 根据工作条件，选定轴的材料为45钢，调质处理。轴的最小直径计算公式 ，C的值通过查教材表14-2确定为：C=107。1、 高速轴 因为高速轴最小直径处安装联轴器设一个键槽，因此。2、 中间轴 。3、 低速轴 因为低速轴最小直径处安装联轴器设一个键槽，因此。（二）、减速器的装配草图设计 减速器草图如下图所示（三）、轴的结构设计1、高速轴1）高速轴的直径的确定：最小直径处 与电动机相连安装联轴器的外伸轴段，因此：密封处轴段 ：滚动轴承轴段 滚动轴承选取6207 ：d×D×B=35mm×72mm×17mm:过渡段 齿轮轴段

9、由于齿轮直径较小，所以采用齿轮轴结构。：滚动轴承段，2）高速轴各段长度的确定： ：由箱体结构，轴承端盖、装配关系等确定：由滚动轴承、挡油环及装配关系等确定 ：由装配关系、箱体结构确定：由高速小齿轮齿宽确定：由箱体结构，轴承端盖、装配关系等确定2、中间轴1）中间轴各轴段的直径确定：最小直径处 滚动轴承轴段，因此.滚动轴承选取6207 d×D×B=35mm×72mm×17mm。：低速小齿轮轴段 取：轴环，根据齿轮的轴向定位要求 取 : 高速大齿轮轴段 取：滚动轴承段 2）中间轴各轴段长度的确定：由滚动轴承，挡油盘及装配关系 取：由低速小齿轮齿宽取：轴环 取：

10、由高速大齿轮齿宽 取： 3、低速轴1) 低速轴各轴段的直径确定： 滚动轴承轴段，因此.滚动轴承选取6208,d×D×B=40mm×80mm×18mm。：低速大齿轮轴段 取：轴环，根据齿轮的轴向定位要求 取 : 过度段取，考虑挡油盘的轴向定位 取：滚动轴承段 ：封密轴段处，根据联轴器的定位要求以及封面圈的的标注，取：最小直径，安装联轴器的外伸轴段 2）低速轴各轴段长度的确定：由滚动轴承、挡油盘以及装配关系等确定取：由低速大齿轮齿宽 取：轴环 取：由装配关系和箱体结构 取：滚动轴承、挡油盘以及装配关系 ：由箱体结构，轴承端盖、装配关系等确定：五、轴的校核（低

11、速轴）1、低速轴的受力分析圆周力、径向力、轴向力大小如下：2、低速轴的受力情况如下图所示3、求垂直面的支承反力NN4、求水平面的支承反力5、绘制垂直面的弯距图如下图所示=267.25×0.0595=15.90N.m=536.75×0.1195=64.14.m6、绘制水平面的受力与弯距图如下图所示7、求合成弯距8、危险截面的当量弯距由下图可见，截面a-a最危险，其转距当量弯距如认为轴的扭切应力是脉动循环变力，取折合系数a=0.6，代入上式9、计算危险截面处轴的直径轴的材料为45钢，调质处理，由教材14-1查得=650 MPa，由表14-3查得=60MPa考虑到键槽对轴的削弱，

12、将d值增大5%，故d=1.05×38.02=39.92mm<44mm故轴符合强度要求。六、键的选择（一）、高速轴键的选择高速轴上只有安装联轴器的键。根据安装联轴器处直径d=38，通过查机械设计基础课程设计表10-33选择普通平键。选择的键尺寸：b×h=8×7（t=4.0，r=0.25）。标记：键8×7 GB/T1096-2003。键的工作长度L=44mm,键的接触高度k=0.5h=0.5×8=4mm，传递的转矩。按表6-2差得键的静连接时需用应力 则所以高速轴上的键强度足够。（二）、中间轴键的选择 中间轴上的键是用来安装齿轮的，因此选用圆

13、头普通平键。因为高速大齿轮齿宽B=30mm ，轴段直径d=38mm，所以通过查机械设计基础课程设计表10-33选用b×h =10×8（t=5.0，r=0.4），标记：键10×8GB/T1096-2003 。低速小齿轮齿宽B=55 ，轴段直径d=38所以选用b×h=10×8（t=5.0，r=0.4），标记：键14×9 GB/T1096-2003 。由于两个键传递的转矩都相同，所以只要校核短的键。短键的工作长度L=25m,键的接触高度k=0.5h=0.5×8=4mm，传递的转矩 则故轴上的键强度足够。（三）、低速轴键的选择低速上

14、有两个键，一个是用来安装低速级大齿轮，另一个是用来安装联轴器。齿轮选用圆头普通平键，齿轮的轴段的直径d=42mm，轮宽B=50mm ，通过查表机械设计基础课程设计表10-33选用b×h=12×8（t=5.0，r=0.4）标记：键12×8GB/T1096-2003 。键的工作长度 L=59mm,键的接触高度k=0.5h=0.5×8=4mm，传递的转矩 则故安装齿轮的键强度足够。安装联轴器的键用单圆头普通平键，轴直径d=35mm，所以选键b×h=10×8。标记：键10×8GB/T1096-2003。键的工作长度 L=56mm,键

15、的接触高度k=0.5h=0.5×8=4mm，传递的转矩 则故选的键强度足够。七、滚动轴承的选择（一）、高速轴轴承的选择根据载荷及速度情况，选用深沟球轴承。由高速轴的设计，根据，查机械设计基础课程设计表10-35选轴承型号为6027（二）、中间轴轴承的选择 根据载荷及速度情况，选用深沟球轴承。由中间轴的设计，根据，查机械设计基础课程设计表10-35选轴承型号为6207 （三）低速轴轴承的选择根据载荷及速度情况，选用深沟球轴承。由低速轴的设计，根据，选轴承型号为6208。八、联轴器的选择根据工作要求，为了缓和冲击，保证减速器的正常工作，输出轴（低速轴）选用凸缘联轴器，考虑到转矩变化小，取

16、，则按照计算转矩小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计基础课程设计表10-41，高速轴选用YL7联轴器，公称转矩，孔径d=28mm，L=44mm，许用转速n=7600r/min，故适用; 低速轴选用YL8联轴器，公称转矩，孔径d=35mm，L=60mm，许用转速n=7000r/min，故适用。九、箱体的设计箱体各部分尺寸关系如下表所示名称符号尺寸关系mm箱座壁厚8箱盖壁厚18箱盖凸缘厚度b115箱座凸缘厚度b15地脚螺钉直径dfM16地脚螺钉数量n6轴承旁联结螺栓直径d1M16盖与座联接螺栓直径d2M8联接螺栓d2的间距L轴承端盖螺钉直径d3M10检查孔盖螺钉直径d4 M4定位销直径d8大齿轮齿顶圆与箱体壁的距离L1轴承座轴承盖外径D1D2D3125125130箱体