机械设计课程设计二级齿轮减速器

1、 机械设计课程设计 计算说明书 设计题目 二级齿轮减速器 设计者 指导老师 成绩及评语： 2010年7月24日设计任务书带式运输机出动装置中的双级圆柱齿轮减速器设计图例：设计要求：1)设计用于带式运输机的传动装置2)双班制工作十年，载荷平稳，小批量生产。3) 连续单向运转，载荷较平稳，空载起动，运输带允许误差为5%设计基本参数：组号十一第五组运输带卷筒所需功率P/kw4.2运输带卷筒工作转速/(r/min)76卷筒中心高H/（mm）300 前 言为期三周的“机械设计课程设计”课程终于结束了。回顾这三周的学习生活，我觉得自己确实从设计课题的过程当中学到了不少知识。“机械设计课程设计”说起来是一门

2、课程，而实际上却包含着诸如材料力学、机械原理、机械设计、CAD制图等众多学科的专业知识。在课程设计的过程当中，要求我们能够对以前学过的各门课的知识能够进行综合运用，并结合“机械设计课程设计”课程本身的要求，对设计对象进行设计。说实在的，这对于我们初次进行课程设计的同学来说，在短短的三周之内要完成这样的一项任务，并非易事。这次我们的设计题目是“二级展开式圆柱齿轮减速器”。在课程设计的一开始，我便着手分析了题目，对主要零部件进行了选材，并进行了各级传动零件、轴、轴承、箱体等的设计计算，并对强度、刚度、稳定性进行了校核。其次，我进行了齿轮、轴等主要零件的尺寸设计计算，并用AutoCAD软件进行了齿轮

3、零件图、轴零件图、二级展开式圆柱齿轮减速器装配图的绘制。最后，将图形打印出，并将计算参数、设计计算过程编制成机械设计课程设计计算说明书，参与答辩。至此，我的设计过程顺利完成。在设计进行当中，有很多知识是老师不曾讲授过的，我均在指导老师的帮助和自身努力下，成功地解决了一系列的问题，虽然都不是什么高深的东西，但我知道学习过程中的问题无大小之分，我为自己能成功解决这些问题而感到自豪。同时，我的各项专业理论知识也在这不断解决问题的过程中得到了提升，这门课程使我拥有了初步地综合各学科专业知识并加以应用以及进行简单机械设计的能力。一份耕耘，一份收获。我的努力使我在短学期的实践环节中得到了平时专业理论课中无

4、法获得的知识。对我来说，这是一笔极其宝贵的财富。目录第1章 总体方案设计61.1选择电动机61.2计算，分配传动比61.3运动参数计算6第2章齿轮设计72.1齿轮选材72.2齿轮参数设计82.3强度校核验算92.4齿轮几何计算10第3章轴的设计123.1轴的初步设计123.2校核轴13第4章 校核轴承154.1轴承154.2轴承164.3轴承16第5章 校核键165.1轴键165.2轴键165.3轴键17第6章 附图：弯矩图、扭矩图176.1轴176.2轴186.3轴19第7章箱体及减速器附件说明21主要参考文献22基本内容及计算计算结果第1章 总体方案设计1.1选择电动机1.1.1选择按工作

5、要求选用Y系列全封闭自冷式笼型三相异步电动机，电压380V计算电动机容量已知 查手册取机械效率：V带传动效率，滚动轴承效率=0.99，闭式齿轮传动效率=0.97，联轴器效率=0. 传动滚筒效率，代入得：电动机所需功率应载荷平稳，电动机额定功率 略大于 ，即可由第六章，Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率为5.5kw1.2计算，分配传动比滚筒转速： 总传动比：分配传动比： 取齿轮减速器：取两级圆柱齿轮减速器的传动比：；则低速级的传动比: 1.3运动参数计算0轴（电动机轴）：1轴（高速轴）：轴 rpm查手册取Y132S-4型三相异步电动机额定功率5.5kw满载时，转速为1440r/min,同步

6、转速为1500 r/min 。2轴(中间轴)3轴（低速轴）4 轴（滚筒轴）第2章 齿轮设计2.1齿轮选材高速级大小齿轮均选用硬齿面渐开线直齿轮低速级大小齿轮均选用硬齿面渐开线直齿轮高速级大小齿轮材料均为45钢，经碳氮共渗，齿面硬度为229-286HBS；有效硬化层深0.50.9mm。齿面最终成形工艺为磨齿按GB/T10095-2001，8级，齿面粗糙度，齿根喷丸强化，装配后齿面接触率为70%。2.2齿轮参数设计计算小齿轮传递的转矩确定齿数取传动比误差 允许模数m要求圆整为标准值，传递动力的齿轮传动m2.一般对于软齿面齿轮，外啮合传动m=（0.007-0.02）a，取m=0.02a。螺旋角=0齿

7、宽系数通常减速器取=0.4.=0.5（i1）,一般=0.2-2.4，取=1.0.一般=8-25，取=23载荷系数k一般可取k=1.2-2，取k=1.6.初算主要尺寸查图9.55【3】取，第一级中心距：取整a=112第一级齿轮：查图16.2-23及图16.2-24【2】=4.3.查图16.2-26，取标准值 m=2.由于模数由强度计算或结构设计确定，要求圆整为标准值，传递动力的齿轮传动故，取m=2mm 【2】16-432.3强度校核验算验算一级齿轮的齿面接触疲劳强度查表16.2-43【2】得查图16.2-15【2】得，所以是安全的。验证二级齿轮的弯曲疲劳强度查表16.2-36【2】 ， ,所以是

8、安全的二级中心距验算取 满足条件。2.4齿轮几何计算一级齿轮：分度圆直径，中心距齿顶圆直径齿根圆直径齿宽二级齿轮：分度圆直径 ，标准中心距 啮合角齿顶圆直径齿根圆直径齿宽 第3章轴的设计选择轴材料为45钢、调质处理，硬度为217255HBS。由表19.1查得对称循环弯曲许用应力。3.1轴的初步设计轴据式19.3取，由表19.3选参数A=112得：因为轴端开键槽，会削弱轴的强度，故将轴径增加4%5%，取轴的直径为25轴据式19.3取，由表19.3选参数A=112得：因为轴端开键槽，会削弱轴的强度，故将轴径增加4%5%，取轴的直径为35轴据式19.3取，由表19.3选参数A=112得：因为轴端开键

9、槽，会削弱轴的强度，故将轴径增加4%5%，取轴的直径为453.2校核轴轴画轴空间受力图，将轴作用力分解为垂直面受力和水平面受力，取集中力作用于齿轮和轴承宽度的中点。轴上受力分析齿轮圆周力：齿轮径向力：计算作用于轴上的支反力其中，水平面内的支反力垂直面内的支反力轴画轴空间受力图，将轴作用力分解为垂直面受力和水平面受力，取集中力作用于齿轮和轴承宽度的中点。轴上受力分析齿轮圆周力：齿轮径向力：计算作用于轴上的支反力其中，水平面内的支反力垂直面内的支反力轴画轴空间受力图，将轴作用力分解为垂直面受力和水平面受力，取集中力作用于齿轮和轴承宽度的中点。轴上受力分析齿轮圆周力：齿轮径向力：计算作用于轴上的支反

10、力其中，水平面内的支反力垂直面内的支反力计算轴的弯矩、并画弯矩图计算截面C处的弯矩分别画出垂直面和水平面的弯矩图，求和成弯矩并画其弯矩图画扭矩图(见附表)校核轴的强度危险截面多为承受最大弯矩和扭矩的截面，通常只要对该截面进行校核。必要时也要对危险截面进行校核。根据19.6式，取，考虑到键槽影响，乘以0.94故安全。（注：弯矩图、扭矩图附于表格后）第4章 校核轴承，P当量动载荷，n工作转速, 预期使用寿命4.1轴承 型号6206 GB/T 276-1994 n=800r/min满足强度要求4.2轴承 型号6207 GB/T 276-1994 n=208.388r/min满足强度要求4.3轴承 型

11、号6210 GB/T 276-1994 n=75.999r/min满足强度要求第5章 校核键材料：45钢p 5.1轴键8mm×56mm GB/T1096 8mm×7mm×56mm。 l=48mm p =4T/dhl=27.8Mpa<p5.2轴键10mm×32mm GB/T1096 8、10mm×8mm×32mm。 l=22 p =4T/1.5dhl=85.7Mpa<p5.3轴键16mm×40mm GB/T1096 16mm×10mm×40mm。 l=24mm p =4T/1.5dhl=108.

12、3Mpa<p14mm×80mm GB/T1096 14mm×9mm×80mm。 l=66mm p =4T/dhl=84.6Mpa<p第6章附图：弯矩图、扭矩图具体参数见表格中“轴的设计”部分 6.1轴6.2轴6.3轴按标准取所以第一级齿轮安全所以第二级齿轮安全轴轴轴所以安全轴承满足强度要求轴承满足强度要求轴承满足强度要求轴键安全轴键安全轴键均安全第7章.箱体及减速器附件说明：箱壳是安装轴系组件和所有附件的基座，它需具有足够的强度、刚度和良好的工艺性。箱壳多数用HT150或HT200灰铸铁铸造而成，易得道美观的外表，还易于切削。为了保证箱壳有足够的刚度，

13、常在轴承凸台上下做出刚性加固筋。当轴承采用润滑时，箱壳内壁应铸出较大的倒角，箱壳接触面上应开出油槽，一边把运转时飞溅在箱盖内表面的油顺列而充分的引进轴承。当轴承采用润滑脂润滑时，有时也在接合面上开出油槽，以防润滑油从结合面流出箱外。 箱体底部应铸出凹入部分，以减少加工面并使支撑凸缘与地量好接触。减速器附件：1)视孔和视孔盖箱盖上一般开有视孔，用来检查啮合，润滑和齿轮损坏情况，并用来加注润滑油。为了防止污物落入和油滴飞出，视孔须用视孔盖、垫片和螺钉封死。视孔和视孔盖的位置和尺寸由查表得到。2)油标 采用油池润滑传动件的减速器，不论是在加油还是在工作时，均续观察箱内油面高度，以保证箱内油亮适当，为

14、此，需在箱体上便于观察和油面较稳定的地方，装上油标油标已标准化。3)油塞 在箱体最底部开有放油孔，以排除油污和清洗减速器。放油孔平时用油塞和封油圈封死。油塞用细牙螺纹，材料为235钢。封油圈可用工业用革、石棉橡胶纸或耐油橡胶制成。4)吊钩、吊耳和吊环螺钉 为了便于搬运减速器，常在箱体上铸出吊钩、吊耳或在箱盖上安装吊环螺钉。起调整个减速器时，一般应使用箱体上的吊钩。对重量不大的中小型减速器，如箱盖上的吊钩、吊耳和吊环螺钉的尺寸根据减速器总重决定，才允许用来起调整个减速器，否则只用来起吊箱盖。5)定位销 为了加工时精确地镗制减速器的轴承座孔，安装时保证箱盖与箱体的相互位置，再分箱面凸缘两端装置两个圆锥销，以便定位。圆锥销的位置不应该对称并尽量远离。直径可大致取凸缘连接螺栓直径的一半，长度应大于凸缘的总厚度，使销钉两端略伸凸缘以利装拆。滚动轴承的外部密封装置：为了防止外界灰尘、水分等进入轴承，为了防止轴承润滑油的泄漏，在透盖上需加密封装置。在此，我们用的是毡圈式密封。因为毡圈式密封适用于轴承润滑脂润滑，摩