二级圆柱齿轮减速器课程设计.

1、机械设计说明书题目：二级圆柱齿轮减速器学号：姓名：学院：专业：班级：导师：绪论、机械设计基础课程设计任务书 1一、传动方案的拟定及说明 2二、电动机的选择.2三、计算传动装置的运动和动力参数 3四、传动件的设计计算.5五、轴的设计计算.15六、铸件减速器机体结构尺寸计算表及附件的选择22七、润滑与密封方式的选择、润滑剂的选择.26八、课程设计总结 27九、参考资料目录 28、课程设计的内容设计带式输送机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器（见图1）。设计内容应包括:传动装置的总体设计；传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择；减速器装配图和零件工作图设计；设计计算说明书的编写。减速器减速器、课程

2、设计的要求与数据已知条件：1.运输带工作拉力：F=1.8kN;2.运输带工作速度：v=1.1m/s;3.卷筒直径：D=350mm;4.工作条件：单向运转，有轻微振动，经常满载，空载起动，单班制工作、使用期限5年，输送带速度容许误差为土5%。三、课程设计应完成的工作1 .减速器装配图1张；2.零件工作图2张（轴、齿轮各1张）;3 .设计说明书1份。设计计算及说明结果一、传动方案的拟定及说明传动方案给止为一级减速器（包含带轮传动和两级圆柱齿轮传动减速），说明如下：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，即60M1000V60M10

3、00M1.1.nW=电60.1r/minnD冗父350由T齿轮相对于轴承的位置/、对称，因此要求轴有较大刚度，并将齿轮安装在输入轴的远端， 使轴在弯矩作用卜产生的转矩变形和在转矩作用下产生的扭矩变形部分抵消，以减少载荷齿宽分布不均的现象，且工作转速一般、结构简单紧凑、加工方便、成本低、传动效率高以及使用和维护方便所以此展开式二级直齿圆柱齿轮减速系统能满足工作要求。二、电动机选择1.电动机容量1）卷筒*由的输出功率 PW%=旦=1800*1.1=2kw100010002）电动机输出功率 PdPd=pW传动装置的总效率n=2汽内4”5式中，、箱2为从电动机至卷筒*由之间的各传动机构和轴承的效率。由

4、参考书附表2-3查得：弹性联轴器”1=0.99；滚子轴承 1=0.98;圆柱齿轮传动%=0.97；卷筒*由滑动轴承 3=0.95；V带传动=0.96贝11tl=0.990.9840.9720.950.96 之 0.784nW=60.1r/minFPv=2kWn之0.784设计计算及说明结果故 Fd=-PW=_2_=2,6kWn0.7842.电动机额定功率匕由附表6-1选取电动机额定功率 Ped=3kW3.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。由任务书中推荐减速装置传动比范围i=860,则电动机转速可选范围为nd=nWi2=60.1m（860）=480.83606r/m

5、in可见只有同步转速为1000r/min的电动机均符合。选定电动机的型号为Y132S-6。主要性能如卜表：Pd=2.6kwi=16i2=3.5i3=2.3电机型号额定功率满载转速起运转矩最大转矩Y132S-63KW960r/min2.02.24、计算传动装置的总传动比ig并分配传动比1）、总传动比iy=m-16（符合8iy120。合适7确定V带根数z由式Z=Pc/(P+AP0)KaKL)查表9-4查得PO=0.95kw,查表9-6得”0=0.11kw,查表9-7查得Ka=0.94,查表9-3查得KL=0.89则：z=3.1/(0.95+0.11),0.940.89)=3.5取z=4根8求初拉力

6、F0及带轮轴上的压力FQ由式FO=500Pc/zv(2.5/Q1)+qv2,查表9-1(2.5/0.94-1)+0.15.025.02=133.7NFQ=2ZFsin(：，2)=24X133.7Mn(158/2)=1049.95N为方便数据查阅，绘制表3-1:V型带传动相关数中心距变动范围为:260.2mm计算功传动比i带速V(m/s)带型根数单根初拉力(N)V带根数Z=4F0-133.7N知q=0.1kg/m,得F0=500X3.1/(4X5.02)XFQ=1049.95N设计计算及说明结果率Pce(kw)3.125.02A4133.7864.10小带轮直径(mm)大带轮直径(mm)中心距(

7、mm)基准长度(mrm小带轮包角100200260.21000163.4602减速器传动零部件-高速级齿轮的设计计算1)选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数按照已经选定的传动方案，高速级齿轮选择如下：(1),齿轮类型选用直齿圆柱齿轮传动01-fec6d87e8150-Numbered_00fb559c-54cd-44fc-b16c-bc9f04a .齿轮精度等级由于带式输送机速度较慢，查表6-5,选;f8级精度等级01-fec6d87e8150-Numbered_00fb559c-54cd-44fc-b16c-bc9f04a.材 料选择在确定大小齿轮时，由于小齿轮受载荷史频繁，故要使小齿轮硬度比

8、大齿轮高30-50HBS,所以选择小齿轮40Cr调质硬度241-286HBS大齿轮45钢调质硬度217-255HBS2)初步选取主要参数。取小齿轮齿数z1=24,人齿轮齿数z2=iXz1=3.524=84,取z2=84,齿数比2=i=3.5,取齿儿系数 4d=13)按齿面接触疲劳强度设计计算由式(6-19)计算小轮分度圆直径d1三M2KRd),伍+1/均-(ZEZHZJEH12确定各参数值载荷系数，查表6-6,取K=1.2小齿轮名义转矩=9.5506XP/n1=9.55M062.5/480=5M04N.mm材料弹性影响系数查表6-8,ZE=189.8VMPaZ2=84N=i=3.5*d=1T1

9、=5 父 104N.mmZE=189.8重合度系数丫&=0.25+丫名=0.70.75/t=0.25+0.75/1.7=0.7许用应力(a),，m1=310MPa,二Fiim2=250MPa;区域系数：ZH=2.5重合度系数因为*=1.883.2(1/Zi)+(1/Z2)=1.88-3.2(1/24)+1784)=1.7Z=、4-3=.(4-1.7)/3=0.88许用应力，查表6-19(a)仃Hiim1=750MPa,仃Hiim2=600MPa查表6-7,按一般可靠度要求取：SH=1M-H1=；，iim1/SH=750/1=750MPa上H2=-Hiim2/SH=600/1=600MP

10、a取俩式计算中较小值，即!：Hl=600MPa于是dRM（2KTJ帖）咿+1/口）（ZEZHZJ&H）2将上述数据带入上式中，得d1=42.1mm4）确定模数计算模数m=d1/z1242.1/24=1.75取标准值m=2mm5）按齿根弯曲疲劳强度校核计算按式6-20校核仃F=（2K/bd1m）YFSY&tF式中小轮分度圆直径d1=2X24=48mm齿轮啮合度b=dXd1=1X48=48mm复合齿形系数查表6-21,YFS1=4.25,YFS2=3.95ZH=2.5Z.=0.88SH=1m=2mmd1=48mmb=48mm查图6-22b1=b2+(5-10)mm,取b=55mm7

11、)验算初选精度等级是否合适=(冗 Xd1Xn1/60M000)=(nX48W80/60M000)=1.2m/s6m/s对照表6-5可知选择8级精度合适。表 3-2 高速级齿轮设计几何尺寸及参数查表6-7,取SF=1.25,则!二F1=oFlim1/SF=310/1.25=248MPatF2=二Flim2/SF=250/1.25=200MPa计算大、小齿轮的FFS/F】并进行比较:YFS1/kF1=4.25/248=0.017FS1F1YFS2/L2=3.95/200=0.02因为YFS1/LF11.25X10/4848X2)3.950.7=72MPa2.4/137.1=16.7M04N.mm材

12、料弹性影响系数查表6-8,ZE=189.8MPa;区域系数 ZH=2.5;重合度系数因%=1.883.2(I/Z3+I/Z4)=1.7Z7(4F/3=0.88许用应力查图6-19(a)仃Hlim3=750MPa,仃Hlim4=600MPa,查表6-7,按一般可靠度要求取SH=1,-H3=-Hlim3/SH=750MPaLH4=_，Hlim4/SH=600MPa取两式中的较小值，即HJH=600MPa;于是d3.(2KTi/*d).(N+1/N).(ZEZHZJ*)2d3=63.7mm3(21.216.7104/1.08)(2.31)/2.3)(189.82.50.88/600)2=63.7mm

13、m=3mmT2=16.7104N.结果ZH=2.5Z.=0.88设计计算及说明结果4)确定模数计算模数m=d3/z3=63.7/26=2.5mm取标准值m=3mm5)按齿根弯曲疲劳强度校核计算按式校核A=2KT2YFSYJbdsmwbF】式中：小圆分度直径d3=mz3=36=78mm齿轮啮合宽度b=邛dXd3=1.08X78=84.2mm复合齿形系数查图6-21,YFS3=4.20,YFS4=3.97重合度系数丫0.25+0.75/%=0.25+0.75/1.7=0.69许用应力查图6-22(a),仃Flim3=300MPa,仃Flim4=240MPa查表6-7,取SF=1.25贝uF3=Fi

14、im3/SF=300/1.25=240MPaKL=Jim4/SF=240/1.25=192MPa计算大小齿轮的YFS/bF并进行比较：YFS3/异3=4.2/240=0.0175VYFS4/QFIM=4.0/192=0.020于是仃F4=2KT2YFSYS/bd3m=d3=78mmb=84.2mmY 产 0.69SF=1.25PF4=57.8设计计算及说明结果(2X1.2X16.7X1044,00,71)/(84.278X3)=57.8tF4故满足齿根弯曲疲劳强度要求。6)几何尺寸计算：d3=mz3=3X26=78mmd4=mz4=3X60=180mma=m(z3+z4)/2=129mmb=6

15、0.84mm取b4=61mmb3=b4+(5-10)mm,取b3=66mm7)验算初选精度等级是否合适齿轮圆周速度v=nd3n2/(60X1000)=兀X78X137.1/(601000)=0.56m/s6m/s对照表6-5可知选择8级精度合适。表 3-3 低速级齿轮设计几何尺寸及参数d3=78mmd4=180mma=129mmb=60.84b4=61mmb3=66mmV=0.56m/s齿轮压力角模数中心距齿数比齿数分度圆直径小齿轮2031292.3267866人四轮6018061Fr2=Ft2tg：n=4358.97tg20=1586.54N1.高速轴I设计输入功率P=2.5KW传速n=48

16、0r/min,T=50000Nmm由表4-3（机械设计课程设计指导书）选联轴器型号为(GB/T4323-2002)轴孔的直径 d1=45mrrtx：度L=84mm1）按齿轮轴设计，轴的材料取与高速级小齿轮材料相同，40Cr,调质处理，查表14-2,取C=1002）初算轴的最小直径高速轴i为输入轴，最小直径处跟V带轮轴孔直径。因为带轮轴上有键槽，故最小直径加大5%dmin=18.17mm取 dmin=20mm高速轴工作简图如图（a）所示五、轴的设计计算为了对轴进行校核，先求作用在轴上的齿轮的啮合力。第一对和第二对啮合齿轮上的作用力分别为2Tl25104=2083.3Nd148F二riFt1tg：

17、n=2083.3tg20=758.3NFt22T221.7105d378=4358.97N=2083.3NFr1=758.3N嚏-4358.97NFr2-1586.54N联轴器TL4TL4dmin=20mmdmin-C3.,P=1003.2.5；480=17.3mm首先确定个段直径A段：di=20mm有最小直径算出）B段：d2=25mm根据油封标准，选择毡圈孔径为25mmt勺C段：d3=30mm与轴承（圆锥滚子轴承30206）配合，取轴承内径D段：d4=36mm设计非定位轴肩取轴肩高度h=3mmE段：d5=45.58mm将高速级小齿轮设计为齿轮轴，考虑依据课程设计指导书p116G段，d7=30

18、mm,与轴承（圆锥滚子轴承30206）配合，取轴承内径F段：d6=36mm,设计非定位轴肩取轴肩高度h=3mm第二、确定各段轴的长度A段：L1=1.6*20=32mm圆整取 L1=30mmB段：L2=54mm考虑轴承盖与其螺钉长度然后圆整取54mmC段：L3=28mm,与轴承（圆锥滚子轴承30206）配合，加上挡油盘长度L3=B必3+2=16+10+2=28mmG段：L7=29mm,与轴承（圆锥滚子轴承30206）配合，加上挡油盘长度F段：L6=8mm,L6=A2-2=10-2=8mmE段：L5=50mm,齿轮的齿宽 B1=50mmD段：L4=92mm,考虑各齿轮齿宽及其间隙距离，箱体内壁宽度

19、减去箱体内已定长度后圆整得 L4=92mm轴总长L=290mm两轴承间距离（不包括轴承长度）S=174mm2、轴R的设计计算1）、按齿轮轴设计，轴的材料取与高速级小齿轮材料相同，40Cr,调质处理，查表15-31,取C=1002）初算轴的最小直径 dmin=30mmdmin至 C3-=100 x3.-2.=25.97mmnnY137.1因为带轮轴上有键槽，故最小直径加大5%dmin=27.27mm根据减速器的结构，轴R的最小直径应该设计在与轴承配合部分，初选圆锥滚子轴承30206,故取 dmin=30mm轴II的设计图如下：f收|-9|2口|E|4引丁司18号司口口4口3日|41郎*口|首先，

20、确定各段的直径A段：d1=30mm轴承（圆锥滚子轴承30206）配合F段：d6=30mm与轴承（圆锥滚子轴承30206）配合E段：d5=38mm非定位轴肩B段：d2=48mm,非定位轴肩，与齿轮配合C段：d3=64.94mm,齿轮轴上齿轮的分度圆直径D段：d4=50mm,定位轴肩然后确定各段距离：A段：Li=29mm,考虑轴承（圆锥滚子轴承30207）宽度与挡油盘的长度B段：L2=8mm,g据轴齿轮到内壁的距离及其厚度C段：L3=75mmg据齿轮轴上齿轮的齿宽E段：L5=43mm,根据高速级大齿轮齿宽减去2mm为了安装固定）F段：L6=41.5mm考虑了轴承长度与箱体内壁到齿轮齿面的距离D段：

21、L4=9.5mm,由轴I得出的两轴承间距离（不包括轴承长度）S=174mr去已知长度得出3、轴田的设计计算输入功率P=2.3KW转速n=59.6r/min,T=360000Nmm轴的材料选用40Cr（调质），可由表15-3查得 C=110所以轴白直径：dmin之CM31P=33.8mm）因为轴上有两个键槽,故最小直径加大12%dmin=37.86mm由表4-3（机械设计课程设计指导书）选联轴器型号为TL3轴孔的直径 d1=40mm度L=84mm轴田设计图如下：联轴器TL3首先，确定各轴段直径A段：a=40mm,与轴承（圆锥滚子轴承30211）配合B段：d2=60mm定位轴肩,h取2.5mmC段

22、：d3=72mm定位轴肩，取h=6mmD段：d4=68mm,非定位轴肩，h=6.5mmE段：d5=55mm,与轴承（圆锥滚子轴承30211）配合F段：d6=60mm按照齿轮的安装尺寸确定G段：d7=45mm,联轴器的孔径然后、确定各段轴的长度A段：L1二46.5mm,由轴承长度，A3,A2,挡油盘尺寸B段：L2=68mm齿轮齿宽减去2mm便于安装C段：L3=10mm,轴环宽度，取圆整值根据轴承（圆锥滚子轴承30212）宽度需要D段：L4=57.5mm,由两轴承间距减去已知长度确定E段：L5=33mm,由轴承长度，3,42,挡油盘尺寸F段：L6=65mm,考虑轴承盖及其螺钉长度，圆整得到G段：L

23、7=84mm|关轴器孔长度轴的校核计算,第一根轴：求轴上载荷已知：Ft=2083.3N,Fr=758.3N设该齿轮轴齿向是右旋，受力如右图：L1=81.75mm,L2=132.25mmL3=48.25mm由材料力学知识可求得水平支反力：FNHI-202.7NFNH2-555.6NMH=26807.1Nmm垂直支反力：Fvi=556.89NFv2=1526.41NMV=73648.7Nmm合成弯矩M二1M；MV-78375.9N*mm由图可知，危险截面在C右边W=0.1d3=9469二ca=M/W=8.28MPa70MPaca轴材料选用40Cr查手册k=70MPa符合强度条件！第二根轴求轴上载荷

24、已Ft=2083.3N,Fr=758.3NFt=4358.97N,Fr-1586.54N设该齿轮轴齿向两个都是左旋，受力如右图：L1=60.75mm,L2=69.5mmL3=48.25mm由材料力学知识可求得水平支反力：FH1=2312.3N,FH2-36.63NMH=140472.2Nmm垂直支反力：Fvi=854.4NFV2=-26.1NMH=51904.8N*mm合成弯矩M=M；MH-1479754.98Nmm由图可知，危险截面在B右边W=0.1d3=33774二 ca=Mca/W=0.23MPa70MPacaca轴材料选用40Cr查手册卜=70MPa符合强度条件！第三根轴：求轴上载荷已

25、知：Ft=4358.97N,Fr=1586.54N设该齿轮齿向是右旋，受力如L1=62.25mm,L2=121.25mm由材料力学知识可求得水平支反力:FH1=1048.3NFNH2=538.2NMH=65256.7Nmm垂直支反力:FV1=2880.2NFV2MV=1478.7N=179292.5N*mm图:M=.M；MH=190798.9N*mm由图可知，危险截面在B右边算得W=19300c-=Mca/W=9.89MPa70MPacaca轴材料选用40Cr查手册k】=70MPa符合强度条件！六、铸件减速器机体结构尺寸计算表及附件的选名称符号减速器及其形式关系机座壁厚0.025a+3mm=6

26、.84mrSj(8mm机盖壁厚610.02a+3=6.06mm8mrm,8mm1、铸件减速器机体结构尺寸计算表机座凸缘厚度bi.56=i2mm机盖凸缘厚度bii.56=i2mm机座底凸缘厚度P2.56=20mn(30mm地脚螺钉直径df0.036a+i2=i2.288mmai6mm地脚螺钉数目nai.26=9.6mmM14mm齿轮端面与内机壁26=8mmi0mmm1,mm1=rrp0.8561=6.8mm取7mme(11.2)d3=9mm取12mmss=D2减速器附件的选择，在草图设计中选择2、通气器齿轮箱高速运转时内部气体受热膨胀，为保证箱体内外所受压力平衡，减小箱体所受负荷，设通气器及时将

27、箱内高压气体排出。由简明机械零件设计实用手册P244选用通气器尺寸M103、窥视孔和视孔盖为便于观察齿轮啮合情况及注入润滑油，在箱体顶部设有窥视孔。为了防止润滑油飞出及密封作用，在窥视孔上加设视孔盖。由简明机械零件设计实用手册P245取A=110mm距离机盖、机座肋厚轴承端盖外径轴承端盖凸缘厚度轴承旁连接螺栓距离D24、油标尺油塞为方便的检查油面高度，保证传动件的润滑，将油面指示器设在低速级齿轮处油面较稳定的部位。由简明机械零件设计实用手册P235选用油标尺尺寸M165、油塞为了排出油污，在减速器箱座最低部设置放油孔，并用油塞和封油垫将其住。由简明机械零件设计实用手册P365选用油塞尺寸M24-16、定位销保证拆装箱盖时，箱盖箱座安装配合准确，且保持轴承孔的制造精度，在箱盖与箱座的联接凸缘上配两个定位销。由简明机械零件设计实用手册P176GB118-86销B5X427、启盖螺钉在箱体剖分面上涂有水玻璃，用于密封，为便于拆卸箱盖，在箱盖凸缘上设有启盖螺钉一个，拧动起盖螺钉，就能顶开箱盖结构参见减速器总装图，尺寸取起盖螺栓M10X308、起吊装置减速器箱体沉重，采用起重装置起吊，在箱盖上铸有吊耳。为搬运整个减速器，在箱座两端凸缘处铸有吊钩尺寸见简明机械零件设计实用手册P359表14-9过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会