二级齿轮减速器说明书

机械设计课程设计说明书PAGE[键入文字]机械基础课程设计说明书题目名称：二级齿轮减速器专业：机械工程与自动化班级：学号学生姓名：指导教师姓名：日期：2012年1月9日评定成绩：机电工程系

机械基础课程设计说明书指导教师评语从课程设计工作态度、工作量，说明书结构、数据处理、论点论据、图表和格式，图纸质量及存在不足的综合评语：指导教师评阅成绩（按五级评分）：指导教师:（签名）年月日

目录设计题目：设计皮带运输传动装置一皮带运输机传动运输方案的论证………………二.电动机选择……………………..三计算传动装置的总传动比及分配各级传动比…………………四计算传动装置的运动和动力参数………...…….五传动零件的设计计算1.V带设计…………….……….………2.齿轮的设计计算…………………3轴的设计计算…………………...4轴承的选择…………………………六键和联轴器选择…………………七箱体及附件设计………………...八.润滑及密封方式选择…………….九设计小结…………………………参考资料……………..设计题目：设计皮带运输传动装置任务书：题目一、2-2要求：传动方案拟定，用电机，V带，减速器，连轴器，工作机构成。2.工作条件：双班制工作，有轻度振动，小批量生产，单向传动，轴承寿命2年，减速器使用年限5年，运动带允许误差QUOTE卤5%wwwwww卤5%wwwwww。3.已知条件：运输带卷筒转速41r/min,减速箱输出轴功率3.25马力。一、皮带运输机传动方案的论证1.组成：传动装置由电动机、减速器、工作机组成2.特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3.确定传动方案：考虑到电动机转速高，传动功率大，V带传动平稳，并且在传输带过载时对减速箱进行保护，所以将V带设置在高速级。其传动方案如下：展开式二、电动机的选择1.电机所需功率手册第3页表I-7QUOTE艐v艐v=0.95：vQUOTE=0.98：齿轮传动效率QUOTE=0.99:轴承传动效率QUOTE=0.99：联轴器传动效率已知输出功率为减速器输出轴功率；则总效率QUOTEQUOTE=QUOTExQUOTExQUOTE=0.95xQUOTE0.9930.993xQUOTE0.982=0.8853QUOTE=QUOTE=QUOTE=2.6983KW确定电机转速：查指导书V带传动比范围i=2~4，圆柱齿轮传动比范围i=8~40所以QUOTE=nx(2~4)x(8~40),因此电机转速范围为：656~6560r/min根据手册155页表12-1有四种电机可选则方案电动机型号额定功率KW同步转速r/min额定转速r/min重量Kg传动装置的传动比总传动比V带减速器1Y100L-23300028803366.982.823.922Y100L2-43150014203833.022.811.793Y132S-6310009606322.322.87.974Y132M-837507107916.512.85.90综合考虑电动机价格和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，可见第2种方案比较合适，因此选用电动机型号为Y100L2-4，其主要参数如下：额定功率kW满载转速同步转速质量ADEFGHADABHDL314201500381602860824112190245265340三、计算传动装置的总传动比及分配的各级传动比1.传动装置的总传动比总传动比：QUOTE=QUOTE=QUOTE144049=34.92.分配各级传动比QUOTE=QUOTEivivQUOTEQUOTEiviv取值范围为2~4，取QUOTEiviv=2.8QUOTEiviv=2.8QUOTE=12.46按展开式布置：QUOTE=（1.3~1.5）QUOTE取QUOTE=1.3QUOTEQUOTE=2.8QUOTE=4.02四、计算各轴的功率、转速和转矩1.各轴转速：I轴：QUOTEn1n1=QUOTE=510.71r/minII轴：QUOTEn2n2=QUOTE=165.28III轴：QUOTEn3n3=QUOTE=41.11r/minIV轴：QUOTEn3=n4n2.各轴输入功率：I轴：QUOTEp1p1=QUOTE=2.5634KWII轴：QUOTEp2p2=QUOTE=2.4870KWIII轴：QUOTEp3p3=QUOTE=2.4129KWIV轴：QUOTEp4p4=QUOTE=2.3649KW3.各轴输入转矩：I轴：QUOTET1=T1=9550x=47.93II轴：QUOTET2=T2=9550xQUOTE106p2n2=III轴：QUOTET3=T3=9550x=560.42IV轴：QUOTET4=T4==549.27五、传动零件的设计计算1、普通V带传动设计已知条件：QUOTE2.6983KW，QUOTEiviv=2.8，QUOTE=1430r/min计算QUOTEPCPC由课本表8-7,选QUOTEKAKA=1.2(双班制)QUOTEPCPC=QUOTE=1.2x2.6983=3.2380KW2.选择V带类型由QUOTE=1430r/min,QUOTEPCPC=3.2380KW,查课本图8-11,采用A带型3.确定带轮的基准直径并验算带速V1）初选小带轮的基准直径由课本表8-6,8-8取QUOTEd1d1=100mm2)验算带速VV==7.48m/s5<V<25m/s(合适)3)计算大带轮的基准直径==280mm4.确定中心距a,并选择V带的基准长度d1）初定中心距0.7（QUOTEd1+d2d1+d2）<a<2(QUOTEd1取QUOTEa0a0=500mm2)计算相应的带长QUOTEL0L0QUOTEL0L0=2QUOTEa0a0+QUOTE+QUOTE14(d2-d1)214(d2-d1)2/由课本8-2：取QUOTELdLd=1600mm3）计算实际中心距a=QUOTEa0a0+QUOTE12(Ld-L0)5.验算包角：QUOTE—QUOTEd2-d1ad2-d1ax57.3=159°≥90°(6.求V带根数：Z=QUOTE由QUOTEn1n1=1420r/min,QUOTEd1d1=100mm由课本表8-4a：QUOTEP0P0=1.32KW由课本表8-4b查得：QUOTE鈭哖0鈭哖0=0.17KW,表8-5查得：包角系数QUOTEK伪K伪=0.95,表8-2查得：带长修正系数QUOTEKLKL=0.99由Z=QUOTE2.31取z=37.作用在带轮轴上的压力：Z=QUOTEFQFQA型带：q=0.1kg/m初拉力QUOTEF0F0=QUOTE500pcZV500pcZV(QUOTE-1)+qQUOTE190N作用在带轮上的压力：QUOTEFQFQ=2ZQUOTEF0sin伪2F0sin伪2=2x3x190x2、齿轮的设计计算高速级齿轮采用斜齿圆柱齿轮传动，低速级齿轮采用直齿圆柱齿轮传动。初步判定小齿轮选材为45(调质)280HBS，大齿选材45#（调质）240HBS，均为8级精度，初选Z1=24.材料选择取SH=1,SF=1.4QUOTE未1Hlim未1Hlim=600MPAQUOTE未2Hlim未2Hlim=550MPAQUOTE未1FE未1FE=500MPAQUOTE未2FE未2FE=380MPAQUOTE[未H1][未H1]=QUOTE未1HlimSH未1HlimSH=570MPAQUOTE[未H2][未H2]=QUOTE=[QUOTE未F1]未F1]=QUOTE=321.43MPAQUOTE[未F2][未F2]=QUOTE=257.86MPA1.高速级齿轮设计1）.软齿面按齿面接触疲劳强度设计：8级精度制造，均匀载荷，载荷系数K=1.6（有轻度振动）由表10-7取齿宽系数：QUOTE=1=14°查课本表10-6，QUOTEZEZE=189.8,压力角QUOTE=20°，取QUOTEZHZH=2.433,=1.60QUOTET2=T2=47.45，u=2.8,QUOTE[未H1][未H1]=QUOTE未1HlimSH未1HlimSH=588MPA,QUOTE[未H2][未H2]=QUOTE569MPAQUOTE）×=42.7365mmQUOTE计算圆周速度v=1.1428m/sB=42.7365mmm=1.7282h=3.8885b/h=10.99计算纵向重合度=1.903计算载荷系数。ka=1，kv=1.1，k=2.233计算实际风度圆直径d1=47.7579mm要求传递动力：m=d1×cos/Z1=1.93mm2).齿根弯曲强度校核：查课本表10-5:QUOTEYFa1YFa1=2.592，QUOTEYSa1YSa1=1.596，QUOTEYFa2YFa2=2.16，QUOTEYSa2YSa2=1.80载荷系数K=2.1175,由图10-28，0.88，纵向重合度=1.903由大齿轮的大于小齿轮的，故≥=1.4360mm3)综上，取=1.5mm,Z1=31,Z2=125,a=121mm,b1=55mmb2=50mm大小分度圆直径：d1=48.09mm，d2=193.91mm2.低速级齿轮设计1）.软齿面按齿面接触疲劳强度设计：8级精度制造，均匀载荷，载荷系数K=1.3有轻度振动）由表10-7取齿宽系数：QUOTE=1查课本表10-6，QUOTEZEZE=189.8,压力角QUOTE=20°QUOTET1=T1=142.25,u=4.02QUOTE[未H1][未H1]=QUOTE未1HlimSH未1HlimSH=588MPA，QUOTE[未H2][未H2]=QUOTE=550MPAQUOTE）=QUOTE33.13mm圆周速度=0.2867m/s齿宽b=33.13mmb/h=17.81实际分度圆直径d1=34.32mm模数m=d1/z1=0.858mm2）.齿根弯曲强度校核：查课本表10-5:QUOTEYFa1YFa1=2.40，QUOTEYSa1YSa1=1.67，QUOTEYFa2YFa2=2.15，：QUOTEYSa2YSa2=1.82由图10-20c,QUOTE未1FE未1FE=500MPA,QUOTE未2FE未2FE=380MPA取SF=1.4[QUOTE未F1]未F1]=QUOTE=321.43MPA，QUOTE[未F2][未F2]=QUOTE=257.86MPA载荷系数K=1.0由大齿轮的大于小齿轮的，故m≥=0.65mm3).综上，取m=0.8mm,Z1=43,Z2=133,a=70mm,b1=40mmb2=35mm3、轴的设计计算轴的布置轴的布置参照图已知数据考虑相邻齿轮沿轴向不发生干涉，计入尺寸s=10考虑齿轮与箱体内壁沿轴向不发生干涉，计入尺寸k=10为保证滚动轴承放入箱体轴承座孔内，计入尺寸c=5mm初取轴承宽度分别为n1=20mm，n2=22mm，n3根轴的支承跨距分别为：=145mm；=147mm；=147mm；轴的设计高速轴（1轴）的设计轴上小齿轮的直径较小，采用齿轮轴结构。选择轴的材料及热处理45号钢，调质。轴的受力分析轴的受力简图如图（a）所示。图中53206.654745053206.6577974.4153206.6543760.1866091.24745053206.6577974.4153206.6543760.1866091.2=145mm；=52.5mm；=92.5mm；计算齿轮的啮合力求水平面内的支承反力，作水平面内的弯矩图轴在水平面内的受力简图如（b）所示。N·mm轴在水平面内的弯矩图如图（d）所示求垂直面内的支承反力，作水平面内的弯矩图轴在垂直面内的受力简图如图（c）所示。N·mmN·mm轴在垂直面内的弯矩图如图（e）所示。求支承反力，作轴的合成弯矩图，转矩图轴向力，故得拟用深沟球轴承，并采用两端固定组合方式，故轴向力作用在轴承A上。MC1=53206.65N.mmMc2=77974.41n。mm传动力矩47450N·mme）轴的初步设计由文献[2]表15-1和15-3查表得：，取折算系数≈0.6由式所以11.14mm,f）轴的结构设计按经验公式，减速器输入端的轴端直径初步确定轴的最小直径，由式（15-2）估算，为21mm查表得，所选电动机轴直径输入轴端选用弹性套柱销联轴器[Tn]=125N.mm,[n]=4600r/min；输入轴端直径选用de=32mm；安装齿轮，联轴器处轴肩结构尺寸参考文献[1]的表5-2确定所以高速轴的结构设计如下:中间轴（2轴）的设计选择轴的材料及热处理45号钢，调质轴的受力分析轴的受力简图如图（a）所示。(a)（a(a)（a）轴的受力简图；（b）轴在水平面内的受力分析；（c）轴在垂直面内的受力简图；(b)(c)图中=177mm；；；；计算齿轮的啮合力轴在水平面内的受力简图如（b）所示。92327.34N·mm136741N·mm轴在垂直面内的受力简图如图（c）所示。10195.41N·mm=-15635.07N·mm26908.83N·mm求支承反力，作轴的合成弯矩图，转矩图=1821.34N=2382.30N轴向力，故得拟用深沟球轴承，并采用两端固定组合方式，故轴向力作用在轴承B上。92888.56N·mm93461.82N·mmN·mm=112329.53N·mm轴的初步设计由文献[2]表15-1和15-3查表得：45号钢调质处理，取折算系数≈0.6由式所以26.99mm29.77mm在轴C、D段开有二个键槽，直径增大4%，28.07mm，30.96mm轴的结构设计安装齿轮，联轴器处轴肩结构尺寸参考文献[1]的表5-2确定按经验公式，减速器高速级从动轴的危险截面直径D(0.3～0.35)a=(0.3～0.35)×118=35.4～41.3mm。取减速器中间轴的危险截面的直径=40mm；减速器中间轴的结构图。。112329.5392888.5693461.82112329.5392888.5693461.82、=3\*GB3③低速轴（3轴）的设计选择轴的材料及热处理45号钢，调质受力简图V面受力简图H面内的受力简图=177mm；；；计算齿轮的啮合力求水平面内的支承反力，轴在水平面内的受力简图如（b）所示。NN116240.21N·mm求垂直面内的支承反力，轴在垂直面内的受力简图如图（c）所示。NN42298.58N·mm求支承反力，合成弯矩，转矩=980.93N=2114.55N123697.03N·mm396969N·mm轴的初步设计由文献[2]表15-1和15-3查表得：取折算系数≈0.6由式所以35.76mm在轴C段开有1个键槽，直径增大4%，37.19mm轴的结构设计按经验公式，减速器低速级从动轴的危险截面直径=(0.3～0.35)a=(0.3～0.35)×170=51～59.5mm。安装齿轮，联轴器处轴肩结构尺寸参考文献[1]的表5-2确定取减速器中间轴的危险截面的直径=56mm；减速器低速轴的结构图:396969123697.034396969123697.0344、减速器滚动轴承的选择高速轴（1轴）上滚动轴承的选择因为支撑跨距不大，故采用两端固定式轴承组合方式，考虑到平衡斜齿轮产生的轴向力轴承类型选择角接触球轴承。轴承的预期寿命为h。由前计算结果所知，轴承所受径向力N轴向力N基本额定动载荷KN，基本额定静载荷KN轴承工作转速r/min初选滚动轴承6206GB∕T276－94(参见附录E-2)e=0.21X=0.56Y=2.09,径向当量动载荷因为<所以选深沟球轴承6206GB∕T276－94满足要求。相关数据如下：D=72mmB=19mm中间轴（2轴）上滚动轴承的选择选择角接触球轴承，轴承的预期寿命为h。由前计算结果所知，轴承所受径向力N轴向力N工作转速r/min初选轴承6307GB∕T276－94(参见附录E-2)基本额定动载荷33.2KN基本额定静载荷19.2KNe=0.205X=1Y=2径向当量动载荷因为<所以选深沟球轴承6307GB∕T276－94满足要求。相关数据如下：D=80mmB=21mmmm低速轴（3轴）上滚动轴承的选择选择深沟球轴承，轴承的预期寿命为h。由前计算结果所知，轴承所受径向力N工作转速r/min初选轴承6239GB∕T276－94(参见附录E-2)基本额定动载荷31.5KN径向当量动载荷因为<所以选深沟球轴承6239GB∕T276－94满足要求。相关数据如下：D=85mmB=19mmmm六、键联接和联轴器的选择高速轴（1轴）由前面的计算结果知：工作转矩T=24.42N·m，工作转速r/min选择工作情况系数K=1.75计算转矩N·m选A型普通平键：初选键：b=8mm，h=7mm，L=34mm参考文献[5]表4-3-18，[σ]=110MPa，[τ]=90MPa由表4-3-16，<[σ]MPa<[τ]MPa键的挤压强度和剪切强度都满足要求。中间轴（2轴）上键联接的选择由前面的计算结果知：工作转矩T=112.33N·m选A型普通平键。高速极大齿轮连接键：初取：b=12mm，h=8mm，L=3键12×32GB1096—79参考文献[5]表4-3-18，[σ]=110MPa，[τ]=90MPa由表4-3-16，<[σ]MPa<[τ]MPa键的挤压强度和剪切强度都满足要求。低速级小齿轮：初取：b=12mm，h=8mm，L=56键12×80GB1096—79参考文献[5]表4-3-18，[σ]=110MPa，[τ]=90MPa由表4-3-16，<[σ]MPa<[τ]MPa键的挤压强度和剪切强度都满足要求。低速轴（3轴）上键联接和联轴器的选择由前面的计算结果知：工作转矩T=396.96N·m齿轮连接处选A型普通平键：初取：b=16mm，h=10mm，L=50键16×50GB1076—79参考文献[5]表4-3-18，[σ]=110MPa，[τ]=90MPa由表4-3-16，<[σ]MPa<[τ]MPa键的挤压强度和剪切强度都满足要求。联轴器设计，由前面的计算结果知：选择工作情况系数K=1.75计算转矩N·m选HL型弹性套柱销联轴器。按文献[6]中表17-9，选用HL4联轴器，型号为:GB4323—84。许用转矩[T]=1250N·m,许用转速[n]=4000r/min.因<[T],n<[n],故该联轴器满足要求。联轴器处选A型普通平键初取：b=10mm，h=8mm，L=74mm，键10×74GB1076—79参考文献[5]表4-3-18，[σ]=110MPa，[τ]=90MPa由表4-3-16，<[σ]MPa<[τ]MPa键的挤压强度和剪切强度都满足要求。七、减速器箱体及附件的设计箱体有关尺寸：箱体壁厚：箱盖壁厚：箱座凸缘厚度：箱盖凸缘厚度：箱座底凸缘厚度：箱座上的肋厚：箱盖上的肋厚：地脚螺栓直径：地脚螺栓数目：螺栓通孔直径：螺栓沉头座直径：地脚凸缘尺寸：轴承旁联接螺栓直径：螺栓通孔直径：螺栓沉头座直径：剖分面凸缘尺寸：上下箱联结螺栓直径：螺栓通孔直径：螺栓沉头座直径：剖分面凸缘尺寸：定位销直径：轴承旁凸台半径：大齿轮顶圆与内箱壁距离箱体外壁至轴承座端面距离剖分面至底面高度：轴承盖：1轴：2轴：3轴：八、润滑方式、润滑剂及密封装置的选择齿轮采用脂润滑,工业闭式齿轮油，GB5903-95，粘度牌号：L-CKB150，运动粘度135～165mm/s(40℃)，倾点-8℃,粘度指数大于90轴承采用脂润滑,通用钾基润滑脂，GB7324-94，代号1号，滴点大于170℃mm（25℃，150g）密封用毡圈密封。九、设计小结在此次的机械课程设计中，通过对减速器的设计，我有了很多的收获。首先，通过这一次的课程设计，我进一步巩固和加深了所学的机械设计基本理论、基本概念和基本知识，培养了自己分析和解决与本课程有关的具体机械所涉及的实际问题的能力。对减速器的所有组件都有了更加深刻的理解，为后续课程的学习奠定了坚实的基础。而且，这次课程设计过