二级减速器课程设计报告说明书5

-.z机械设计课程设计任务书目录：TOC\o"1-3"\u机械设计课程设计任务书-1-目录：-1-一.设计题目: -1-二.传动简图: -1-三.原始数据-2-四.设计工作量要求-2-五.传动装置的总体设计-2-1.拟定传动方案；-2-2.选择电动机；-4-3.确定传动装置的总传动比及其分配；-4-4.计算传动装置的运动及动力参数-5-六.设计计算传动零件-5-1.高速齿轮组的设计与强度校核-5-2.高速齿轮组的构造设计-9-3.低速齿轮组的设计与强度校核-9-4．低速齿轮组的构造设计-12-5.校验传动比-13-七.设计计算箱体的构造尺寸-13-八.设计计算轴(如图六A所示) -14-1.低速轴的设计与计算-14-2.中间轴的设计与计算-20-3.高速轴的设计与计算-21-九.选择滚动轴承及寿命计算-23-十.选择和校核键联接-23-十一.选择联轴器-23-十二.选择润滑方式、润滑剂牌号及密封件-23-十三.设计小结〔包括对课程设计的心得、体会设计的优缺点及改进意见等〕-23-十四.参考资料〔包括资料编号、作者、书名、出版单位和出版年月〕-24-螺旋输送机第五组设计题目:运送原料的带式运输机用的圆柱齿轮减速器二.传动简图:三.原始数据1〕螺旋筒轴上的功率P=1.2KW;2)螺旋筒轴上的转速n=25r/min(允许输送带速度误差为±5％)；3〕工作情况：三班制连续单向运转，载荷较平稳；4)使用折旧期：10年5〕动力来源：电力，三相交流，电压380V；6〕制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。四.设计工作量要求每个同学独立完成设计总装图一*,设计计算说明书一份和主要零件工件图1~3*,具体要求由任课教师统一说明。五.传动装置的总体设计1.拟定传动方案；采用二级圆柱齿轮减速器，适合于繁重及恶劣条件下长期工作，使用与维护方便。〔缺点：构造尺寸稍大〕高速级常用斜齿，低速级可用直齿或斜齿。由于相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮在远离转矩输入端，以减少因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均的现象。常用于载荷较平稳的场合，应用广泛。传动比*围：i=8~402.选择电动机；选用Y系列三相异步电动机1.螺旋运输机所需功率2.初估电动机额定功率P=圆锥齿轮效率=0.95,两对闭式圆柱斜齿轮传动效率==0.97,四对向心推力球轴承效率====0.99(油润滑),弹性联轴器3.确定电动机转速选择同步转速为1000电动机,型号为4．各尺寸及主要性能如下:额定功率同步转速满载转速额定转矩最大转矩质量(kg)1.594010002.02.023机座号中心高安装尺寸轴伸尺寸平键尺寸外形尺寸100L100ABDEGLHDAC/2AD160140286024380245100.251803.确定传动装置的总传动比及其分配；初取锥齿轮传动比则两斜圆柱齿轮取综上取传动比4.计算传动装置的运动及动力参数1.各轴转速电动机轴I轴II轴III轴锥齿轮输出轴2.各轴输入功率I轴II轴III轴锥齿轮输出轴3.各轴输入转矩I轴II轴III轴锥齿轮输出轴六.设计计算传动零件减速器外传动零件的设计计算一.联轴器的选择由于是高速轴,所以采用弹性套柱销联轴器二.开式锥齿轮传动设计1.选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数1)大小齿轮都选用硬齿面,由表10-1选大小齿轮材料为45号钢,并经调质及外表淬火,齿面硬度为48-55HRC2)初选7级精度3)选用小齿轮齿数大齿轮齿数2.按齿根弯曲疲劳强度设计确定公式内的各计算数值1)试选载荷系数2)计算小齿轮传递的转矩3)选取齿宽系数4)当量齿数5)由表10-5查得齿形系数和应力校正系数6)计算应力循环次数(每年按300天)7)计算大小齿轮的由图10-20d查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数取弯曲疲劳强度的平安系数S=1.4，由式10-12得则8〕小齿轮的数值大3.验算1)2)由查图10-8得(并假设3)传动平稳,原动机为电动机4)由于锥齿轮,则5)由,且小齿轮和大齿轮均工业用悬臂,即则所以6)修正模数m’=d1/Z1=3.191开式齿轮传动将模数加大10%-20%取m=4,符合弯曲疲劳强度则,圆整为18,圆整为53所以故i3=2.994i1=4.23i2=3.02经历算,与假设一致,故不用修正.修正各轴转速：n=n=940:n=940/4.23=222.2III:n=222.2/3.02=73.58减速器内传动零件的设计计算一.第一对斜齿轮设计1.选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数1>大齿轮材料为45钢〔常化〕硬度为200HBS，小齿轮材料为45钢〔调质〕硬度为240HBS，硬度差为40HBS2>取7级精度等级3>选小齿轮齿数,大齿轮齿数4>选取螺旋角,初选2.按齿面接触强度设计按式10-21计算,即1)确定公式内的各计算数值1>试选2>由图10-30选取区域系数3>由图10-26查得,,则4>由表10-7选取齿宽系数,小齿轮传动转矩5>由表10-6查得材料的弹性影响系数6>由图10-21d查得大小齿轮的接触疲劳强度7>大小齿轮应力循环次数为8>由图10-19查得接触疲劳寿命系数9>计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,平安系数s=1.0,由式10-12得则许用接触应力2)计算1>试算小齿轮分度圆直径,由计算公式得2>计算圆周速度3>计算齿宽b及模数4>计算纵向重合度5>计算载荷系数K使用系数,由v=1.47m/s,7级精度,由图10-8查得动载系由表10-4查得,由图10-13查得由表10-3查得故载荷系数6>按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式10-10a得7>计算模数,取3)校核由式10-16,1>确定计算参数①计算载荷参数,②根据纵向重合度,从图10-28查得螺旋角影响系数③计算当量齿数④由表10-5查取齿形系数和应力校正系数⑤由图10-20c查得大小齿轮弯曲疲劳强度极限由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数⑥计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳平安系数s=1.4,由式10-12得⑦计算大小齿轮的,并加以比较大齿轮数值大2>设计计算,取,取符合设计3>几何尺寸计算①计算中心距,圆整取②按圆整后的中心距修正螺旋角4>计算大小齿轮的分度圆直径5>计算齿轮宽度圆整后,二.低速级斜齿轮设计1.选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数1>大小齿轮都选用硬齿面,由表10-1选大小齿轮为45调质钢,调质处理及外表淬火，小齿轮硬度等于大齿轮为40-50HRS。2>取7级精度等级3>选小齿轮齿数,大齿轮齿数4>选取螺旋角,初选2.按齿面接触强度设计按式10-21计算,即1)确定公式内的各计算数值1>试选2>由图10-30选取区域系数3>由图10-26查得,,则4>由表10-7选取齿宽系数,小齿轮传动转矩5>由表10-6查得材料的弹性影响系数6>由图10-21d查得大小齿轮的接触疲劳强度7>大小齿轮应力循环次数为8>由图10-19查得接触疲劳寿命系数9>计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,平安系数s=1.0,由式10-12得NN则许用接触应力N2)计算1>试算小齿轮分度圆直径,由计算公式得2>计算圆周速度3>计算齿宽b及模数4>计算纵向重合度5>计算载荷系数K使用系数,由v=0.577m/s,7级精度,由图10-8查得动载系由表10-4查得,由图10-13查得由表10-3查得故载荷系数6>按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式10-10a得7>计算模数,取3)校核由,1>确定计算参数①计算载荷参数,②根据纵向重合度,从图10-28查得螺旋角影响系数③计算当量齿数④由表10-5查取齿形系数和应力校正系数⑤由图10-20c查得大小齿轮弯曲疲劳强度极限由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数⑥计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳平安系数s=1.4,由式10-12得⑦计算大小齿轮的,并加以比较大齿轮数值大2>设计计算比较计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,取,取符合设计3>几何尺寸计算计算中心距,中心距偏小，会影响到3轴和高速级大齿轮，故增大模数，取所以：圆整为135mm②按圆整后的中心距修正螺旋角4>计算大小齿轮的分度圆直径5>计算齿轮宽度圆整后,3.计算总传动比符合要求七.设计计算箱体的构造尺寸名称代号尺寸备注底座壁厚δ10mm箱盖壁厚8mm箱盖凸缘厚度5mm轴承座连接螺栓凸缘厚度B54mm底座加强肋厚度m10mm箱底加强肋厚度m10mm地脚螺栓直径df20mm地脚螺栓数目n6轴承座连接螺栓直径d116mm箱体内壁与齿顶圆的距离Δ115mm底座高度b215mm箱盖高度h335mm轴承盖固定螺钉孔深度25mm其他圆角R2mm八.设计计算轴㈠轴I的设计①求轴I的功率,转速,转矩,,②求作用在齿轮上的力因高速级小齿轮的分度圆直径则圆周力、径向力和轴向力的方向如图二所示③初步确定轴的最小直径按式15-2初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为钢,调质处理根据表15-3,取,于是得此轴的最小直径显然是安装联轴器处的最小直径,为使所选轴径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号.联轴器的计算转矩,查表14-1,考虑到转矩变化很小,故取,则按照计算转矩应小于联轴器公转转矩的条件,查取手册,选用TL2型弹性柱销联轴器,其公转转矩为,半联轴器I的孔径故取;半联轴器长度,半联轴器与轴配合的毂孔长度.IIIIIIIVVVIVII图④轴的构造设计ⅰ.拟定轴上零件的装配方案如上图一ⅱ.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度⑴为满足半联轴器的轴向定位要求,I-II轴段右断需制出一轴肩,故取;左端用轴圈挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径,半联轴器与轴配合的毂孔长度,为保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端面上,故取.⑵初步选择角接触球轴承参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初选角接触球轴承7206AC,其尺寸为,故,考虑到挡油板,则.两轴承均采用轴肩定位,由手册上查得7206AC型轴承的定位轴肩高度,因此取.⑶齿轮处,,对齿轮内端面与箱体内壁距离为,且轴承至箱体内壁距离为,所以(考虑挡油板厚).⑷由于可求得箱体内壁宽度为,则⑸根据轴承外径,取螺钉直径,则轴承端盖的各尺寸可计算如下:由,取,可算得.⑹可计算ⅲ.轴上零件的周向定位半联轴器与轴的周向定位采用平键联接,可选用平键为,半联轴器与轴的配合为.ⅳ.确定轴上圆角和倒角尺寸参照表15-2取轴端倒角,各轴肩处的圆角半径见附图一.I轴强度校核：据构造图可作出轴的计算简图如下:](a) 50122.550122.5(b) (c) MM(d)TT载荷水平面H垂直面V支反力F=192.15=470.77=71.79=175.896弯矩M=23538.38=8794.275=8797.43总弯矩==扭矩T计算弯矩ⅵ.按弯扭合成应力校核轴的强度由以上分析可知C点外侵弯矩最大,是危险截面,由式15-5及上表中的数值可得根据所选定的材料,由表15-1查得因此,故平安.ⅶ.⑴校核轴承寿命对于7205AC型轴承,按表13-7查得派生轴向力,则有⑵由于,所以轴承2被压紧,轴承1被放松,⑶根据,,查表13-5得,轻微冲击,取,则有⑷计算载荷寿命由于,角接触球轴承,动载荷,则寿命所以合格ⅷ.键联接强度的校核根据所选平键查表6-1得键的许用挤压应力,因为所以键合格校核最细轴经处的强度：由于联轴处的轴只承受扭距，轴的材料为45钢，查得故轴平安㈡轴II的设计①求轴II的功率,转速,转矩,,②求作用在齿轮上的力2、3齿轮的分度圆直径分别为：则圆周力、径向力和轴向力的方向如图四所示③初步确定轴的最小直径按式15-2初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为钢,调质处理根据表15-3,取,于是得由此可选角接触的轴承7206AC,其尺寸为④轴的构造设计ⅰ.拟定轴上零件的装配方案ⅱ.根据轴向定位要求确定各段直径和长度⑴由轴承的型号7206AC尺寸为⑵根据所选轴承知,可得⑶根据轴肩,可取,又知两齿轮中间的定位轴肩高度,可取.⑷考虑轴承内端至箱体内壁距离,可求得:⑸轴承端盖与轴I的轴承端盖一样,均匀凸缘式,数据一样.ⅲ.轴上零件的周向定位齿轮与轴的周向定位均采用平键联接,齿轮2处可以选用平键,齿轮3处可以选,齿轮轮毂与轴的配合为ⅳ.确定轴上的圆角和倒角尺寸由表15-2查得取轴端倒角,各轴肩圆周半径见附图二.ⅴ.求轴上载荷根据构造图,可作出轴的计算简图如下:〔a〕6162.5466162.546(b)Fa1Fa2(c)MMAAT(d)T载荷水平面H垂直面V支反力F===335.69=50.57弯矩M==49159.74=-20490.055=2339.93总弯矩==扭矩Tⅵ.按弯扭合成应力校核轴的强度由以上分析可知B点外侵弯矩最大,是危险截面,由式15-5及上表中的数值可得根据所选定的材料,由表15-1查得因此,故平安.ⅶ.校核轴承寿命对7206AC轴承,按表13-7查得派生轴向力,则有b)1被压紧,;2被放松,c)根据,,查表13-5得,轻微冲击,取,则有d)计算载荷寿命由于,角接触球轴承,动载荷,则寿命所以合格ⅷ.键联接强度校核根据所选平键和查表6-1得键的许用挤压应力均为因为均合格.㈢轴III的设计①求轴上的功率,转速和转矩②求作用在齿轮上的力齿轮4、5的分度圆直径分别为则圆周力,径向力及轴向力的方向如图六所示③初步确定轴的最小轴径按式15-2估算轴的最小直径,所取轴材料为调质钢,根据表15-3取,于是得此轴的最小直径显然是安装齿轮处的轴径,可取④轴的构造设计ⅰ.拟定轴上零件的装配方案如以下图3所示IIIIIIIVVVIVIIVIIIⅱ.根据装配方案确定轴的各段直径和长度⑴取安装斜齿轮初的轴径,由于锥齿轮与轴配合的长度,取,为了更好的轴向固定锥齿轮,轴应内缩一些,取⑵初选圆锥滚子轴承30210,其尺寸,故,考虑轴承内端至箱体内壁距离,以及小齿轮3至箱体内壁距离,以及安装齿轮处轴内缩,则可得⑶由于斜齿轮4齿宽,则,斜齿轮右端制一定为轴肩,则轴环直径,并取圆锥滚子轴承轴肩,则,又考虑各方面因素可求得⑷根据轴承外径,取螺钉直径,则轴承端盖的尺寸计算如下:由,取,可算得故可初选ⅲ.轴向零件的周向定位锥齿轮与轴的周向定位采用平键联接,选用平键为,斜齿轮与轴选用平键,齿轮与轴的配合为ⅳ.确定轴上的圆角和倒角尺寸参考表15-2取轴端倒角,各轴肩圆角半径见附图3ⅴ.求轴上的载荷根据构造图可做出轴的计算简图如下(a)129．160．65129．160．65118．15(b)MMTT经过以上分析可得，A截面为危险截面，需进展校核。经过以上分析可得，A截面为危险截面，需进展校核。A载荷水平面H垂直面V支反力F====弯矩M===,=212819.87=,=总弯矩===扭矩T计算弯矩ⅵ.按弯矩合成应力校核轴的强度由以上分析可知B点外侵弯矩最大,是危险截面,由式15-3及上表中的数值可得根据所选定的材料,由表15-1查得因此,故平安.ⅶ.校核轴承寿命a)对32210圆锥滚子轴承,,则b)1被放松,;2被压紧c)根据,,查表13-5得,轻微冲击,取,则有d)计算载荷寿命由于,角接触球轴承,动载荷,则寿命所以合格ⅷ.根据所选平键和查表6-1得键的许用挤压应力均为100~因为均合格.的设计减速器的箱体设计应使箱体具有足够的刚度，采用较大的壁厚或设支撑筋。轴承座孔附近应作成凸台，凸台附近应保证有足够的扳手空间。保证箱盖和箱体的联接刚度，联接凸缘厚度b1和b2应取大些，箱体底凸缘的厚度B应超过箱体内壁。应考虑良好的润滑、密封及散热。齿顶到油池底面的距离不应小于30~50