机械设计课程设计-二级直齿圆柱齿轮减速器(正稿)

1.题目„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12.传动方案的分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„23.电动机选择，传动系统运动和动力参数计算„„„„„„2传动零件的设计计算„„„„„„„„„„„„„„„„5轴的设计计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16轴承的选择和校核„„„„„„„„„„„„„„„„„26键联接的选择和校核„„„„„„„„„„„„„„„„27联轴器的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„28减速器的润滑、密封和润滑牌号的选择„„„„„„„„28减速器箱体设计及附件的选择和说明„„„„„„„„„11.设计总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3112.参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„315.制作条件及生产批量:一般机械厂制造，可加工7~8级齿轮；加(卷筒支承及卷筒与运输带间的摩擦影响在运输带工作拉2、零件图1~3张；围为功率为又可知总传动比为如果用带传动刚减速器的传动比为—用二级圆柱·齿轮减速器则传动比太小而用一级则有点过大从而齿轮过大箱体就随着大因而不用带传动直接用联轴器因有轻微振动因而用弹性式圆柱齿轮减速卷筒同输出轴直接同联轴器相连就可以因为这样可以减少能量的损耗和动力参数计算(1)工作机卷筒上所需功率Pw·作机之间的总功率η总。设η、η2、η、η、分别为弹性联轴器、闭式齿轮传动(设齿轮精度为级)、滚动轴承、弹性联轴器、工作机的效率，由表查得η=0.99，η2=0.98，η=0.99，η=0.99，η=0.96，则传动装置的总效率为dn总联轴器传动i=1联i=8~两级减速器传动减40(ii=8~i=i×i×i总联齿1齿2i‘=1×(8~40)=(8~40)总ndinwnwnwnw2r/min总联齿1齿2总联齿1齿2分配原则：(1)i=3~6ii=i/i=18.30总联i=1.3i=4.877齿1齿i=8.30/4.877=3.752齿1n/i=1440r/min联1/i=1440/4.877=295.26r/1·n=n/=295.26/3.752=78.69r/minⅢⅡ齿P=P=3.193kw0dPⅢ=PⅡη2η3=3.067x0.98x0.99=2.976kwTPdnx3.193/1440=21.176N.mT=9550P/n=9550x3.161/1440=20.964N.mⅠⅠT=9550P/n=9550x3.067/295.26=99.20N.mⅡⅡT=9550P/n=9550x2.9767/78.69=361.174N.mⅢⅢⅢ表传动装置各轴运动参数和动力参数表功率功率(kw)转速n(rmin)转矩T(N.m)1传动比·传动零件的设计计算、渐开线斜齿圆柱齿轮设计 (一)高速级直齿圆柱齿轮设计计算表级()试选计算(或选择)1Z=iZZU=2Z1单计算(或确定)位结果个个12材料的弹性由表表MP1/2Ф1·Hlim10－21d=Hlim1=Hlim2=Hlim1=Hlim2()应力循环次由式10－数13＝N=N/i21齿1()接触疲劳强()计算接触疲σ由图1％，安全系数为，由式10－12得σKσHHN1Hlim1HSσHKHN2Hlim2SσHσH(9)试算小齿轮t按式()试算－d2.32t3＝kTu+1Zt1(E)2t1(E)2dH(10)计算圆周·(11)计算齿宽B(12)模数mnt(13)计算载荷119d=1tz1Av]P190图V由[1]表10－4P194查得度1×由[1]图10－13P195查得K=1.34假定KAFt100N/mm，由dHaFa载荷系数K=KKKAVHαKHβ()按实际的(15)计算模数=1m=1＝·mn(1)计算载荷系K=KKKAVFαK＝＝(3)应力校正系(4)齿轮的弯曲表10－510－20cY=1.58====Y=1.58Y=1.804==FE(5)弯曲疲劳强度寿命系数KFN1(6)计算弯曲疲劳许用应力σF0－18FN1FN1FNFN2KFSσFNKFSσFFσFσKσFNFE＝FSF(7)计算大小齿[]F＝Fa1Sa1＝[]F1[]F1·YYFa2Sa2[]F2＝YYFa2Sa2[]F2(8)齿根弯曲强由[1]式10－5m1.m1.FaSan3Z2[]d1Fm1.Fan3Z2[]d1F结论：对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn大于由齿根弯曲是由z=d1=42.70/2=21.35，取取齿1(1)计算中心距a(2)计算齿轮的(z+z)ma(z+z)m2·dd=d2.5mfnb=φdd1f11nd=d2.5m=204-f22n1212td1KFAtb(4)计算齿轮宽(5)验算 (二)低速级直齿圆柱齿轮设计计算表Z=233计算(或选择)3计算(或确定)7Z=233·Z=iZ3ZZ34Z=864(1)试选Kt=1.3Kt齿轮传递的转矩Ⅱ弹性影响系数Hlim()应力循NmmⅡ==Ⅱ=Ⅱ=11表表=MPa1/2==Hlim3=Hlim3=Hlim4=Hlim4======i2=2===()接触疲由图==劳强度寿命==·ntz3ntz3()计算接σ(9)试算小直径d(10)计算圆周速度v(11)计算齿宽B(12)模数1％，安全系数为，由式10－12得按式(－)试算b=φdd3tdm=3tdMPaHσHKHN3Hlim3S＝Hσ＝HHσHKσHHN4Hlim4σHS＝＝kTu+1ZkTu+1Zt3.u[]dH＝度(13)计算由[1]P190表10-2查得使用系数K=1A·()按实(15)计算模数mn(1)计算载V表10－4P194查得Fβ假定KAFt100N/mm，由[1]P193表d10－3查得K=K=1.2故载荷HaFa系数K=KKKK=1X1.06X1.2X1.42=AVHαHβdnzd3K=KKKKK=AVFαFβ3·(2)齿形系(3)应力校(4)齿轮的弯曲疲劳强度极限FE(5)弯曲疲劳强度寿命10－5Y=2.69FE4Y=2.69MPa=500FE4K=K=系数KFN(6)计算弯曲疲劳许用应力σFσFσKFN3FE3SFσσFFKFN4FE4S(7)计算大YYFa3Sa3F3F3·加FaSaYFaSa[]FYYFa4Sa4[]=2.208+1.776/247.F4(8)齿根弯曲强度设计172KTYYm2.F2KTYYn3Z2[]d3F计算2KTYYm2.F2KTYYn3Z2[]d3F了同时满足接触疲劳强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=mm来计算应有的齿数。于是由z3=d3=72.058/2.5=取mn3(1)计算中(2)计算齿轮的分度圆直径d2a=34na=34n2d=n·ddd2.5m=72.5-mmf11nf22nb=φdd34(5)验算F=2T2=2x99.2x103/72.5N=2.7366x103Ntd3b(3)计算齿轮的齿根圆直径d3d=d2.5mfn(4)计算齿43f (三)直齿轮设计参数表2查[1]P表14-1由于转矩变化很小可取K=1.3caA3查[2]p128表13-5，选用弹性套柱销联轴器:TL4(钢性),其许用转矩故联轴器合用:查[1]P表14-1转矩变化很小可取K=1.3caA3减速器轴的结构草图·dA=14.296mm1·d1d2d3d4d5dd6(0.07~0.1)d1(R2.0)查表[2]9-740d>d查表[2]9-767·ddd(同一对轴承)3d7查[2]P(2)“润滑方式”，及说明书“(12)计算齿轮圆周速度v”箱体壁厚6径d及数f螺栓直径d1间C、C12螺钉直径d36=(0.025~0.03)a+81f12·lele=(1~1.2)d=(1~1.2)×3≥δ(或10~15)2=3~54e241L2=8+22+20+(5~8)3l＝4l=B=501l1l23l4l55·67L5l6l7L(总长)L(支点距离)查[1]表14-1选择轴的材料为优质碳素结构钢45；根据齿轮直径9.55106PPd30.2]3n=A03nⅡ=24Ⅱ0d1·39.9~42d2348324d404d=d(一对同型号轴承)51mmd355d·度12l＝(8~15)34l＝17+(3~5)+10+2.5+2＝34345l1l2l3l4l5L(总长)L查[1]表15-1选择轴的材料为优质碳素结构钢45；根据齿轮直径9.55106PP2.9767d30.2[]33nU=113U0考虑键：d≥37.6×(％)＝·d1d2d3d4d5与联轴器内孔标准直径配合,d=4012132查[2]表97一般标准d=6d6d=7d7·llllll度l＝84-(2~3)＝821234轴肩671l2l345l6l7L(总长)·齿轮上的圆周力F=2==972.5492d2042N齿轮上的圆周力小齿轮上的经向力小齿轮上的经向小齿轮上的轴小齿轮上的轴x力x力NF=2=NyyFrFt3RayRbyZFtFt3轴的跨度和齿轮在轴上的位置的受力如上图。28022FXFX(72.5+48)=R(48+72.5+63)ttBYM2M2+M2M2+M2DZDYR=F+F—R=1657.674NAYt2t3BYCZAYDZBYFx48+RX183.5=Fx(48+72.5)r2BZr3BZBZAZmYAZDYBZ合成弯矩合成弯矩M=CM=M=CM=D因为M>M,所以D断面为危险截面。DCM2+(aT)(133.99X103)2+(0.6X99.2X103)2=D3==22.91MPa查表15-1得[]=60mpa,因为<[],所以安全。轴承，查机械手册软件版()画轴的受力简图。()求轴承径向支反力F、Fr1r2()垂直平面支反力F、FFRFR2vBY()水平面支反力F、FRZFFR2hBZ()合成支反力F、r1FFr1F()计算轴承的当量载荷P、Prr2查[1]表取载荷系数f=P＝×＝＝×()校核所选轴承由于两支承用相同的轴承，故按当量动载荷较大的