展开式两级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书-课程设计

展开式两级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书课程设计机械设计课程设计计算说明书设计题目：展开式二级斜齿圆柱齿轮减速器06级徐素霞学号：2064020592指导教师：任靖日2009年6月

2006级《机械设计课程设计》说明书卷筒直径D/mm运输带速度υ/(m/s)运输带所需扭矩/(N˙m)3600.70400设计题目：设计传动设备用的展开式两级斜齿圆柱齿轮减速器。用于传送清洗零件，单班制工作，工作时有轻微振动。每年按300天计，轴承寿命为齿轮寿命的三分之一以上。工作量：减速器总装配图；齿轮零件工作图；轴的零件工作图；设计计算说明书一份。指导教师：任靖日参考资料：1机械设计(第八版)濮良贵纪名刚主编2006年、高等教育出版社2机械零件设计手册3机械设计课程设计席伟光杨光和李波主编、2003年、高等教育出版社4机械课程设计简明手册骆素君朱诗顺化学工业出版社计算及说明结果减速器结构分析分析传动系统的工作情况1、传动系统的作用：作用：介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，在此起减速作用，并协调二者的转速和转矩。2、传动方案的特点：特点：结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。由于电动机、减速器与滚筒并列，导致横向尺寸较大，机器不紧凑。但齿轮的位置不对称，高速级齿轮布置在远离转矩输入端，可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部分地抵消，以减缓沿齿宽载荷分布有均匀的现象。3、电机和工作机的安装位置：电机安装在远离高速轴齿轮的一端；工作机安装在远离低速轴齿轮的一端。图一:(传动装置总体设计图)初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。计算及说明结果传动装置的总体设计（一）、选择电动机1、选择电动机系列按工作要求及工作条件，选用三相异步电动机，封闭式扇式结构，即：电压为380VY系列的三相交流电源电动机。2、选电动机功率（1）、传动滚筒所需有效功率（2）、传动装置总效率（3）、所需电动机功率3、确定电动机转速型号Y132s-4Y132s1-4Y132-M2-6Y160MZ-8额定功率KW5.55.55.55.5电机满载荷转速转/分14402900960720滚筒转速转/分37.237.237.237.2总传动比38.777.925.819.4222219.3538.9512.99.7由此比较，应选Y132s－4，结构紧凑。]表9-40选取电动机的外形及安装尺寸D＝42㎜，中心高度H＝132㎜，轴伸长E＝80㎜。4、传动比分配（1）、两级齿轮传动比公式（2）、减速器传动比5、运动条件及运动参数分析计算Pw=1.56kwη=0.816pr=1.91kwnw=37.15r/min计算及说明结果（二）、定V带型号和带轮1、工作情况系数由文献【1】由表11.5得2、计算功率3、选带型号由文献【1】表11.15选取A型4、小带轮直径由文献【1】表11.6选取5、大带轮直径6、大带轮转速7、验算传动比误差取A型计算及说明结果（1）、理论传动比（2）、实际传动比（3）、传动比误差合适（4）、验算带转速合适8、计算带长（1）、求（2）、求（3）、初取中心距（4）、带长（5）、基准长度9、求中心距和包角（1）、中心距（2）、小带轮包角计算及说明结果10、求带根数（1）、传动比由表11.8由表11.7；由表11.12；由表11.10（2）、带根数11、求轴上载荷（1）、张紧力（由表11.4q=0.10kg/m）（2）、轴上载荷12、结构设计小带轮；大带轮（三）、高速轴齿轮的设计与校核1、选材根据文献【1】表12.7知选小齿轮：40Cr，调质处理选大齿轮：45钢，调质处理2、初步计算（1）、转矩（2）、尺宽系数由文献【1】表12.13，取（3）、接触疲劳极限由文献【1】图12.17c取z=2根计算及说明结果由文献【1】由表12.16，取（4）、确定中心距3、配凑中心距取合适（1）、核算由文献【1】表12.3取；（2）、验算所以取4、接触强度校核（1）、圆周速度V（2）、精度等级由表12.6知：选8级精度（3）、使用系数由表12.9知：（4）、动载系数由图12.9知：=1.12（5）、齿间载荷分配系数由表12.10知，先求：8级精度=1.12计算及说明结果由上所得：（6）、齿向载荷分布系数由文献【1】表12、11(7)、载荷系数（8）、弹性系数由文献【1】表12、12（9）、节点区域系数由文献【1】图12、16（10）、重合度系数（11）、螺旋角系数（12）、接触最小安全系数（13）、总工作时间（14）、应力循环次数=1.708=2.114=3.822==2.06=1.48273=3.989=0.765=0.988计算及说明结果（15）、接触寿命系数由文献【1】图12、18（16）、许用接触应力及验算计算结果表明，接触疲劳强度足够5、弯曲疲劳强度验算（1）、齿数系数（2）、应力修正系数（3）、重合度系数（4）、螺旋角系数（5）齿间载荷分配系数==0.69=0.897计算及说明结果（6）、齿向载荷分布系数（7）、载荷系数（8）、弯曲疲劳极限由图12、13c得（9）、弯曲最小安全系数（10）、应力循环系数（11）、弯曲寿命系数（12）、尺寸系数（13）、许用弯曲应力（14）、验算6、几何尺寸计算K=3.71=367MPa=350MPa=154MPa=149MPa计算及说明结果（四）、中间轴齿轮的设计与校核1、选材根据文献【1】表12.7知选小齿轮：40Cr，调质处理选大齿轮：45钢，调质处理2、初步计算（1）、转矩（2）、尺宽系数由文献【1】表12.13，取（3）、接触疲劳极限由文献【1】图12.17c由文献【1】由表12.16，取（4）、确定中心距3、配凑中心距取合适（1）、核算由文献【1】表12.3取计算及说明结果（2）、验算所以取 4、接触强度校核（1）、圆周速度V（2）、精度等级由表12.6知：选8级精度（3）、使用系数由表12.9知：（4）、动载系数由图12.9知：=1.10（5）、齿间载荷分配系数由表12.10知，先求：（6）、齿向载荷分布系数由文献【1】表12、11(7)、载荷系数（8）、弹性系数由文献【1】表12、128级精度=1.10=1.4=1.703=2.00=3.703==1.51=3.14计算及说明结果（9）、节点区域系数由文献【1】图12、16（10）、重合度系数（11）、螺旋角系数 （12）、接触最小安全系数（13）、总工作时间（14）、应力循环次数（15）、接触寿命系数由文献【1】图12、18（16）、许用接触应力及验算计算结果表明，接触疲劳强度足够5、弯曲疲劳强度验算（1）、齿数系数（2）、应力修正系数=0.766=0.989=计算及说明结果（3）、重合度系数（4）、螺旋角系数（5）齿间载荷分配系数（6）、齿向载荷分布系数（7）、载荷系数（8）、弯曲疲劳极限由图12、13c得（9）、弯曲最小安全系数（10）、应力循环系数（11）、弯曲寿命系数（12）、尺寸系数（13）、许用弯曲应力=0.694=0.9K=3.14=367MPa=350MPa计算及说明结果（14）、验算6、几何尺寸计算（五）、高速轴的设计与校核1、选材C=1022、初估直径轴上有单个键槽，轴径应增加3％所以27.66×（1＋3％）＝28.49㎜圆整取d=30㎜3、结构设计由文献【1】得初估轴得尺寸如下：4、强度校核（1）、确定力点与支反力与求轴上作用力（图示附后）（2）、齿轮上作用力=171MPa=165MPa（3）、水平支反力从上到下第二幅图（4）、垂直面内的支反力从上到下第四幅图（5）、绘水平弯矩图第三幅图，最高点弯矩为：（6）、求垂直弯矩并绘垂直弯矩图第五幅图，从左往右的突出点弯矩分别为：291020N·㎜168177N·㎜，117150N·㎜（7）、合成弯矩图第六幅图从左往右的突出点的弯矩分别为：295772N·㎜，259900N·㎜286544N·㎜（8）、绘扭矩图第七幅图（9）、求当量弯矩计算及说明结果（10）、确定危险截面校核轴径尺寸，危险截面I，危险截面II（六）、高速轴轴承校核1、选轴承根据文献【1】附录表18.1可得轴承的型号为：6208。其中轴承参数为：D＝80mm；B＝18mm；Cr＝29.5KN；Cor＝（七）、中间轴的设计与强度校核1、选材C=1122、初估直径圆整d=50㎜计算及说明结果3、结构设计由文献【1】得初估轴得尺寸如下：4、强度校核（1）、确定力点与支反力与求轴上作用力（图示附后）（2）、齿轮上作用力（3）、水平支反力从上到下第二幅图（4）、垂直面内的支反力从上到下第四幅图（5）、绘水平弯矩图第三幅图；（如下所示）（6）、求垂直弯矩并绘垂直弯矩图第五幅图（如下所示）（7）、合成弯矩图第六幅图（如下所示）（8）、绘扭矩图第七幅图（如下所示）（9）、求当量弯矩（10）、确定危险截面校核轴径尺寸，危险截面A，危险截面B计算及说明结果（八）、中间轴轴承校核1、选轴承根据文献【1】表18.1可得轴承的型号为：6310。D＝11B＝27mm；Cr＝61.8KN；Cor＝38（九）、低速轴的设计与强度校核1、选材C=1122、初估直径圆整取d=75㎜3、结构设计由文献【1】得初估轴得尺寸如下：4、强度校核（1）、确定力点与支反力与求轴上作用力（图示附后）（2）、齿轮上作用力（3）、水平支反力从上到下第二幅图（4）、垂直面内的支反力从上到下第四幅图（5）、绘水平弯矩图第三幅图（6）、求垂直弯矩并绘垂直弯矩图第五幅图（7）、合成弯矩图第六幅图（8）、绘扭矩图第七幅图（9）、求当量弯矩计算及说明结果（10）、确定危险截面校核轴径尺寸，危险截面A，B（十）、低速轴轴承校核1、选轴承根据文献【1】表18.1可得轴承的型号为：6317。其中轴承参数为：D＝180mm；B＝41mm；Cr＝132KN；Cor＝96.5KN（十一）、键联接的选择与计算电动机小带轮端的键电动机D×E=42×110mm,E=110mm,由文献【2】表2.4-30得键为12×8GB1096-90即圆头普通平键（A型），键的参数为：b=12mm;h=8mml=100mm(1)、键校核键的接触长度；则键联接所能传递的转矩为：由文献【1】表7.1得120MP；；强度符合要求选择键为：圆头普通平键（A型）计算及说明结果2、高速轴大带轮端的键高速轴带轮端尺寸：30×101；由文献【2】表2.4-30得键为10×8GB1096-90即圆头普通平键（A型），键的参数为：b=10mm;h=8mm;l=(1)、键校核键的接触长度；则键联接所能传递的扭矩为：由文献【1】表7.1得120MP；；强度符合要求3、中间轴的键轴的尺寸为：65×93；由文献【2】表2.4-30得键为：18×11GB1096-90即圆头普通平键（A型），键的参数为：b=18mm;h=11mm;l=7(1)、键校核键的接触长度；则键联接所能传递的扭矩为：由文献【1】表7.1得120MP；；强度符合要求小齿轮处轴的尺寸为：65×147；由文献【2】表2.4-30得键为：20×12GB1096-90即圆头普通平键（A型），键的参数为:b=20mm;h=12mm;l=1(2)、键校核键的接触长度；则键联接所能传递的扭矩为：由文献【1】表7.1得120MP；；强度符合要求4、低速轴键大齿轮处轴的尺寸为：95×135；由文献【2】表2.4-30得键为：28×16GB1096-90即圆头普通平键（A型），键的参数为：b=28mm;h=16mml=1(1)、键的校核键的接触长度为：；则键联接所能传递的扭矩为：由文献【1】表7.1得120MP；；强度符合要求联轴器处的轴的尺寸为：75×140；由文献【2】表2.4-30得键为：20×12GB1096-90单圆头普通平键（C型），键的参数为：b=20mm;h=12mmL=1(2)、键的校核键的接触长度为：;则键联接所能传递的扭矩为：由文献【1】表7.1得120MP；；强度符合要求5、联轴器的选择与校核公称转矩：选择键为：圆头普通平键（A型）选择键为：圆头普通平键（A型）选择键为：圆头普通平键（A型）选择键为：圆头普通平键（A型）选择键为：单圆头普通平键（C型）计算及说明结果由文献【2】表2.6-3选用ML8型梅花形弹性联轴器GB5272-85。弹性硬度C>94主动端：Z型轴孔，C型键槽从动端：Y型轴孔，B型键槽校核：；由文献【1】表19.5，取适合（十二）、对中间轴进行安全系数法校核联轴器选择为：ML8型梅花形弹性联轴器0.012MP3252.119N·m安全系数法校核轴强度符号单位截面A截面B说明1、扭矩2、合成弯矩3、轴径4、抗弯截面模量5、抗扭截面模量6、弯曲应力副7、扭转应力副8、弯曲平均应力9、扭转平均应力TN·mm802770802770MN·mm989204565633dmm6565W2313323133500805008042.7624.4516.0316.03008.0158.015有键槽时：10、强度极限11、弯曲疲劳极限12、扭转疲劳极限13、等效系数符号截面A截面B说明14、弯曲有效应力集中系数1.681.68附录表215、扭转有效应力集中系数1.241.24附录表116、表面状态系数0.920.92附录表517、尺寸系数0.880.810.81附录表618、弯曲综合影响系数2.082.0819、扭转综合影响系数1.661.6620、弯曲配合影响系数2.643.51附录表321、扭转配合影响系数1.982.5122、弯曲配合影响系数2.643.51比较后取值23、扭转配合影响系数2.192.5124、寿命系数1125、弯曲安全系数3.225.6226、扭转安全系数6.816.8127、许用安全系数1.51.51.3～1.5由安全系数法可以得到安全系数如下：（A）截面（B截面）完全符合强度要求综合当量弯矩法和安全系数法得出：该轴体的尺寸完全符合强度要求，符合生产所需的强度，所以无需将原尺寸修改。计算及说明结果装配图设计（一）、装配图的作用作用：装配图表明减速器各零件的结构及其装配关系，表明减速器整体结构，所有零件的形状和尺寸，相关零件间的联接性质及减速器的工作原理，是减速器装配、调试、维护等的技术依据，表明减速器各零件的装配和拆卸的可能性、次序及减速器的调整和使用方法。（二）、减速器装配图的绘制1、装备图的总体规划：（1）、视图布局：①、选择3个基本视图，结合必要的剖视、剖面和局部视图加以补充。②、选择俯视图作为基本视图，主视和左视图表达减速器外形，将减速器的工作原理和主要装配关系集中反映在一个基本视图上。布置视图时应注意：a、整个图面应匀称美观，并在右下方预留减速器技术特性表、技术要求、标题栏和零件明细表的位置。b、各视图之间应留适当的尺寸标注和零件序号标注的位置。（2）、尺寸的标注：①、特性尺寸：用于表明减速器的性能、规格和特征。如传动零件的中心距及其极限偏差等。②、配合尺寸：减速器中有配合要求的零件应标注配合尺寸。如：轴承与轴、轴承外圈与机座、轴与齿轮的配合、联轴器与轴等应标注公称尺寸、配合性质及精度等级。查文献【2】P121③、外形尺寸：减速器的最大长、宽、高外形尺寸表明装配图中整体所占空间。④、安装尺寸：减速器箱体底面的长与宽、地脚螺栓的位置、间距及其通孔直径、外伸轴端的直径、配合长度及中心高等。（3）、标题栏、序号和明细表：①、说明机器或部件的名称、数量、比例、材料、标准规格、标准代号、图号以及设计者姓名等内容。查GB10609.1-1989和GB10609.2-1989标题栏和明细表的格式②、装备图中每个零件都应编写序号，并在标题栏的上方用明细表来说明。采用稠度较小润滑脂。②、密封：防止外界的灰尘、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂的漏失。可参考文献【2】P111。（3）、减速器的箱体和附件：①、箱体：用来支持旋转轴和轴上零件，并为轴上传动零件提供封闭工作空间，防止外界灰砂侵入和润滑逸出，并起油箱作用，保证传动零件啮合过程良好的润滑。②、附件：包括窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴承盖、定位销、启箱螺钉、油标、放油孔及放油螺塞、起吊装置。3、完成装配图：（1）、标注尺寸：可参考文献【2】P147，标注尺寸反映其的特性、配合、外形、安装尺寸。（2）、零件编号（序号）：由重要零件，