3250.二級圓柱齒輪減速器課程設計說明書

1、機械設計課程設計計算說明書設計題目：二級圓柱齒輪減速器設計者：xxx(學號：xxx)東南大學08級機械設計制造及其自動化汽車 1班指導教師：xxx2010年7月22日前言“機械設計課程設計”說起來是一門課程，而實際上卻包含著諸如材料力學、機械原理、機械設計、cad制圖等眾多學科的專業(yè)知識。在課程設計的過程當中，要求我們能夠?qū)σ郧皩W過的各門課的知識能夠進行綜合運用，并結(jié)合“機械設計課程設計”課程本身的要求，對設計對象進行設計。說實在的，這對于我們初次進行課程設計的同學來說，在短短的三周之內(nèi)要完成這樣的一項任務，并非易事。這次我們的設計題目是“二級展開式圓柱齒輪減速器”。在課程設計的3周內(nèi)，我將分

2、析題目，對主要零部件進行了選材，并進行了各級傳動零件、軸、軸承、箱體等的設計計算，并對強度、剛度、穩(wěn)定性進行了校核。其次，我將進行齒輪、軸等主要零件的尺寸設計計算，并用autocad軟件進行了齒輪零件圖、軸零件圖。最后，將圖形打印出，并將計算參數(shù)、設計計算過程編制成機械設計課程設計計算說明書，參與答辯。一下是這次設計的一些數(shù)據(jù)編錄成冊。目錄第一部分. 傳動方案設計51.1 總傳動比的確定 51.2 電動機的選擇51.3齒輪分配計算61.4 傳動動力計算8第二部分 兩級齒輪減速箱技術設計102. 1 齒輪參數(shù)初步確定102.1.1第一對齒輪112.1.2 第二對齒輪112.1.3 齒輪的校核12

3、2.1.4兩對齒輪的數(shù)據(jù)記錄132.2軸的設計與校核142.2.1 軸的初步確定142.2.2 軸的校核計算152.3 軸承的受力校核202.3.1 第一對軸承202.3.2 第二對軸承202.3.3 第三對軸承202.4 鍵的校核212.4.1 第一鍵校核212.4.2 第二鍵校核212.4.3 第三鍵校核222.4.4 第四鍵校核223.箱體結(jié)構(gòu)的設計234. 潤滑密封設計245. 參考資料25 題目 設計一卷揚機的傳動裝置。傳動裝置簡圖如下圖所示。 卷揚機數(shù)據(jù)工作軸輸入轉(zhuǎn)矩t(n/m)=850n/m運輸帶工作轉(zhuǎn)速v(m/s)=1.25m/s卷筒直徑d(mm)=370mm設計要求1. 設計

4、用于帶式運輸機的傳動裝置。2. 連續(xù)單項運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，空載啟動，運輸帶允許誤差為5%。3. 使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作。設計任務完成運輸機總體傳動方案的設計和論證，繪制總體設計原理方案圖。完成運輸機主要傳動裝置結(jié)構(gòu)設計。完成裝配圖一張（用a0圖紙），零件圖兩張。編寫設計說明書一份。第1部分. 傳動方案設計1.1 總傳動比的確定 由于y系列三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速有750,1000,1500和3000r/min四種可供選擇.根據(jù)原始數(shù)據(jù),得到卷揚機卷筒的工作轉(zhuǎn)速為=64.55r/min。 按四種不同電動機計算所得的總傳動比分別是:電動機同步轉(zhuǎn)速 750 1000 1500 30

5、00 系統(tǒng)總傳動比 30.1 40.1 57.78 120.4確定電動機轉(zhuǎn)速: 綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格以及總傳動比，750轉(zhuǎn)的低速電動機傳動比雖小，但電動機極數(shù)大價格高，故不可取。3000轉(zhuǎn)的電動機重量輕，價格便宜，但總傳動比大，傳動裝置外廓尺寸大，制造成本高，結(jié)構(gòu)不緊湊，也不可取。剩下兩種相比，如為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，選用1000轉(zhuǎn)的電動機較好；如考慮電動機重量和價格，則應選用1500轉(zhuǎn)的電動機?，F(xiàn)選用1500轉(zhuǎn)的電動機，以節(jié)省成本。確定傳動方案：驗算：外掛一個開式齒輪傳動傳動比為2-4，二級圓柱齒輪減速器為8-40，則總傳動比的范圍為16-160，因此能夠滿足以上總傳動

6、比為57.78的要求。1.2 電動機的選擇按工作要求和條件,選用y系列籠型三相異步電動機,封閉式結(jié)構(gòu)。確定電動機的功率工作機的功率效率的選擇：開式齒輪傳動：1 = 0.968級精度圓柱齒輪傳動：2 = 0.98滾動軸承（一對）：3 = 0.99彈性套柱銷聯(lián)軸器： 4 = 0.99 傳動滾筒效率：5 = 0.96傳動裝置總效率為 電動機所需功率因載荷平穩(wěn)，電動機額定功率略大于即可。由y系列電動機技術數(shù)據(jù)，選電動機的額定功率為5.5kw，結(jié)合其同步轉(zhuǎn)速，選定電動機的各項參數(shù)如下：取同步轉(zhuǎn)速： 1500r/min 4級電動機型號： y1325-4額定功率： 5.5kw滿載功率： 1440r/min堵

7、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩： 2.2最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩： 2.21.3齒輪分配計算1、 確定總傳動比為=23.242、 分配各級傳動比取外掛開式齒輪傳動的傳動比i=2，則減速器的傳動比為=11.15取兩級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比=3.95。則低速級的傳動比=2.82。1.4 傳動動力計算0軸（電動機軸）：p0 = pd =5.09 kwn0 = nm = 1440 r/min1軸（高速軸）：p1 = p01 = 6.960.99=6.68kwn1 = n0/2 = 720 r/min2軸（中間軸）：p2 = p123 =6.41 kwn2 = 182.28 r/min3軸（低速軸）：p3 = p22

8、3 = 6.16 kwn3 =64.64 r/min4軸（輸出軸）：p4 = p334 = 6.04kwn4 = 64.64 r/min 輸出軸功率或輸出軸轉(zhuǎn)矩為各軸的輸入功率或輸入轉(zhuǎn)矩乘以軸承效率(0.99），即p= 0.99p各軸運動及動力參數(shù)表如下： 軸名 功率p/kw轉(zhuǎn)矩t/n.m轉(zhuǎn)速 r/min輸入輸出輸入輸出電動機軸6.9646.214401軸6.686.6188.6087.717202軸6.416.36335.83332.47182.283軸6.166.10910.08900.9864.64滾筒軸6.045.98892.06883.1464.64第2部分 兩級齒輪減速箱技術設計2

9、. 1 齒輪參數(shù)初步確定 材料選擇：小齒輪40cr （調(diào)質(zhì)）硬度280hbs；大齒輪45#鋼（調(diào)質(zhì)）硬度240hbs；（硬度差40hbs）八級精度，取z1=23，z2=3.9523=91。按齒輪面接觸強度設計： 由圓柱齒輪傳動簡化設計計算公式 其中a-中心距；u-齒數(shù)比；k-載荷系數(shù)，取1.4；t1-小齒輪傳遞的額定轉(zhuǎn)矩（n.m），使用輸出功率 ；-齒寬系數(shù)，通用減速器常取0.4；-齒寬系數(shù)，8到25；查表得； -復合齒形系數(shù) 查表4.4；-許用接觸應力，簡化計算中可近似取 ，為試驗齒輪的接觸疲勞極限應力（mpa），按圖9.55查取，為750mpa。取1.2。2.1.1第一對齒輪2.1.2 第

10、二對齒輪由 m=2取m=2。2.1.3 齒輪的校核第一對齒輪速度較高，所以校核齒面接觸疲勞強度。強度條件=22.5；又；其中-壽命系數(shù)=1.6； -接觸強度計算的最小安全系數(shù)=1.0；-工作硬化系數(shù)=1.1；-潤滑油膜影響系數(shù)=1.0；又；其中-壽命系數(shù)=1.6； -接觸強度計算的最小安全系數(shù)=1.0；-工作硬化系數(shù)=1.1；-潤滑油膜影響系數(shù)=1.0；符合要求。第二對齒輪的校核因為第二對齒輪轉(zhuǎn)速較慢而轉(zhuǎn)矩較大，所以采用齒根彎曲疲勞強度的校核。校核公式；2.1.4兩對齒輪的數(shù)據(jù)記錄齒輪1齒輪2齒輪3齒輪4齒數(shù)z23913397模數(shù)m2222壓力角20202020分度圓直徑d4618266194

11、11110.250.250.250.25齒頂圓直徑4818468196齒根圓直徑4317963193齒頂高1111齒根高2.52.52.52.5齒寬b40355853符合要求。2.2軸的設計與校核2.2.1 軸的初步確定對于圓軸，其強度條件和軸徑d的粗略計算公式為式中，=0a-系數(shù)，由表查得107。第一軸 第一軸 d=24mm；第二軸 第二軸d=40mm；第三軸 第三軸d=48mm。2.2.2 軸的校核計算第一軸材料 45cr，軸的受力示意圖齒輪的圓周力；齒輪的徑向力； 計算作用于軸上的之反力水平面 垂直面軸承支反力截面c處的彎矩；所以 合成彎矩；由校核公式 該軸是安全的。第三軸支反力示意圖

12、同第一軸計算，僅數(shù)據(jù)不同；水平面垂直面軸承處支反力中間軸的支座反力示意圖水平面垂直面軸承處支反力2.3 軸承的受力校核校核公式c 許用動載荷；c實際動載荷；預定壽命，由題意 取30000h； 使用球軸承 取3；2.3.1 第一對軸承型號 gb/t -276 6206;數(shù)據(jù) d=30， d=62， b=16， c=19.5； n=720r/min；p=1.42kn；2.3.2 第二對軸承型號 gb/t -276 6208;數(shù)據(jù) d=40， d=80 ，b=18， c=29.5； n=182.28r/min；p=3.7kn；2.3.3 第三對軸承型號 gb/t -276 6211;數(shù)據(jù) d=55，

13、 d=100， b=21， c=43.2；n=64.64r/min；p=3.38kn；得c=1419,5；安全。得c=25.5c；安全。得c=16.5c；安全。2.4 鍵的校核校核公式d=軸直徑；h=鍵高度；l=工作長度；許用應力 材料為鋼 取120mpa；2.4.1 第一鍵校核型號 gb/t-1096 8742mmt=87.71n.m 2.4.2 第二鍵校核型號 gb/t-1096 14928mmt=332.47n.m 2.4.3 第三鍵校核型號 gb/t-1096 181145mm 采用雙鍵；t=502n.m 2.4.4 第四鍵校核型號 gb/t-1096 14x9x70 mmt=900.

14、98n.m 符合要求。符合要求。不符合要求。采用雙鍵。符合要求。3. 箱體結(jié)構(gòu)的設計減速器的箱體采用鑄造（ht150）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，大端蓋分機體采用配合.1. 機體有足夠的剛度在機體為加肋，外輪廓為長方形，增強了軸承座剛度2. 考慮到機體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱。因其傳動件速度小于30m/s，故采用侵油潤油，同時為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xh為45mm為保證機蓋與機座連接處密封，聯(lián)接凸緣應有足夠的寬度，聯(lián)接表面應精創(chuàng)，其表面粗糙度為3. 機體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性.鑄件壁厚為10，圓角半徑為r=3。機體外型簡單，拔模方便.4. 對附件設計 a 視孔蓋和窺視

15、孔在機蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進行操作，窺視孔有蓋板，機體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強密封，蓋板用鑄鐵制成，用m6緊固b 油螺塞：放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機體外壁應凸起一塊，由機械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。c 油標：油標位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進入油尺座孔而溢出.d 通氣孔：由于減速器運轉(zhuǎn)時，機體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達到體內(nèi)為壓力平衡.e 蓋螺釘：啟蓋螺釘上的螺紋長度要大于機蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋.f 位銷：為保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度.4. 潤滑密封設計對于二級圓柱齒輪減速器，因為傳動裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠遠小于，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用sh0357-92中的50號潤滑，裝至規(guī)定高度.油的深度為h+ h=30 =34所以h+=30+34=64其中油的粘度大，化學