二級減速器課程設計說明書

1、機械設計課程設計任務書目錄：機械設計課程設計任務書- 1 -目錄：- 1 -一.設計題目:- 1 -二.傳動簡圖:- 1 -三.原始數(shù)據(jù)- 2 -四.設計工作量要求- 2 -五.傳動裝置的總體設計- 2 -1.擬定傳動方案；- 2 -2.選擇電動機；- 4 -3.確定傳動裝置的總傳動比及其分配；- 4 -4.計算傳動裝置的運動及動力參數(shù)- 5 -六.設計計算傳動零件- 5 -1.高速齒輪組的設計與強度校核- 5 -2. 高速齒輪組的結構設計- 9 -3. 低速齒輪組的設計與強度校核- 9 -4低速齒輪組的結構設計- 12 -5. 校驗傳動比- 13 -七.設計計算箱體的結構尺寸- 13 -八.

2、設計計算軸(如圖六A所示)- 14 -1. 低速軸的設計與計算- 14 -2. 中間軸的設計與計算- 20 -3. 高速軸的設計與計算- 21 -九.選擇滾動軸承及壽命計算- 23 -十.選擇和校核鍵聯(lián)接- 23 -十一.選擇聯(lián)軸器- 23 -十二.選擇潤滑方式、潤滑劑牌號及密封件- 23 -螺旋輸送機第五組一. 設計題目: 運送原料的帶式運輸機用二級圓柱齒輪減速器二.傳動簡圖:三.原始數(shù)據(jù)1）輸送帶的有效拉力 f=2400N2) 輸送帶的工作速度v=1.2m/s3）工作情況：三班制連續(xù)單向運轉，載荷較平穩(wěn)；4) 使用折舊期：8年,高低速級都為直齒輪5）動力來源：電力，三相交流，電壓380V；

3、6）制造條件及生產(chǎn)批量：一般機械廠制造，小批量生產(chǎn)。四.設計工作量要求每個同學獨立完成設計總裝圖一張,設計計算說明書一份和主要零件工件圖13張,具體要求由任課教師統(tǒng)一說明。五.傳動裝置的總體設計1.擬定傳動方案；采用二級圓柱齒輪減速器，適合于繁重及惡劣條件下長期工作，使用與維護方便。（缺點：結構尺寸稍大）高速級常用斜齒，低速級可用直齒或斜齒。由于相對于軸承不對稱，要求軸具有較大的剛度。高速級齒輪在遠離轉矩輸入端，以減少因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均的現(xiàn)象。常用于載荷較平穩(wěn)的場合，應用廣泛。傳動比范圍：i = 8 402.選擇電動機；選用Y系列三相異步電動機 1.螺旋運輸機所需功率 2.初

4、估電動機額定功率P=圓錐齒輪效率=0.95,兩對閉式圓柱斜齒輪傳動效率=0.97,四對向心推力球軸承效率=0.99(油潤滑),彈性聯(lián)軸器 3.確定電動機轉速選擇同步轉速為1000電動機,型號為4各尺寸及主要性能如下: 額定功率同步轉速滿載轉速額定轉矩最大轉矩質量(kg)1.594010002.02.023機座號中心高安裝尺寸軸伸尺寸平鍵尺寸外形尺寸100L100ABDEGLHDAC/2AD160140286024380245100.251803.確定傳動裝置的總傳動比及其分配；初取錐齒輪傳動比則兩斜圓柱齒輪 取綜上取傳動比4.計算傳動裝置的運動及動力參數(shù)1.各軸轉速電動機軸 I軸 II軸 II

5、I軸 錐齒輪輸出軸 2.各軸輸入功率 I軸 II軸 III軸 錐齒輪輸出軸 3.各軸輸入轉矩 I軸 II軸 III軸 錐齒輪輸出軸 六.設計計算傳動零件減速器外傳動零件的設計計算一. 聯(lián)軸器的選擇由于是高速軸,所以采用彈性套柱銷聯(lián)軸器 二. 開式錐齒輪傳動設計 1. 選定齒輪類型,精度等級,材料及齒數(shù) 1) 大小齒輪都選用硬齒面,由表10-1選大小齒輪材料為45號鋼,并經(jīng)調(diào)質及表面淬火,齒面硬度為48-55HRC 2) 初選7級精度 3) 選用小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù) 2. 按齒根彎曲疲勞強度設計 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1) 試選載荷系數(shù) 2) 計算小齒輪傳遞的轉矩 3) 選取齒寬系數(shù) 4)

6、當量齒數(shù) 5) 由表10-5查得齒形系數(shù)和應力校正系數(shù) 6) 計算應力循環(huán)次數(shù)(每年按300天) 7) 計算大小齒輪的 由圖10-20d查得大小齒輪的彎曲疲勞強度極限 由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 取彎曲疲勞強度的安全系數(shù)S=1.4，由式10-12得 則 8） 小齒輪的數(shù)值大 3. 驗算 1) 2) 由查圖10-8得 (并假設 3) 已知傳動平穩(wěn),原動機為電動機 4) 由于錐齒輪,則 5) 由 ,且小齒輪和大齒輪均工業(yè)用懸臂,即 則 所以 6) 修正模數(shù)m=d1/Z1=3.191 開式齒輪傳動將模數(shù)加大 10%-20% 取m=4, 符合彎曲疲勞強度 則 , 圓整為18 , 圓整為53 所

7、以 故 i3=2.994 i1=4.23 i2=3.02經(jīng)驗算,與假設一致,故不用修正.修正各軸轉速： n=n=940: n=940/4.23=222.2III: n=222.2/3.02=73.58減速器內(nèi)傳動零件的設計計算一. 第一對斜齒輪設計 1. 選定齒輪類型,精度等級,材料及齒數(shù) 1> 大齒輪材料為45鋼（常化）硬度為200HBS，小齒輪材料為45鋼（調(diào)質） 硬度為240HBS，硬度差為40HBS2> 取7級精度等級 3> 選小齒輪齒數(shù) , 大齒輪齒數(shù) 4> 選取螺旋角,初選 2. 按齒面接觸強度設計 按式10-21計算 , 即 1) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值

8、1> 試選 2> 由圖10-30選取區(qū)域系數(shù) 3> 由圖10-26查得 , , 則 4> 由表10-7選取齒寬系數(shù) , 小齒輪傳動轉矩 5> 由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 6> 由圖10-21d查得大小齒輪的接觸疲勞強度 7> 大小齒輪應力循環(huán)次數(shù)為 8> 由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù) 9> 計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為1% , 安全系數(shù)s=1.0 , 由式10-12得 則許用接觸應力 2) 計算 1> 試算小齒輪分度圓直徑 , 由計算公式得 2> 計算圓周速度 3> 計算齒寬b及模數(shù) 4> 計算縱

9、向重合度 5> 計算載荷系數(shù)K 已知使用系數(shù),由v=1.47m/s,7級精度,由圖10-8查得動載系 由表10-4查得,由圖10-13查得 由表10-3查得 故載荷系數(shù) 6> 按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑,由式10-10a得 7> 計算模數(shù) , 取3) 校核 由式10-16 , 1> 確定計算參數(shù) 計算載荷參數(shù), 根據(jù)縱向重合度,從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) 計算當量齒數(shù) 由表10-5查取齒形系數(shù)和應力校正系數(shù) 由圖10-20c查得大小齒輪彎曲疲勞強度極限 由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4 , 由式10-

10、12得 計算大小齒輪的 , 并加以比較 大齒輪數(shù)值大2> 設計計算 , 取 , 取 符合設計 3> 幾何尺寸計算 計算中心距,圓整取 按圓整后的中心距修正螺旋角 4> 計算大小齒輪的分度圓直徑 5> 計算齒輪寬度 圓整后 , 二. 低速級斜齒輪設計1. 選定齒輪類型,精度等級,材料及齒數(shù) 1> 大小齒輪都選用硬齒面,由表10-1選大小齒輪為45調(diào)質鋼,調(diào)質處理及表面淬火，小齒輪硬度等于大齒輪為40-50HRS。 2> 取7級精度等級 3> 選小齒輪齒數(shù) , 大齒輪齒數(shù) 4> 選取螺旋角,初選 2. 按齒面接觸強度設計 按式10-21計算 , 即

11、1) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1> 試選 2> 由圖10-30選取區(qū)域系數(shù) 3> 由圖10-26查得 , , 則 4> 由表10-7選取齒寬系數(shù) , 小齒輪傳動轉矩 5> 由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 6> 由圖10-21d查得大小齒輪的接觸疲勞強度 7> 大小齒輪應力循環(huán)次數(shù)為 8> 由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù) 9> 計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為1% , 安全系數(shù)s=1.0 , 由式10-12得 N N 則許用接觸應力N 2) 計算 1> 試算小齒輪分度圓直徑 , 由計算公式得 2> 計算圓周速度 3>

12、; 計算齒寬b及模數(shù) 4> 計算縱向重合度 5> 計算載荷系數(shù)K 已知使用系數(shù),由v=0.577m/s,7級精度,由圖10-8查得動載系 由表10-4查得,由圖10-13查得 由表10-3查得 故載荷系數(shù) 6> 按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑,由式10-10a得 7> 計算模數(shù) , 取3) 校核 由 , 1> 確定計算參數(shù) 計算載荷參數(shù), 根據(jù)縱向重合度,從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) 計算當量齒數(shù) 由表10-5查取齒形系數(shù)和應力校正系數(shù) 由圖10-20c查得大小齒輪彎曲疲勞強度極限 由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全

13、系數(shù)s=1.4 , 由式10-12得 計算大小齒輪的 , 并加以比較 大齒輪數(shù)值大 2> 設計計算 比較計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度 計算的法面模數(shù) , 取 , 取 符合設計 3> 幾何尺寸計算 計算中心距,中心距偏小，會影響到3軸和高速級大齒輪，故增大模數(shù)，取所以： 圓整為135mm 按圓整后的中心距修正螺旋角 4> 計算大小齒輪的分度圓直徑 5> 計算齒輪寬度 圓整后 , 3. 計算總傳動比 符合要求七.設計計算箱體的結構尺寸名稱代號尺寸備注底座壁厚10mm箱蓋壁厚8mm箱蓋凸緣厚度5mm軸承座連接螺栓凸緣厚度B54mm底座加強肋

14、厚度m10mm箱底加強肋厚度m10mm地腳螺栓直徑df20mm地腳螺栓數(shù)目n6軸承座連接螺栓直徑d116mm箱體內(nèi)壁與齒頂圓的距離115mm底座高度b215mm箱蓋高度h335mm軸承蓋固定螺釘孔深度25mm其他圓角R2mm八.設計計算軸 軸I的設計 求軸I的功率 , 轉速 , 轉矩 , , 求作用在齒輪上的力 因已知高速級小齒輪的分度圓直徑 則 圓周力、徑向力和軸向力的方向如圖二所示 初步確定軸的最小直徑 按式15-2初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為鋼,調(diào)質處理 根據(jù)表15-3,取,于是得 此軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的最小直徑,為使所選軸徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應,故需同時選取聯(lián)軸器型

15、號. 聯(lián)軸器的計算轉矩,查表14-1,考慮到轉矩變化很小,故取,則 按照計算轉矩應小于聯(lián)軸器公轉轉矩的條件,查取手冊,選用TL2型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公轉轉矩為,半聯(lián)軸器I的孔徑故取;半聯(lián)軸器長度,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度. I II III IV V VI VII 圖 軸的結構設計 . 擬定軸上零件的裝配方案如上圖一 . 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求,I-II軸段右斷需制出一軸肩,故取;左端用軸圈擋圈定位,按軸端直徑取擋圈直徑,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度,為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端面上,故取. 初步選擇角接觸球軸承 參照工作要求并根據(jù)

16、,由軸承產(chǎn)品目錄中初選角接觸球軸承7206AC,其尺寸為,故,考慮到擋油板,則.兩軸承均采用軸肩定位,由手冊上查得7206AC型軸承的定位軸肩高度,因此取. 齒輪處,對齒輪內(nèi)端面與箱體內(nèi)壁距離為,且軸承至箱體內(nèi)壁距離為,所以(考慮擋油板厚). 由于可求得箱體內(nèi)壁寬度為,則 根據(jù)軸承外徑,取螺釘直徑,則軸承端蓋的各尺寸可計算如下: 由,取,可算得. 可計算 . 軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接,可選用平鍵為,半聯(lián)軸器與軸的配合為. . 確定軸上圓角和倒角尺寸 參照表15-2取軸端倒角,各軸肩處的圓角半徑見附圖一. I軸強度校核：據(jù)結構圖可作出軸的計算簡圖如下:(a) 501

17、22.581.80.7(b) (c)M(d)T 載荷水平面H垂直面V支反力F=192.15=470.77=71.79=175.896彎矩M=23538.38=8794.275=8797.43總彎矩=扭矩T計算彎矩. 按彎扭合成應力校核軸的強度 由以上分析可知C點外侵彎矩最大,是危險截面,由式15-5及上表中的數(shù)值可得 根據(jù)所選定的材料,由表15-1查得因此,故安全. . 校核軸承壽命 對于7205AC型軸承,按表13-7查得派生軸向力,則有 由于,所以軸承2被壓緊,軸承1被放松, 根據(jù),查表13-5得,輕微沖擊,取,則有 計算載荷壽命 由于,角接觸球軸承,動載荷,則壽命 所以合格 . 鍵聯(lián)接強

18、度的校核 根據(jù)所選平鍵查表6-1得鍵的許用擠壓應力,因為 所以鍵合格 校核最細軸經(jīng)處的強度：由于聯(lián)軸處的軸只承受扭距，軸的材料為45鋼，查得 故軸安全 軸II的設計 求軸II的功率 , 轉速 , 轉矩 , , 求作用在齒輪上的力 已知2、3齒輪的分度圓直徑分別為： 則 圓周力、徑向力和軸向力的方向如圖四所示 初步確定軸的最小直徑 按式15-2初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為鋼,調(diào)質處理 根據(jù)表15-3,取,于是得 由此可選角接觸的軸承7206AC,其尺寸為 軸的結構設計 . 擬定軸上零件的裝配方案 . 根據(jù)軸向定位要求確定各段直徑和長度 由軸承的型號7206AC 尺寸為 根據(jù)所選軸承知,可

19、得 根據(jù)軸肩,可取,又知兩齒輪中間的定位軸肩高度 ,可取. 考慮軸承內(nèi)端至箱體內(nèi)壁距離,可求得: 軸承端蓋與軸I的軸承端蓋相同,均勻凸緣式,數(shù)據(jù)相同. . 軸上零件的周向定位 齒輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接,齒輪2處可以選用平鍵,齒輪3 處可以選,齒輪輪轂與軸的配合為 . 確定軸上的圓角和倒角尺寸 由表15-2查得取軸端倒角,各軸肩圓周半徑見附圖二. . 求軸上載荷 根據(jù)結構圖,可作出軸的計算簡圖如下:（a）6162.546(b) Fa1 Fa2(c)MA T(d) 載荷水平面H垂直面V支反力F=335.69=50.57彎矩M=49159.74=-20490.055=2339.93總彎矩=扭

20、矩T. 按彎扭合成應力校核軸的強度 由以上分析可知B點外侵彎矩最大,是危險截面,由式15-5及上表中的數(shù)值可得 根據(jù)所選定的材料,由表15-1查得因此,故安全. . 校核軸承壽命a) 對7206AC軸承, 按表13-7查得派生軸向力,則有 b) 1被壓緊,;2被放松, c) 根據(jù),查表13-5得,輕微沖擊,取,則有 d) 計算載荷壽命 由于,角接觸球軸承,動載荷,則壽命 所以合格 . 鍵聯(lián)接強度校核 根據(jù)所選平鍵和查表6-1得鍵的許用擠壓應力均為 因為 均合格. 軸III的設計 求軸上的功率 , 轉速 和轉矩 求作用在齒輪上的力 已知齒輪4、5的分度圓直徑分別為 則 圓周力,徑向力及軸向力的方

21、向如圖六所示 初步確定軸的最小軸徑 按式15-2估算軸的最小直徑,所取軸材料為調(diào)質鋼, 根據(jù)表15-3取,于是得 此軸的最小直徑顯然是安裝齒輪處的軸徑,可取 軸的結構設計 . 擬定軸上零件的裝配方案如下圖3所示 I II III IV V VI VII VIII. 根據(jù)裝配方案確定軸的各段直徑和長度 取安裝斜齒輪初的軸徑,由于錐齒輪與軸配合的長度 ,取,為了更好的軸向固定錐齒輪, 軸應內(nèi)縮一些,取 初選圓錐滾子軸承30210,其尺寸,故 ,考慮軸承內(nèi)端至箱體內(nèi)壁 距離,以及小齒輪3至箱體內(nèi)壁距離,以及安裝齒輪處軸內(nèi)縮 ,則可得 由于斜齒輪4齒寬 ,則,斜齒輪 右端制一定為軸肩,則軸環(huán)直徑,并取圓錐滾子軸承軸肩,則,又考慮各方面因素可求得 根據(jù)軸承外徑,取螺釘直徑,則軸承端蓋的尺寸計算如下: 由,取,可算得 故可初選. 軸向零件的周向定位 錐齒輪與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接,選用平鍵為,斜齒輪與軸選 用平鍵,齒輪與軸的配合為. 確定軸上的圓角和倒角尺寸 參考表15-2取軸端倒角,各軸肩圓角半徑見