二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器課程設(shè)計(jì)說明書范例

1、文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持機(jī)械課程設(shè)計(jì)說明書姓名：班級(jí)計(jì)算及說明結(jié)果-29 -第一章設(shè)計(jì)任務(wù)書§1設(shè)計(jì)任務(wù)1、設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，采用兩級(jí)圓柱齒輪減速器的齒輪傳動(dòng)。2、原始數(shù)據(jù)輸送帶的有效拉力F=2000N輸送帶的工作速度v=1.55ms輸送帶的滾桶直徑d=280mm3、工作條件兩班制工作，空載啟動(dòng)。載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向）運(yùn)轉(zhuǎn)，工作環(huán)境多塵；三相交流電源，電壓為380/220V。第二章傳動(dòng)系統(tǒng)方案的總體設(shè)計(jì)一、帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)方案如下圖所示§1電動(dòng)機(jī)的選擇1 .電動(dòng)機(jī)容量選擇Pw 3.1kw根據(jù)已知條件由計(jì)算得知工作機(jī)所需有效

2、功率pv20001.55Pw3.1kw10001000設(shè)：軸對(duì)流滾動(dòng)軸承效率。軸=0.99計(jì)算及說明01 為齒式聯(lián)軸器的效率。01=0.99為8級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率。齒=0.97筒輸送機(jī)滾筒效率。筒二0.96估算傳動(dòng)系統(tǒng)的總效率：0.86Pr3.6kw24224201軸齒筒0.990.990.970.960.86工作機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)攻率為:Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中應(yīng)滿足：。PmPr,因此綜合應(yīng)選電動(dòng)機(jī)額定功率Pm4kw2、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速選擇根據(jù)已知條件由計(jì)算得知輸送機(jī)滾筒的工作轉(zhuǎn)速nw60vD60 1.55300 3.1482.8r min口 力殺萬型號(hào)額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比IY160

3、M 411.0KW1500146024.31RY160L 611.0KW100097016.01方案比較通過兩種方案比較可以看出：方案R選用電動(dòng)機(jī)的總傳動(dòng)比為15.99,適合于二級(jí)減速傳動(dòng)，故選方案II較為合理。 Y160L- 6型三相異步電 動(dòng)機(jī)額定功率為11.0kw,滿載轉(zhuǎn)速為970r/min,電動(dòng)機(jī)中心高 H=160mm軸伸出部分用于裝聯(lián)軸器，軸段的直徑和長(zhǎng)度分別為：nw 82.8 r mii144082.8D=42mmE=110mm§2傳動(dòng)比的分配帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比：17.39.1i1213T1.317.394.75i2317.393664.753.66傳動(dòng)系統(tǒng)各傳

4、動(dòng)比為:i17.39i124.75i233.66計(jì)算及說明ioi1,ii24.75,i233.66,i41§3傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算如下：0軸電動(dòng)機(jī)軸n01440rminp03.6kwT09550巴95506-23.87N?mn014401軸減速器中間軸n1nl1440r/minp1p0013.60.993.59kwi01T1T0i010123.8710.9923.63N?m2軸減速器中間軸n1440.n2303rminp2p1123.590.96033.44kwi124.75T2T1i121223.634.750.96030.97104.

5、52N?m3軸減速器低速軸e303一%82.79r；mini233.66p3p2233.440.96033.31kwT3T2i2323104.523.660.9603368.50N?m4軸工作機(jī)n4n382.79r/minP4P3343.310.98013.24kw計(jì)算及說明結(jié)果軸號(hào)電動(dòng)機(jī)減速器工作機(jī)0軸1軸2軸3軸4軸轉(zhuǎn)速:1440144030382.79P82.79功率3.823.593.443.313.24轉(zhuǎn)矩23.8723.63104368360聯(lián)接、傳動(dòng)件聯(lián)軸器齒輪齒輪;聯(lián)軸器傳動(dòng)比14.753.661傳動(dòng)效率0.990.96030.96030.9801T4T0343436810.9

6、801360N?m(單位：nr/min；PkW;TNm)各參數(shù)如左圖所示第三章一、選定齒輪類型、精度等級(jí)、1)選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)材料及齒數(shù)。2)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)，速度不高，故用7級(jí)精度(GB10095-88)3)材料選擇。由文獻(xiàn)【一】表10-1得可選小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS,二者材料硬差為40HBS。4)選取小齒輪齒數(shù)Zi=17,大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1=4.75X17=79.75取Z2=80o5)選取螺旋角。初螺旋角為B=140§1按齒面強(qiáng)度設(shè)計(jì)即：d1t32ktT1?u1(ZHZE)2daUH1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值(1)試選Kt=1.

7、6(2)由文獻(xiàn)【一】圖10-30得Zh=2.433(3)由文獻(xiàn)【一】圖10-30得:(4)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩a10.725;a20.87aa1a21.595554.T195.5105XP1/n1=95.5X10X3.59/1440=2.5X10NmT1=2.5X103Nm計(jì)算及說明文獻(xiàn)【一】表10-7得:(6)文獻(xiàn)【一】表10-6得：材料彈性影響系數(shù)ZE189.6MPa12由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlm1600MPa；大齒輪的疲勞強(qiáng)度極限Hlim2550MPa。(8)設(shè)每年工作時(shí)間按300天計(jì)算109N160n1jLH609701(2830010)2.7965N

8、22.79651094560.6110944.56(9)由文獻(xiàn)【一】圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)Khn10.91；Khn20.95(10)疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%,安全系數(shù)為S=1。H1H2KHN1?Hlim1SKHN2?Hlim2SH1H220.9600MPa540MPa0.95550MPa465.02MPa502.51MPa2)計(jì)算(1)小齒輪分度圓直徑ditd1tq21.62.510334.75111.5954.752.433189.8531.25)235.83mmdit35.83mm(2)計(jì)算圓周的速度:d1tn35.8314402.76010006010002.7(3)計(jì)算齒

9、寬b及模數(shù)mntddt135.83mm35.83mmmntdt cos35.83 cos1402.045mm17mnt2.045m計(jì)算及說明H=2.25mnt=2.045mmb/h=35.83/4.6=7.789(4)計(jì)算重合度0.318dZitan0.318117tan1401.35(5)計(jì)算載荷系數(shù)K根據(jù)v=2.7m/s、7級(jí)精度，由文獻(xiàn)【一】圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.10;由查得：Khb=1.41;Kfb=1.3;KH/Ka=1.4KKAKVKHaKH11.11.41.412.17(6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的d1d1t23kk35屬32.171.6mm(7)計(jì)算模數(shù)Mn39.

10、66mmd1cos39.66cos140“mnmm2.26mmZ1172.17mmd139.66mmmn2.26mm§2按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì):mn1)確定計(jì)算參數(shù)(1)計(jì)算載荷系數(shù)K 2.002mmKKaKvKf11.101.41.32.002(2)根據(jù)縱向重合度1.35，從圖10-28查得Y0.89Z,17計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)：Zv1337018.61coscos14Zv2Z23cos80_30cos1487.58Zv118.61mZv2 87.58m(4)查取齒形系數(shù)，由表10-5查得：YFa12.97;YFa22.22(5)查取應(yīng)力校正系數(shù)，由表10-6得：Ysr1.52;Ysa21.7

11、7(6)由圖10-20C得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限6FE1=500MPa計(jì)算及說明大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE2380MPa.(7)由圖10-18查得彎曲疲勞強(qiáng)壽命系數(shù)Kfni=0.85,Kfn2=0.88(8)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4fiK FN1 FE1 F 2sK FN2 FE20.85 500 MPa 303.57 MPa1.40.88 380MPa 238.86MPa1.4(9)計(jì)算大、小齒輪下面的值，并加以比較。YFa1 ySa1fi23732 0.01487YFa2 ySa2F 22.22 1.77 0.01645238.86大齒輪的數(shù)值大2 )設(shè)計(jì)計(jì)算m

12、n 3 2 2.002 2.5 產(chǎn) 0.89 cos2140 0.01645mm 1.44mm 1 172 1.595對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) Mn大于由齒根彎 曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取 Mn=2.0mm,已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為 了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng) 度，需按接觸強(qiáng)度極 限算得分度圓直徑 d1=39.66mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由d d cos zi66.62 cos14025.86mn1.44mmmn2.5取乙1919則 Z2 Z32194.75 91Z2911)計(jì)算中心距a(ZiZ2)mn2cosg21132cos14113mm將中心距圓整為113mm2)按圓整

13、后中心距修正螺旋角計(jì)算及說明（ZiZ2）mn（1991）2仆”0arccosarccos13.232a2185因值改變不多,故參數(shù)a1,K,Zh等不必修正3 ）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑乙mn192Z2mn912d10-39mmd20187mmcoscos13.230coscos13.2304 ）計(jì)算齒輪寬度bdd1139mm39mm圓整后取B240mm;B145mm5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四章低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)1、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。1）選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度高，故用7級(jí)精度（GB10095-88）3）材料選擇。由文獻(xiàn)【一】表10-1得可選小齒輪材料為40Cr（

14、調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS,二者材料硬差為40HBS。4）選取小齒輪齒數(shù)Zi=17,大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1=3.66X17=62取Z2=62o5）選取螺旋角。初螺旋角為B=140§1按齒面強(qiáng)度設(shè)計(jì)即：d1t也？（辿）2ddaUH2）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（5）試選Kt=1.6（6）由義獻(xiàn)【一】圖10-30得Zh=2.433._/口a10.725；a20.89（7）由乂獻(xiàn)【一】圖10-30得：aa1a21.61513.230d139mmd2187mmB170mmB265mm計(jì)算及說明結(jié)果(4)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩554.T295.5105XP2/n2=95.5X10X3.7818/1

15、440=25.0767X10Nm(5)義獻(xiàn)【一】表10-7得：d1(6)義獻(xiàn)【一】表10-6得：材料彈性影響系數(shù)Ze189.6MPa2由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1600MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim2550MPa。(8)設(shè)每年工作時(shí)間按300天計(jì)算_9N160n2jLH60212.721(2830010)0.6110N20.61109/3.510.17109(9)由文獻(xiàn)【一】圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)Khni0.95;Khn20.96(10)疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%,安全系數(shù)為S=1oH1KhN1?Hlim10.95600MPa570MP

16、aSh2KHN2?Hlim20.96550MPa528MPahH1H2549MPa22)計(jì)算(1)小齒輪分度圓宜徑d1tTi425.0767104Nd1t60.19mm:47321.6114.39103.661*.433189.8,2d1t3()60.19mmV11.6153.66549(2)計(jì)算圓周的速度：vd1tn160.193030.95m/601000601000/s(3)計(jì)算齒竟b及模數(shù)mntbddt160.19mm60.19mmv0.95mS計(jì)算及說明結(jié)果mditcos60.19cos140mnt3.435mmZi17H=2.25mnt=2.045mmb/h=60.19/7.7=7

17、.8(4)計(jì)算重合度0.318dZtan0.318117tan1401.35(5)計(jì)算載荷系數(shù)K根據(jù)v=1m/s、7級(jí)精度，由文獻(xiàn)【一】圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv=0.7;由查得：Khb=1.422;Kfb=1.33;KH=Ka=1.4KKaKvKhhKh10.71.41.422.18(6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的d1d1t3k60.19,1%6mm66.73mm(7)計(jì)算模數(shù)Mnd1cos66.73cos140cmnmm3.8mmZ117§2按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：mn3空二Cos?YaY范ddZ2f1)確定計(jì)算參數(shù)(1)計(jì)算載荷系數(shù)KKaKvKhhKf10.71.41.332.0

18、02(2)根據(jù)縱向重合度1.35，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)Y0.87(3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)：Zv1Z137018.61coscos14Z262Zv223“67.87coscos14mnt3.435mmH=2.25mmK2.18d166.73mmmn3.8mmK2.002Zv118.61Zv267.87計(jì)算及說明結(jié)果(4)查取齒形系數(shù)，由表10-5查得：YFa12.89;YFa22.258(5)查取應(yīng)力校正系數(shù)，由表10-6得：Ysr1.558;Ysa21.74(6)由圖10-20C得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限6FE1=500MPa大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限fe2380MPa.(7)由圖10-1

19、8查得彎曲疲勞強(qiáng)壽命系數(shù)Kfni=0.85,Kfn2=0.88(8)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4fiKFN1FE1sKFN2FE2s0.85500MPa303.57MPa1.40.88380MPa238.86MPa1.4(9)計(jì)算大、小齒輪下面的值，并加以比較。YFa1ySa1fi2.8821.5320.01464303.57YFa2ySa2F22.2601.7200.01644238.86大齒輪的數(shù)值大2)設(shè)計(jì)計(jì)算mn322.002114.391030.87cos21400.01644mm2.364mm11721.615對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)Mn大

20、于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取Mn=3mm,已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸強(qiáng)度極限算得分度圓直徑d1=86.26mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由dcos60.19cos140Z119.46mn取Z119貝（JZ2乙i12193.6671計(jì)算及說明mnZ1Z22.364mm19714.幾何尺寸計(jì)算1)計(jì)算中心距a(Z1Z2)mn(1971)031392 cos2cos140將中心距圓整為139mm2)按圓整后中心距修正螺旋角(Z1Z2)mn(1971)30arccosarccos13.782a2139因值改變不多,故參數(shù)a1,K,Zh等不必修正3 )計(jì)算大、小齒輪的分

21、度圓直徑Z1mn193Z2mn713d158.76mmd2219.59mmcoscos13.780coscos13.7804 )計(jì)算齒輪寬度bdd1158.76mm58.76mm圓整后?。築260mm;B165mm§3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、參考文獻(xiàn)【一】第228頁圖10-392、以大齒輪為例在3號(hào)圖紙上繪圖3、圖示可參考附錄【一】a139mm13.780d158.76mmd2219.59mmB165mmB260mm§4斜齒輪各參數(shù)的確定名稱符號(hào)高速1齒高速2齒低速1齒低速2齒螺旋角13.4013.4014.25014.250法面模數(shù)mn2.52.533端面模數(shù)mt2.572.573.

22、093.09法面壓力角n200200200200端面壓力角t20.5020.5020.6020.60法面齒距Pn7.857.859.429.42端面齒距Pt8.708.709.729.72法面齒頂圖系數(shù),*han1111法面頂隙系數(shù)*cn0.250.250.250.25法面基圓齒距Pbn7.387.388.858.85齒頂局ha2.52.533齒根高h(yuǎn)f3.1253.1253.753.75法面齒厚St3.9253.9254.714.71齒頂圓直徑da71.82308.2692.52308.82齒根圓直徑df60.57297.0179.52295.82分度圓直徑d66.82303.2686.52

23、302.82基圓直徑db62.59284.0680.99283.46計(jì)算及說明結(jié)果§1中間軸的設(shè)計(jì)及軸承的選取1、初選軸的最小直徑與計(jì)算各段軸長(zhǎng)。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)【二】表15-3取Ao=112,于是得dminA03p2-1123.'3.481938.3mm。輸出軸的最小直n2I82.79徑顯然是是安裝滾動(dòng)軸承處的直徑，由文獻(xiàn)【二】附表E-2,根據(jù)軸最小直徑38.3mm,可選標(biāo)準(zhǔn)軸球軸承的安裝直徑為40mm,即軸的直徑為40mm,那么寬B=15mm.由文獻(xiàn)【二】表5-2得d2=49.75mm考慮相鄰齒輪軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸S=10mm；考慮齒輪與箱體內(nèi)

24、壁沿軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸K=10mm；為保證黨總支軸承放入箱體軸承座孔內(nèi)，訂入尺寸C=5mm。Iab2(B2CK)Sb|1bh1172mmIacb2CKbh1248.5mm1BC1AB1AC1235mmIbdB2CKb|1258.5mm2、受力分析(如下頁圖示)2000T2d212000104.391871002.42Ndmin38.3mmFr1Fa1Ft1tanncos1tan200Ft1?tan11112.420457.43Ncos13.231112.42tan13.230287.6NFt2Fr2Fa22000T22000104.39N3893Nd2258.76tanntan200Ft

25、2?n-38930-539.16Ncos2cos13.78Ft2?tan23839tan13.780947.5N1AB172mmABlAC48.5mmIbc123.5mmlBD58.5mmFt11112.42NFr1457.43NFa1287.6NFt23839NFr1539.16NFa1947.5N§2中間軸的受力和彎矩圖如下水平方向受力扭距圖計(jì)算及說明結(jié)果3、求水平面內(nèi)的支承力，作水平面的彎矩圖 由軸的水平面的受力圖可得：Ft1l BCl ABFt2 lBD N 112.42 123.5 3839 585 224g.54N167M AXM DXRAXRBXBX2249.54N28

26、12.88NFt1Ft2RAXM BX 0；M CX112.42 3839 2249.54 2812.88NRAX Iac 2249.54 48.5 109102.69NRBxl 164553.48N mmBX BD彎矩圖如上圖4、求垂直面內(nèi)的支承力，作垂直面的彎矩圖Fa1 1 2 Fr1 l BCFa22 2 F r2 lBDl AB607 303.26/2 953 162 2277 86.52/2 3355 69.5219mmM AXM DXRAY109102.69164553.48177.25N177.25N mmRByFr2 Fr1RAy941.5 457.43 177.25 306.

27、85N mmRBY306.85NMAyM By 0；M CY1RAY lAC 8596.625N mmM AYMby 0M CY2RBY l BCFr2l CD21980.375NmmM AY8596.625NmmM DY1RAY l ADFr1l CD17950.725N mm軸在垂直面內(nèi)的彎矩圖如上圖所示。5、求支承反力、作軸的合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖。RA. rAxrAy2256.5NM CY221980.375N mM DY117950.725NmmRA2256.5N計(jì)算及說明結(jié)果Rb.R2XRBY2829.57N(軸向力Fa1、Fa2用于支承軸的滾動(dòng)軸承擬選用深溝球軸承，并采用內(nèi)端固定式組

28、合方式，故軸向力作用在軸承A、B上)Rb=2829.57MAMB0MeiM C2,M CX M CY1、269OO5.82 ( 120441.1)2i269005.82 70098.62 277989.09N mm294737.47N mm合彎矩 大小左側(cè)所示ABMdi-MDxmDyi,.469861.72272007.62542916.3NmmMD2mDxmDY2469861.7281467.92476872.1Nmm彎矩圖如上圖所示6、軸的初步計(jì)算經(jīng)查資料軸的材料為45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理b637MPa,158.7MPaded D3 10：mC ( T)2 ；3 1O.mD ( T)249.07

29、mm49.36mm此處開有一個(gè)鍵槽時(shí)，直徑增大4%,所以de 51.03mmdD 51.33mmD=65mm7、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器高速級(jí)從動(dòng)軸的危險(xiǎn)截面直徑：dd(0.30.35)ac(0.30.35)11333.939.55mm由文獻(xiàn)【二】表5-1,取減速器中間軸的危險(xiǎn)面直徑d=65mm.軸的最小直徑取d2就不當(dāng)了，應(yīng)定為：60mm(為軸承處直徑大小)8、鍵的選取：由文獻(xiàn)【二】附錄G可得:bxh=18X11,軸:-0.0430轂：±0.0215;深度：軸：7(0-0.2)，轂:4.4(00.2);半徑：r=0.250.40計(jì)算及說明結(jié)果§3高速軸的設(shè)計(jì)及聯(lián)軸器

30、的選取1、初選軸的最小直徑與計(jì)算各段軸長(zhǎng)選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)【二】表15-3dmin 23.5mmdmin11223.5mm 。取A0=112,于是得輸出軸的最小直徑顯然是是安裝聯(lián)軸器處的直徑。2、初步選定聯(lián)軸器和計(jì)算轉(zhuǎn)矩：Tca=KAT1由文獻(xiàn)二表14-1得Ka=1.3;Tca=1.3X87330=113529Nmmd1=25d2= 30mmd3=35mmd4=40mmd5=46mm查標(biāo)準(zhǔn)Gb/T5014-1985或手冊(cè)，選用TL5型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為125000Nmm；半聯(lián)軸器的孔徑d=25;半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=62mm；轂孔長(zhǎng)度L1=44mm。由文獻(xiàn)二表5-2得：d1=25時(shí)，d2=d1+3.1c=25+3.1X1