二级圆柱齿轮减速器CAD图纸6张.docx

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二级圆柱齿轮减速器CAD图纸6张

二级圆柱齿轮减速器（CAD图纸6张）

概述..................................................................................................................................................2设计任务书.......................................................................................................................................3第1章传动方案的总体设计.......................................................................................................4

1.1传动方案拟定....................................................................................................................41.2电动机的选择....................................................................................................................51.3传动比的计算及分配.......................................................................................................51.4传动装置运动、动力参数的计算...................................................................................6第2章减速器外传动件（三角带）的设计.................................................................................7

2.1功率、带型、带轮直径、带速........................................................................................72.2确定中心距、V带长度、验算包角.................................................................................82.3确定V带根数、计算初拉力压轴力................................................................................82.4带轮结构设计....................................................................................................................9第3章减速器内传动的设计计算...............................................................................................10

3.1高速级齿轮传动的设计计算..........................................................................................103.2低速级齿轮传动的设计计算..........................................................................................143.3齿轮上作用力的计算......................................................................................................18第4章减速器装配草图的设计.................................................................................................21

4.1合理布置图面..................................................................................................................214.2绘出齿轮的轮廓尺寸......................................................................................................214.3箱体内壁..........................................................................................................................21第5章轴的设计计算.................................................................................................................22

5.1高速轴的设计与计算......................................................................................................225.2中间轴的设计与计算......................................................................................................285.3低速轴的设计计算..........................................................................................................35第6章减速器箱体的结构尺寸...................................................................................................41第7章润滑油的选择与计算.....................................................................................................42第8章装配图和零件图.................................................................................................................43

1.1附件设计与选择..............................................................................................................438.2绘制装配图和零件图......................................................................................................43参考文献.........................................................................................................................................44致谢................................................................................................................................................45

概述

毕业设计目的在于培养机械设计能力。

毕业设计是完成机械制造及自动化专业全部课程学习的最后一次较为全面的、重要的、必不可少的实践性教学环节，其目的为：

1.通过毕业设计培养综合运用所学全部专业及专业基础课程的理论知识，解决工程实际问题的能力，并通过实际设计训练，使理论知识得以巩固和提高。

2.通过毕业设计的实践，掌握一般机械设计的基本方法和程序，培养独立设计能力。

3.进行机械设计工作基本技能的训练，包括训练、计算、绘图能力、计算机辅助设计能力，熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准、规范等）。

设计任务书

一、设计题目：

带式输送机传动装置

输送机连续工作，单项运转，载荷变化不大，使用期限10年，两班制工作，输送带速度允许误差为±0.5%

二、原始数据：

三、设计内容和要求：

本毕业设计选择齿轮减速器为设计课题，设计的主要内容包括以下几方面：

（1）拟定、分析传动装置的运动和动力参数；

（2）选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数；

（3）进行传动件带、齿轮、轴的设计计算，校核轴、轴承、联轴器、键等；（4）绘制减速器装配图及典型零件图（有条件可用AutoCAD绘制）；（5）编写设计计算说明书。

2.要求每个学生完成以下工作：

1、减速器装配图1张（0号图纸）2、输入轴输出轴零件图各1张（2号图纸）3、齿轮零件图1张（2号图纸）4、设计说明书1份（1万字以上）5、减速器箱体零件图1张（0号图纸）

第1章传动方案的总体设计

1.1传动方案拟定

（图2）

1-带传动2-电动机3-减速器4-联轴器5-输送带6-输送带

由图可知，该设备原动机为电动机，传动装置为减速器，工作机为型砂运输设备。

减速器为展开式圆柱齿轮的二级传动，轴承初步选用深沟球轴承。

1.2电动机的选择

1.选择电动机的类型，根据用途选用Y系列三相异步电动机。

输送带功率为Pw=

Fv7000⨯1.25

=kw=8.75kw10001000

查表[13]2-1取，带传动效率η带=0.96，一对轴承效率η轴承=0.99，直齿齿轮传动效率η直齿=0.97，联轴器效率η联=0.99，得电动机到工作机间的总效率为

η总=η带η4轴承η2直齿η联=0.96*0.994*0.972*0.99=0.859

2.选择电动机功率电动机所需工作效率为

P0=Pw/η总=8.75/0.859Kw=10.19Kw

根据表[13]8-2选取电动机的额定工作功率为Ped=11Kw

3.确定电动机转速输送带带轮的工作转速为nw=

1000⨯60v1000⨯60⨯1.25

==47.77r/minπdπ⨯500

由表[13]2-2可知带传动传动比i带=2～4，两级减速器传动比i齿=8～40，则总传动比范围为

i总=i锥i齿=（2～4）*（8～40）=16～160

电动机的转速范围为

n0=nwi总=47.77*（16～160）r/min=764.32～7643.2r/min

由表[13]8-2知，符合这一要求的电动机同步转速有1000r/min、1500r/min和3000r/min，考虑到3000r/min的电动机转速太高，而1000r/min的电动机体积大且价格贵，所以本例选用1500r/min的电动机，其满载转速为1460r/min,其型号为Y160M-4

1.3传动比的计算及分配

1.总传动比

i总=nm/nw=1460/47.77=30.562.分配传动比

根据传动比范围，取带传动的传动比i带=2.5，则减速器传动比为i=

i总i=30.565

=12.22带2.高速级传动比为

i1=（1.3~1.4）i=（1.3~1.4）⨯12.22=3.99~4.14，取i=4.1

低速级传动比为

i2=i/i1=12.22/4.1=2.98

1.4传动装置运动、动力参数的计算

1.各轴转速n0=nm=1460r/min

n1=n0/i带=1460/2.5=584r/minn2=n1/i1=584/4.1r/min=142.44r/minn3=n2/i2=142.44/2.98r/min=47.8r/minnw=n3=47.8r/min2.各轴功率

p1=p0η带=10.19*0.96kw=9.78kw

P2=p1η1-2=p1η轴承η齿=9.78*0.99*0.97kw=9.39kwP3=p2η2-3=p2η轴承η齿=9.39*0.99*0.97kw=9.02kwPw=p3η3-w=p3η轴承η联=9.02*0.99*0.99kw=8.84kw3.各轴转矩

T0=9550p0/n0=9550*10.19/1460N·mm=66.65N·mT1=9550p1/n1=9550*9.78/584N·mm=159.93N·mT2=9550p2/n2=9550*9.39/142.44N·mm=629.6N·mT3=9550p3/n3=9550*9.02/47.8N·mm=1802.11N·m

Tw=9550pw/nw=9550*8.84/47.8N·mm=1766.15N·m

第2章减速器外传动件（三角带）的设计

2.1功率、带型、带轮直径、带速

1.功率Pd=KAP0

由表[13]8-6，查得工作情况系数KA=1.2，则Pd=KAP0=1.2⨯10.19kw=12.23kw

2．选择带型

n0=1460r/min，Pd=12.23kw，由[13]图8-2选择A型V带

3.确定带轮基准直径

根据表[13]8-7，选小带轮直径为dd1=100mm，则大带轮直径为dd2=i带dd1=2.5⨯100mm=250mm

4.验算带的速度

vπdd1n0

带=

60⨯1000=

π⨯100⨯1460

60⨯1000m/s

=7.64m/s

根据0.7（dd1+dd2）

0.7⨯（100+250）mm=245mm

为使结构紧凑，取偏低值，a0=350mm

2.2确定中心距、V带长度、验算包角

1.计算基准长度

（dd2-dd1）2

Ld1=2a0+（dd1+dd2）+

24a0

⎡π（250-100）2⎤

=⎢2⨯350+（100+200）+⎥mm24⨯350⎣⎦=1265.57mm

由表[13]8-8选V带基准长度Ld=1250mm，则实际中心距为

Ld-Ld11250-1265.57

=350+mm

=342.21mm

2.计算小带轮包角a=a0+

α1=180︒-

dd2-dd1

⨯57.3︒a250-100

=180︒-⨯57.3︒

342.21

=154.88︒>120︒

2.3确定V带根数、计算初拉力压轴力

1.V带的根数可用下式计算：

（P0+∆P0）KαKL

由表[13]8-9查取单根V带所能传递的功率P0=1.3kw,功率增量∆P0=Kbn0（1-

1）Ki

由表[13]8-10查得Kb=0.7725⨯10-3，由表[13]8-11查得Ki=1.137，则

∆P0=0.7725⨯10-3⨯1460⨯（1-

）kw=0.136kw1.137

由表[13]8-12查得Kα=0.935，由表[13]8-8查得KL=0.93,则带的根数为

Pd12.23

==9.8

（P0+∆P0）KαKL（1.3+0.136）⨯0.935⨯0.93

取10根

2.计算初拉力

由表[13]8-13查得V带质量m=0.1kg/m，则初拉力为

F0=500=500⨯

Pd2.5-Kα）+mv2带zv带Kα

12.232.5-0.935

）+0.1⨯7.642N

10⨯7.640.935

=139.81N

3.计算作用在轴上的压力

Q=2zF0sin

=2⨯10⨯139.81⨯sin

154.88︒

N=2729.29N2

2.4带轮结构设计

1.小带轮结构

采用实心式，由表8-14查电动机轴径D0=42，由表[13]8-15查得

e=15±0.3mm,f=10-1mm

轮毂宽：

L带轮=（1.5~2）D0

=（1.5~2）⨯42mm=63~84mm

其最终宽度结合安装带轮的轴段确定轮缘宽：

B带轮=（z-1）e+2f

=（10-1）⨯15+2⨯10mm=155mm

2.大带轮结构

采用孔板式结构，轮缘宽可与小带轮相同，轮毂宽可与轴的结构设计同步进行。

第3章减速器内传动的设计计算

3.1高速级齿轮传动的设计计算

1.选择材料、热处理方式和公差等级

考虑到带式运输机为一般机械，大、小锥齿轮均选用45钢，小齿轮调质处理，大齿轮正火处理，由表[13]8-17得齿面硬度HBW1=217～255，HBW2=162～217.平均硬度HBW1=236，HBW2=190.HBW1-HBW2=46.在30～50HBW之间。

选用8级精度。

2.初步计算传动的主要尺寸

因为是软齿面闭式传动，故按齿面接触疲劳强度进行设计。

其设计公式为

2KT1μ+1ZEZHZεZβ2

（）d1≥

φdμ[σ]H

小齿轮传递转矩为T1=159930Ｎ·ｍｍ

因v值未知，Kv值不能确定，可初步选载荷系数Kt=1.4由表[13]8-19，查得弹性系数ZE=189.8Mpa直齿轮，由[13]图9-2查得节点区域系数ZH=2.46齿数比μ=i1=4.1取齿宽系数φd=1.1

初选Z1=23,则Z2=23*4.1=94.3，取Z2=95，则端面重合度为

εα=[1.88-3.2（

=[1.88-3.2（=1.67

+）]cosβZ1Z2

+）]cos12︒2395

轴向重合度为

εβ=0.318φdZ1tanβ

=0.318⨯1.1⨯23⨯tan12︒=1.71

由[13]图8-3查得重合度系数Zε=0.775由[13]图11-2查得螺旋角系数Zβ=0.99许用接触应力可用下式公式

[σ]H=ZNσHlim/SH由图8-4e、a查得接触疲劳极限应力为

σHlim1=580pa,σHlim2=390pa

小齿轮与大齿轮的应力循环次数分别为N1=60n1aLh=60*584*1*2*8*250*8=1.12*109N2=N1/i1=1.12*109/4.1=0.27*109

由[13]图8-5查得寿命系数ZN1=1，ZN2=1.14；由[13]表8-20取安全系数SH=1，则有

[σ]H1=ZN1σHlim1/SH=1*580/1=580Mpa

[σ]H2=ZN2σHlim2/SH=1.14*390/1=445Mpa

初算小齿轮的分度圆直径d1t,

2KT1μ+1ZEZHZεZβ2

（）d1≥

φdμ[σ]H

=2⨯1.4⨯1599304.1+1189.8⨯2.46⨯0.775⨯0.992

⨯⨯（）mm

1.14.1445

=68.98mm3.确定传动尺寸

1）计算载荷系数由表[13]8-1查得使用系数KA=1.0

因v=

πd1tn1

60⨯1000

π⨯68.98⨯584

60000

m/s=2.11m/s，

由[13]图8-6降低1级精度，按9级精度查得动载荷系数Kv=1.17，由[13]图8-7查得齿向载荷分配系数Kß=1.11，由表[13]8-22查得齿间载荷分配系数Kα=1.2，则载荷系数

K=KAKvKαKβ=1⨯1.17⨯1.2⨯1.11=1.56

对d1t进行修正因K与Kt有较大的差异，故需对Kt计算出的d1t进行修正，即

d1=d1t3

.56K

≥68.98⨯=71.51mm

1.4Kt

大端模数mm=准模数m=3.5mm

d1cosβ71.51⨯cos12︒==3.04mm，查表[13]8-23，取标Z123

计算传动尺寸中心距为a1=

mn（Z1+Z2）3.5⨯（23+95）=mm=211.15mm

2cosβ2cos12︒

取整a1=212，则螺旋角为

β=arccos

mn（Z1+Z2）3.5⨯（23+95）

=arccos=13.08︒

2a12⨯212

因β值与初选值相差不大，故对与β有关的参数不用进行修正大端分度圆直径为d1=

mz13.5⨯23

==82.65mmcosβcos13.08︒

mz23.5⨯95

==341.38mmcosβcos13.08︒

d2=

（6）齿宽为b=φdd1=1.1*82.65mm=90.92mm取b2=91mm

b1=b2+（5-10）mm，取b1=100mm

4.校核齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度条件为σF=K、T1、mn和d1同前齿宽b=b2=91mm

齿形系数YF和应力修正系数YS即当量齿数为

Z123

==24.89cos3β

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