二级减速器课程设计装配图 原理图 CAD图 计算图课程设计.docx

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二级减速器课程设计装配图原理图CAD图计算图课程设计

二级减速器课程设计（装配图+原理图+CAD图+计算图）-课程设计

二级减速器课程设计（装配图+原理图+CAD图+计算图）一、电动机的选择：

1、选择电动机的类型：

按工作要求和条件，选用三机笼型电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。

2、选择电动机容量：

电动机所需的功率为：

（其中：

为电动机功率，为负载功率，为总效率。

）

传动效率分别为：

联轴器的效率

滚动轴承效率

闭式齿轮传动效率

开式齿轮传动效率0.95

工作机效率效率

传动装置的总效率应为组成传动装置的各部分运动副效率只之乘积,即：

负载功率:

折算到电动机的功率为:

3、确定电动机转速：

工作机的转速为：

查表得：

二级圆梯形齿轮减速器传动比,一级开式圆柱齿轮传动的传动比为：

即

为减速器的总传动比，所以电机的可选范围为：

。

则符合这一范围的同步转速有1000、1500和3000r/min.所以可供选择的的电机有：

序号电动机型号额定功率满载功率堵转转矩最大转矩质量（kg）

额定转矩额定转矩

1Y802-21.128502.22.317

2Y90S-41.114002.32.322

3Y90L-61.19102.02.025

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比，可以选择的电机型

号为Y90S-4，其主要性能如上表的第2种电动机。

二、确定传动装置的总传动比和分配传动比

1、减速器的总传动比为：

2、分配传动装置传动比：

（式中为外部开式齿轮的传动比，为减速器的传动比）。

的可取范围为，取=5则减速器的传动比

3、按展开式布置。

考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，可由展开式曲线

查得，则。

4、计算各轴的动力和动力参数

（1）各轴的转速

?

轴：

?

轴：

?

轴：

VI轴：

（2）各轴的输入功率

?

轴：

?

轴：

?

轴：

VI轴：

V轴：

?

-IV轴的输出功率则分别为输入功率乘轴承效率0.98.

（3）各轴的转矩

电动机的输出转矩：

?

轴：

?

轴：

?

轴：

IV轴：

?

-IV轴的输出转矩则分别为各轴的输入输入转矩乘轴承效率0.98.

运动动力参数计算结果整理于下表：

轴名功率P/KW转距T/N*M转速nr/min转动比i效率

输入输出输入输出

电机轴1.057.16140010.99

?

轴1.041.027.096.951400

?

轴0.990.9738.4837.71245.185.710.95

?

轴0.940.92137.90135.1465.033.770.95

IV轴0.880.86641.92629.0813.0150.93

V轴0.870.85622.79616.5013.0110.97

三、传动零件的设计计算

1减速器开式齿轮的设计算

传动比为：

i=5，输入转速为：

65.03r/min，传递功率为：

p=1.96KW，每天工

作16h，寿命为10年（每年按250工作计算）

确定材料与热处理方式

1〃确定材料与热处理方式

考虑到该齿轮传动无特殊要求，出于等强度和抗胶合的考虑，大小齿轮应有适当

的硬度差。

由表6.1确定材料组合如下：

方案1小轮45钢调质，HBS229～286；大轮45钢正火，HBS169～217。

2〃确定许用应力（MPa）——教材中图6.14、图6.15得

=605（HBS250），=560（HBS200）

=225（HBS250），=210（HBS200）。

由表6.5取=1.1，=1.5

使用寿命=60=60×65.03×1×16×250×10=1.56×10

=/i=1.56×10/5=0.31×10

由教材中图6.16曲线得接触强度计算寿命系：

=1，=1.14；由教材中图6.17曲线得弯曲强度计算寿命系：

==1，按照国家标准，取试验齿轮的应力修正系数：

=2

取安全系数：

=1.1=1.5

==605*1.19/1.1=654.5MPa，

==560*1.2/1.1=611MPa

==225*2*1/1.5=308MPa，

==210*2*1=280MPa。

1301

二级减速器课程设计（装配图+原理图+CAD图+计算图）3〃按齿面接触疲劳强度设计（长期单向运转的闭式齿轮传动）工作转矩T为III轴的输出转矩T=135.14Nm

取节点区域系数为=2.5（图6.2），材料系数为：

=189.8（表6.3），

重合度系数为：

=0.87（p135），齿宽系数为：

=0.8（表6.8）

载荷系数K=×××=1.51

其中：

=1.25（表6.2），=1.1（p134），

=1.1（p134），=1.1（p134）。

?

=

=62.48mm

4〃初定齿轮参数

因为是闭式齿轮传动，为降低制造成本，提高工作平稳性，齿数可适当取大些。

初取：

=30，=i×=5×30=150，于是=2.08mm

查手册，取标准模数m=2.5，则齿轮实际分度圆直径为：

=m=75mm＞62.48（所需最小值），

=m=375mm；

实际中心距a=0.5（+）=225mm

齿宽=b==0.8*75=60mm，=b+5=65mm

6〃校核齿根弯曲疲劳强度

齿形系数=2.52，=2.16；

应力校正系数=1.63，=1.81，并取重合度系数=0.75（p137），于是：

==139.70Mpa＜

==133.19MPa＜

可知齿根弯曲疲劳强度足够

设计结课：

小轮：

45钢调质=30d=75mmb=65mmm=2.5a=225mm

大轮：

45钢调质z=150d=375mmb=60mm

2、减速器内部齿轮计算设计

1、材料选择齿轮。

初选大小齿轮的材料均45钢，经调质处理。

其硬度在210-250HBS，齿轮

等级精度为8级。

由于减速器要求传动平稳，所以用圆柱斜齿轮。

初选。

2、计算高速级齿轮

（1）、查取教材可得：

，，，；

传动比=5.71由表查得各数据如下：

，，，取则

（2）、接触疲劳施用应力查图可知：

；

则应力循环次数：

又查图可知：

，=1.08则：

（3）、计算小齿轮最小直径，取齿宽系数

（4）、确定中心距

就尽量圆整成尾数为0或5,以得于制造和测量，所以初定。

（5）、选定模数、齿数、和螺旋角

一般，。

初选，，则

由标准模数取，则取则取

齿数比：

与的要求比较，误差为2.3%，可用。

于是满足要求。

（6）、计算齿轮分度圆直径小齿轮

大齿轮（7）、齿轮宽度

圆整大齿轮宽度

取小齿轮宽度

（8）、校核齿轮弯曲疲劳强度查表可知：

；；；

根据、查表则有：

；；；；

则

所以两齿轮齿根弯曲疲劳强度满足要求，此种设计合理。

3、计算低速级齿轮

（1）、查取教材可得：

，，；

传动比由表查得各数据如下：

，，，取则

（2）、接触疲劳施用应力

查图可知：

；

则应力循环次数：

又查图可知：

则：

（3）、计算小齿轮最小直径，取齿宽系数

（4）、确定中心距

就尽量圆整成尾数为0或5,以得于制造和测量，所以初定。

（5）、选定模数、齿数、和螺旋角

一般，。

初选，，则

由标准模数取，则取则

二级减速器课程设计（装配图+原理图+CAD图+计算图）

齿数比：

与的要求比较，误差为0.6%，可用。

于是

满足要求。

（6）、计算齿轮分度圆直径小齿轮

大齿轮

（7）、齿轮宽度

圆整大齿轮宽度

取小齿轮宽度

（8）、校核齿轮弯曲疲劳强度查表可知：

；；；

根据、查表则有：

；；；；

则

所以两齿轮齿根弯曲疲劳强度满足要求，此种设计合理。

所以齿轮的基本参数如下表所示:

名称符号公式齿1齿2齿3齿4齿数

0.250.25

齿顶高

0.9970.9971.9971.997

齿根高

1.261.262.5252.525

齿顶圆直径

26.294137.69444.414153.564

齿根圆直径

21.78133.1835.37144.52

中心距

8095

孔径b

齿宽

32275045

四、减速器结构设计

名称符号减速器型式及尺寸关系/mm

箱座壁厚

10

箱盖壁厚

10

箱盖凸缘厚度15

箱座凸缘厚度15

箱座底凸缘厚度25

地脚螺钉直径16

地脚螺钉数目4

轴承旁联接螺栓直径12

机盖与座联接螺栓直径10

联接螺栓的间距

180

轴承端盖螺栓直径8

视孔盖螺钉直径

4

定位销直径

8

、、到外箱壁距离

22、18、16

、至凸缘边缘距离

20、14

轴承旁凸台半径

凸台高度

外箱壁至轴承座端面距离30

大齿轮顶圆与内箱壁距离12

齿轮端面与内箱壁距离

10

箱盖、箱座肋厚

轴承端盖外径

轴承端盖凸缘厚度

9

轴承旁联接螺栓距离

五、轴的效核及计算：

1.选择轴的材料

选材45钢，调质处理，其机械性能由表11.1和11.4查=60MPa，

=640MPa,=275MPa,=155MPa,P=3.55KW,=328.522N.mm,

=32.52

2.初定轴的最小直径（查表取C=110）各轴的转速

?

轴：

；?

轴：

；?

轴：

；

各轴的输入功率

?

轴：

；?

轴：

；?

轴：

；

各轴的输入转矩

?

轴：

；?

轴：

；?

轴：

；?

轴:

最小直径为

考虑到联轴器的内径,故最小直径取20?

?

轴:

最小直径为

考虑到滚子轴承的内径,故最小直径取25?

?

轴:

最小直径为?

考虑到滚子轴承的内径,故最小直径取35?

3.轴的校核1

联轴器的计算转距查表10.1取=1.3，=1.3*7090=9217N.mm选择联轴器为联轴器1为弹性柱销联轴器：

型号如下

LT4联轴器（GB/T4323—2002），其工称转距为63000N.m,轴1的结构、尺寸如下图：

1）求作用齿轮上的力：

d=24.24mm,=7090N.mm

，

2）求作用于轴上的支反力：

A、水平支反力：

得=156.03N=428.96N

垂直面内支反力：

得=61N=154.61N

B、作出弯距图

根据上述简图，分别求出水平面和垂直平面内各力产生的弯距：

=13683.831N.mm=5349.7N.mm=4932.059N.m

总弯距

=14692.21N.mm=14545.53N.mm

3）作出扭距图

4）作出计算弯距图

=267046N.mm

==14545.53N.mm

5）校核轴的强度

==19.12MPa<[]=60MPa故安全。

二级减速器课程设计（装配图+原理图+CAD图+计算图）

6）精确校核轴的疲劳强度

（1）、截面A左侧

抗弯截面模量按表11.5中的公式计算W==9113

抗弯截面模量=18225

抗弯截面扭距为=349640N.mm

截面上的弯曲应力=7.052MPa

截面上的扭转切应力=19.18MPa

截面I左侧的弯距M为165240*（72-44）/72=64260N.mm

因r/d=0.022D/d=1.07查表得由查表计算得，理论应力集中系数=2.2=1.6又查表得轴的材料敏性系数为=0.8故效应力集中系数为

=1+（-1）=1.72

=1+（-1）=1.432

查表的尺寸系数=0.70扭转尺寸系数=0.83轴按磨削加工，得表现质量系数为==0.92轴未经表面强化处理，即=1计算综合系数值为

=/+1/-1=2.373

=/+1/-1=1.723

材料特性系数=0.1=0.05

计算安全系数

=/（+）=16.436

=/（+）=9.116

=/=7.97>>S=1.5

故可知其安全。

（1）截面II右侧

抗弯截面模量按表11.5中的公式计算

W=0.1=11059

抗扭截面模量=0.2=22118

弯矩M为M=1652401*=64260N.mm

截面II上的扭矩T=349640N.mm截面上弯曲切应力==5.811MPa截面上的扭转切应力==15.808MPa

过盈配合处的/值，由手册可知/=0.8/于是得

/=2.457/=1.966

轴按磨削加工，得表现质量系数为==0.92

故得综合系数为：

=/+1/-1=2.544

=/+1/-1=2.053

轴在截面4的左侧的安全系数为

=/（+）=18.602

=/（+）=9.325

=/=8.336>>S=1.5故该轴在I右侧的强度也是足够的。

又因本传动无大的瞬

时过载及严重的应力循环对称性，故可略去静强度校核。

一、轴承的选择和计算选择轴承

（1）、选择轴承

轴承1深沟球轴承6005C（GB/T292-94）

轴承2深沟球轴承6008C（GB/T292-94）

轴承3深沟球轴承6009C（GB/T292-94）

（2）校核轴承（3轴）

深沟球轴承6005C查手册得=25800N=20500N由表8.6=1.0=1981N=1116N

计算派生力系、，由表得s=0.5R

=0.5=9905N=0.5=558N

因+=1023>故2边为紧边，所以

=+=1023N==558N

计算当量动负荷

轴承I：

=1023/20500=0.050由表8.5得=0.42

=1023/1116=0.52>由表8.5得=0.44=1.32

=（+）=2222N同理可得=1277.82<轴承寿命=250000h>=23360h

寿命选用合乎要求。

二、键连接的选择和计算

根据轴的各个阶梯的直径和长度尺寸选取键的尺寸，查有关资料如下：

本减速

器的工作条件为有轻度冲击载荷，选择键如下：

键名国标

1（联轴器）键6X6GB1096-79A型2（齿轮2）键14X9GB1096-79A型3（齿轮3）键14X9GB1096-79A型4（齿轮4）键14X9GB1096-79A型5（输出轴）键10X8GB1096-79A型查表的钢的静联接在时的许用应力[]=100~120MPa校核键1==12.54MPa〈[]

校核键2==12.41MPa〈[]

校核键3==24.04MPa〈[]

校核键4==10.1MPa〈[]

校核键5==29.03MPa〈[]

校核键6、7==46.95MPa〈[]

所以所有键均符合设计要求，可用。

三、联轴器的选择

考虑到电动机转轴直径、轴的最小直径、传动转矩选取联轴器

联轴器1为弹性柱销联轴器：

型号如下HL2联轴器（GB5014-85）

公称转矩T=315N/m额定转速n=5600r/min质量5KgD=120?

联轴器2为弹性柱销联轴器：

型号如下HL3联轴器（GB5014-85）

公称转矩T=630N/m许用转速n=5000r/min质量8gD=160?

四、减数器的润滑方式和密封类型的选择1、减数器的润滑方式：

飞溅润滑方式2、选择润滑油：

工业闭式齿轮油（GB5903-95）中的一种。

3、密封类型的选择：

密封件：

毡圈130JB/ZQ4606-86

毡圈240JB/ZQ4606-86

十一、设计小节

通过课程设计二级减速器，让我们更为系统地认识了解了机械设计的全过程，

增强了我们对机械行业的深入了解。

课程设计的优点：

可以让我们提前了解设计

的全过程，及及时了解我们的不足，可以及时改进。

十二、参考资料

1、机械设计/杨明忠，朱家诚主编编号ISBN7-5629-1725-6武汉理工大学出版社2006年6月第2次印刷。

2、机械设计课程设计手册/吴忠泽，罗圣国主编编号ISBN7-04-005841-3高等教育出版社2003年8月第7次印刷。

3、机械设计课程设计/王大康，卢颂峰主编编号ISBN7-5639-0880-3北京工业大学出版社2000年2月第1次出版。