机械设计课程设计二级圆柱齿轮减速器.docx

1、机械设计课程设计二级圆柱齿轮减速器项目一内容设计计算依据和过程计算结果一、 选择电动机1、 选择电动机类型2、 选择电动机容量二、 分配传动比按工作要求选用 Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压380Vo查手册取机械效率：V带传动效率 q = 0.96 ,滚动轴承效率(一对)n2 = 0.99，闭式齿轮 传动效率n3 = 0.97 ,联轴器效率n 4 = 0.99 ,传动滚筒效率n 5 = 0.96。=0.96 X0.99 X0.97 X 0.99 X 0.96 = 0.825输出功率：Fv 1600 X 1. 5Pd = = - 2. 91kw1000 H 1000 X 0.825二

2、选电动机的功率Ped = 3kW滚筒轴工作转速60 汉1000 汉v 60 汉 1000 x 1.5n w = = r/mi n=57.32r/minJiD 500 兀nm 1420(1)总传动比：i a _ - _ 24 . 77nw 57.32(2)分配传动装置各级传动比取 i 0! =2.75则减速器的传动比为i=丄=9.0i 01高级传动比：i 12 =1.4i = J1.4 x 9. 01 = 3. 55 低级传动i比：i 23 2.54i 12查手册，根据性 价比选择同步转 速为 1420r/mi n 电动机，选定电 动机型号为Y 型，额定功率 3kwnw = 57.32r/mi

3、ni12 =、1.4ii =9.0i12 = 3.55i 23 = 2.54三、运动和动力 参数计算0轴（电动机轴）p = Pd=2.91kWn0 = nm =1420r/mi nP0 2. 91To =9550 =9550 N - m=19.57 N mn0 14201轴（高速轴）r = r 口01 = r 匕=2.91kWx0.96=2.79kWni= n =1420 =516.36r/mi n咕 2. 75P, 2. 79T1=9550 1 =9550 N - m=51.60N - m山 516 . 362轴（中间轴）P2 = R 匕2 = R 耳2 口3 =2.79 x 0.99 x

4、0.97=2.68kW片 516.36n2 = =145.45r/m ini12 3. 55P2 2. 68T2 =9550=9550 N - m=175.90 N mn2 145.453轴（低速轴）P3 = P2 口23 =P2 J 5=2.68 汉 0.99 =0.97=2.57kWn2 145.45n3 - = =57.26r/mi ni 23 2. 54P3 2. 57T3 =9550 亠=9550 N m=428.63N mn3 57.264轴（滚筒轴）P4 = P3 H34 =匕 J “4=2.57 x 0.99 況 0.99=2.52kWn3 57. 26n4 = = =57.2

5、6r/mini 34 1P4 2. 52T4=9550 4 =9550 N- m=420.29 N mn4 57.26轴名功率P/kw转矩T/Nm转速n (r/min)传动比i输入输出输入输出电动机轴2.919.5714201轴2.792.7651.6051.08516.3692轴2.682.65175.90174.14145.453.553轴2.572.54428.63424.3457.262.54滚动轴2.522.49420.29416.0957.261电动机转速no=142O r/min，高速轴n, =516.36r/min,减速器输入额定功率?ed =3KW(1)求计算功率?c.根据工

6、作情况系数 K A可得K A =1故?c .= KA P=1 3=3KW(2)选V带型号，选用普通V带根据mc=3kW n0=1420 r/min，查出此坐标点位于A型与 Z型交界处，故选用A型计算d=80100mm(3) 求大小带轮基准直径 d2dt由V带轮最小基准直径表，现取d, =85mmn, 1420d2= 1 d, (1- ；) = 85 ( 1-0.02 )n2 513.36=230.42mm由V带轮标准直径系列取 d 2 = 236mm(4)验算带速n0 二 85 1420v = = =6.32m/s60 1000 60 1000带速在525m/s范围，合适。(5)n =516

7、.36 r / min n 2 =145 .45 r / min n 3 - 57 .26 r / min n 4 - 57 .26 r / min P =2.79kwP 2.68 kw2P3 - 2.57 kwP4 - 2.52 kw= 51 .60 N .mT2 =175 .90 N .m T3 =428 .63 N .mT4 =420.29 N .mdt =85mm d 2 = 236mmv =6.32m/s求V带基准长度Ld和中心距a初步选取中心距a = 1.5( dt + d 2 )=1.5(85+236)=481.5mm取 ao =500mm 符合 0.7( dt +d 2) a0

8、 120522 .00合适(7)求V带轮根数zz= 巳(P。+30)5 0今 n! =1420 r/min di =85mm根据单根普通 V带轮基本额定功率P0表可知 P0 =1.0KW传动比i= 一空= 236 =2.83d1 ( ) 85 X( 1 0. 02)根据带跟普通V带轮i 式1时额定功率增量AP0表可知 AP0=0.17KW由G1 =163 .42查表包角修正系数 Kq得 Ko(=0.97a =522.00mm五、各级传动零 件参数计算1、高速级齿轮的有 关计算(1)选择材料及确 定需用应力(2)按齿轮弯曲强 度设计计算查表带长修正系数k L得K L =13z= =2.64(1

9、+ 0. 17) x 0. 97 x 1取3根(8)求作用在带轮轴上得压力 Fq查V带轮截面尺寸表得 q=0.1kg/m单根V带轮得初拉力匸 500 Pc, 2.5 八 2F 0 ( 1) +qvzv Ka500 x 3 2.5 2 ( 1) + 0. 1 汉 6. 323 汉 6. 32 0. 97=124.78+3.99=128.77N作用在轴上得压力%Fq -2z Fo sin2163 43 : =2x3x128.77 x sin =764.562(1)选择材料及确定许用应力，因要求结构紧凑故 采用硬齿面组合小齿轮用40MnB钢，表面淬火，齿面硬度为4555HRC,crH lim =11

10、301210MPa !fe =690720Mpa大齿轮用45钢，表面淬火，齿面硬度为4050HRC,rHlim =11201150MPa ctFe =680700MPa取 sF =1.25 , SH =1取 ZH =2.5, ZE =189.8匚1 】=.2 】=归=560MPaSF 1 .25tjH1 _ hH 2 】_120 _1200MPaSh 1(2)按齿轮齿弯曲强度设计计算齿轮按9级精度制造，取载荷系数 K=1齿宽系数电=0.6小齿轮上的转矩取3根普通V带查图外齿轮得齿形系数 Y Fa1得丫 Fa1=2.93 , Y Fa2 =2.28由图外齿轮齿根修正系数 丫 sa1得中心距a=m

11、n-乙2 18 64=84.89mm mm2 cos 15(3)验算齿面接触 强度(4)齿轮的圆周速 度2、低速级齿轮的有 关计算(1)选择材料及确 定许用应力(2)按齿面接触强取 a=85mm确定螺旋角门 俾了1 +Z2 ） 2x（18+64）R _arccos * _ arccos * 15. 272a 2 x85齿轮分度圆直径mn Z1 2 x 18d | 37 . 32 mmcos p cos 15. 27 齿宽 b= 也 =0.6 疋37 .32 =22 .39 mm取 b2 =30mm g =35 mm（3） 验算齿面接触强度；2 KT 1 u +1 Jh=ZeZhZb 21 气

12、bd 12 u=189 . 8 X 2. 5 汇 Jcos 15.27 ；2 x 1 x 5. 16 x 10 4 3. 56 + 1X J 2 MPa 20 X 37 . 32 3. 56=1015.25MPa trH J = 1200 MPa女全！（4） 齿轮圆周速度Jld1n0 Jl X516 .36 X37 .32v 1m / s 7433.40N 所以选60209轴承适用。高速轴轴承的校核高速轴：302042 2 51 .60圆周力 Ft1 = = 2765 .27 Nd, 37 .32 10径向力 Fr1 =Ft1 tan : = 2765 .27 tan 20 =1006 .48

13、 N轴向力 F Ft1 tan ： = 2765 .27 tan 15.27 =754 .94 N查得 e=1.5tan a =1.5tan12 57 10 =0.345X=0.4 Y=0.4cot12 57 10 =1.740当量动载荷 P=0.4 X 1006.48+1.740 X 754.94=1716.19N 轴承预期寿命 Lh=24000h温度系数ft=1,载荷系数fp=1.2中间轴轴承的校核八、键的选择与校核查手册，选 30204 轴承，其 Cr-282000N 18657.42N所以选30204轴承适用。中间轴：30207现按中间轴斜齿轮计算间中亠 2T2 2 075.9圆周力

14、Ft2 = =4397 .5Nd2 80 X10 一径向力 Fr2 =Ft2tan 20 =4397 .5 汉 tan 20 ”=1600 .56 N查得 e-1.5tan a -1.5tan14 02 10 -0.375X-0.4 Y-0.4cot14 02 10 -1.60当量动载荷 P-0.4 X 1600.56+1.60 X 0-640.224N轴承预期寿命 Lh-24000h温度系数ft-1,载荷系数fp-1.2径向基本额定动载何值1f p p60 n 左C = ( L h 1 -4562.50N查手册，选 30207 轴承，其 Cr-54200N 4562.50N所以选30207轴

15、承适用。第一轴带轮处直径 dt-19mm 键b-6mm h-6mm(倒角c-0.25 长度L-25 ti -3.5mm第二轴带轮处直径 d1 -30mm 键b-8mm h-7mm倒角c-0.5 长度L-25 t1 -5.0mm第三轴联轴器 直径 d2 -40mm 键b-12mm h-8mm倒角c-0.5 长度L-32 t1 -5.0mm九、轴的校核由题选erp=110Mpa ; p=40Mpa4T一轴：石 p = =17.92 Mpa p =110Mpap dhl p4T二轴：crp = =23.03Mpa cr p =110MpaP1 dhl p一 “ 4T二轴：cr p = =41.44

16、Mpa 1.2 = 9.6齿轮面与内壁距离 亠 6= 8箱盖、箱座肋厚 m, 0.85 m2拓0.856轴承端盖外径 D2 = D +（55.5）d 3轴承端盖凸缘半径t （11.2）d3 15箱体及减速器附件说明：箱壳是安装轴系组件和所有附件的基座，它需具有足够的强度、刚度和良好的工艺性。箱壳采用 HT200 灰铸铁铸造而成， 易得到美观的外表， 还易于切削。 为了保证箱壳有足够的刚 度，常在轴承凸台上下做出刚性加固筋。轴承采用润滑脂润滑，在轴承与轴肩联接处，采用挡油环结构。防止箱体内全损耗系统用油将 油脂洗去。箱体底部应铸出凹入部分，以减少加工面并使支撑凸缘与地良好接触。减速器附件：1）视

17、孔和视孔盖 箱盖上一般开有视孔，用来检查啮合，润滑和齿轮损坏情况，并用来加注润滑油。为了防止污 物落入和油滴飞出，视孔需用视孔盖、垫片和螺钉封死。2）油塞 在箱体最底部开有放油孔，以排除油污和清洗减速器。放油孔平时用螺塞和封油圈封死。3）油标 杆式油标结构简单，使用方便，应用较多，对于中小型减速器，最高油面与最低油面间差值常取 510mm 。一般要浸到 12 个齿，但不超过齿轮半径的 1/3 。4）吊环、吊耳 为了便于搬运减速器，常在箱体上铸出吊环和吊耳。起吊整个减速器时，一般应使用箱体上的 吊环。对重量不大的中小型减速器，如箱盖上的吊环、吊耳的尺寸根据减速器总重决定，才允许用 来起吊整个减速

18、器，否则只用来起吊箱盖。5）定位销 为了加工时精确地镗制减速器的轴承座孔，安装时保证箱盖与箱体的相互位置，再分箱面凸缘 两端装有两个直径为 A6 的圆锥销，以便定位。长度应大于凸缘的总厚度，使销钉两端略伸凸缘以 利拆装。6）启盖螺钉 为保证箱体密封，通常在剖分面上涂水玻璃或密封胶，因而在拆卸时不易分开。为此需在箱盖 凸缘的适当位置设置 12 个启盖螺钉。启盖螺钉的直径可取与箱盖凸缘联接直径相同，端部应加工 为圆柱或半圆形，以免其端部螺纹被损坏。滚动轴承的外部密封装置：为了防止外界灰尘、水分等进入轴承，为了防止轴承润滑油的泄漏，在透盖上需加密封装置。在此，我用的是毡圈式密封。因为毡圈式密封适用于

19、轴承润滑脂润滑，摩擦面速度不超过 45m/s的场合。心得小结机械设计课程设计终于要画上一个不太圆满的句号了，但在这过程中收获了很多， 学到了很多。开始接触这门课，我不知道能不能很好的学好这门课， 大一的时候曾接触过这门课， 自己感觉难度很大， 现在却要画出二级圆柱齿轮减速器的装配图， 心里更没底了。 随着 制图的学习， 老师耐心细致的讲解， 自己的思考， 最后慢慢地将减速器的总体结构， 布 局要求，制造加工性能， 制图的方法等一系列的问题想清楚， 减速器的设计也慢慢完成。 这对于我来说确实有点难度，可是，一份耕耘一份收获，努力了就会有收获。设计之初我总是凭自己的想象去画图， 去构造，不讲究很多。 但是经过这一段时间 的练习我才发现原来机械制图中还有很多规定， 并不是可以随心所欲的。 在表示零件的 时候怎么去画， 在画装配图时又要注意哪些画图的技巧， 联接的画法和表示， 尺寸的标 注以及