新版二级直齿圆柱齿轮减速器专业课程设计项目说明指导书.doc

一、 设计题目：二级直齿圆柱齿轮减速器1 规定：拟定传动关系：由电动机、V带、减速器、联轴器、工作机构成。2 工作条件：双班工作，有轻微振动，小批量生产，单向传动，使用5年，运送带容许误差5%。3 知条件：运送带卷筒转速， 减速箱输出轴功率马力，二、 传动装置总体设计：1. 构成：传动装置由电机、减速器、工作机构成。2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，规定轴有较大刚度。3. 拟定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设立在高速级。 其传动方案如下：三、 选取电机. 计算电机所需功率： 查手册第3页表1-7：带传动效率：0.96每对轴承传动效率：0.99圆柱齿轮传动效率：0.96联轴器传动效率：0.993卷筒传动效率：0.96阐明：电机至工作机之间传动装置总效率： 2拟定电机转速：查指引书第7页表1：取V带传动比i=24二级圆柱齿轮减速器传动比i=840因此电动机转速可选范畴是：符合这一范畴转速有：750、1000、1500、3000依照电动机所需功率和转速查手册第155页表12-1有4种合用电动机型号，因而有4种传动比喻案如下：方案电动机型号额定功率同步转速r/min额定转速r/min重量总传动比1Y112M-24KW3000289045Kg152.112Y112M-44KW1500144043Kg75.793Y132M1-64KW100096073Kg50.534Y160M1-84KW750720118Kg37.89综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、和带传动、减速器传动比，可见第3种方案比较适当，因而选用电动机型号为Y132M1-6，其重要参数如下：额定功率kW满载转速同步转速质量ADEFGHLAB496010007321638801033132515280四 拟定传动装置总传动比和分派传动比：总传动比：分派传动比：取 则取经计算注：为带轮传动比，为高速级传动比，为低速级传动比。五 计算传动装置运动和动力参数：将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与轴4之间传动效率。. 各轴转速：2各轴输入功率：3各轴输入转矩：运动和动力参数成果如下表：轴名功率P KW转矩T Nm转速r/min输入输出输入输出电动机轴3.6736.59601轴3.523.48106.9105.8314.862轴3.213.18470.3465.6683轴3.053.021591.51559.619.14轴32.971575.61512.619.1六 设计V带和带轮：1.设计V带拟定V带型号查课本表13-6得： 则依照=4.4，=960r/min,由课本图13-5，选取A型V带，取。查课本第206页表13-7取。为带传动滑动率。验算带速： 带速在范畴内，适当。取V带基准长度和中心距a：初步选用中心距a：，取。由课本第195页式（13-2）得：查课本第202页表13-2取。由课本第206页式13-6计算实际中心距：。验算小带轮包角：由课本第195页式13-1得：。求V带根数Z：由课本第204页式13-15得：查课本第203页表13-3由内插值法得。 EF=0.1=1.37+0.1=1.38 EF=0.08 查课本第202页表13-2得。查课本第204页表13-5由内插值法得。=163.0 EF=0.009=0.95+0.009=0.959则取根。求作用在带轮轴上压力：查课本201页表13-1得q=0.10kg/m，故由课本第197页式13-7得单根V带初拉力：作用在轴上压力：。七 齿轮设计：1高速级大小齿轮设计：材料：高速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为250HBS。高速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为220HBS。查课本第166页表11-7得： 。查课本第165页表11-4得： 。故 。查课本第168页表11-10C图得： 。故 。按齿面接触强度设计：9级精度制造，查课本第164页表11-3得：载荷系数，取齿宽系数 计算中心距：由课本第165页式11-5得： 考虑高速级大齿轮与低速级大齿轮相差不大取 则取 实际传动比：传动比误差：。齿宽：取高速级大齿轮： 高速级小齿轮： 验算轮齿弯曲强度：查课本第167页表11-9得： 按最小齿宽计算： 因此安全。齿轮圆周速度： 查课本第162页表11-2知选用9级精度是适当。2低速级大小齿轮设计：材料：低速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为250HBS。低速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为220HBS。查课本第166页表11-7得： 。查课本第165页表11-4得： 。故 。查课本第168页表11-10C图得： 。故 。按齿面接触强度设计：9级精度制造，查课本第164页表11-3得：载荷系数，取齿宽系数计算中心距： 由课本第165页式11-5得： 取 则 取计算传动比误差：适当齿宽：则取 低速级大齿轮： 低速级小齿轮： 验算轮齿弯曲强度：查课本第167页表11-9得：按最小齿宽计算：安全。齿轮圆周速度：查课本第162页表11-2知选用9级精度是适当。八 减速器机体构造尺寸如下：名称符号计算公式成果箱座厚度10箱盖厚度9箱盖凸缘厚度12箱座凸缘厚度15箱座底凸缘厚度25地脚螺钉直径M24地脚螺钉数目查手册6轴承旁联结螺栓直径M12盖与座联结螺栓直径=（0.5 0.6）M10轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）10视孔盖螺钉直径=（0.30.4）8定位销直径=（0.70.8）8，至外箱壁距离查手册表112342218，至凸缘边沿距离查手册表1122816外箱壁至轴承端面距离=+（510）50大齿轮顶圆与内箱壁距离1.215齿轮端面与内箱壁距离10箱盖，箱座肋厚98.5轴承端盖外径+（55.5）120（1轴）125（2轴）150（3轴）轴承旁联结螺栓距离120（1轴）125（2轴）150（3轴）九 轴设计：1高速轴设计： 材料：选用45号钢调质解决。查课本第230页表14-2取 C=100。各轴段直径拟定：依照课本第230页式14-2得： 又由于装小带轮电动机轴径，又由于高速轴第一段轴径装配大带轮，且因此查手册第9页表1-16取。L1=1.75d1-3=60。由于大带轮要靠轴肩定位，且还要配合密封圈，因此查手册85页表7-12取，L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。段装配轴承且，因此查手册62页表6-1取。选用6009轴承。L3=B+2=16+10+2=28。段重要是定位轴承，取。L4依照箱体内壁线拟定后在拟定。装配齿轮段直径：判断是不是作成齿轮轴： 查手册51页表4-1得：得：e=5.96.25。段装配轴承因此 L6= L3=28。2 校核该轴和轴承：L1=73 L2=211 L3=96作用在齿轮上圆周力为：径向力为作用在轴1带轮上外力： 求垂直面支反力：求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图：求水平面支承力：由得NN求并绘制水平面弯矩图：求F在支点产生反力：求并绘制F力产生弯矩图：F在a处产生弯矩：求合成弯矩图：考虑最不利状况，把与直接相加。求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴直径：由于材料选取调质，查课本225页表14-1得，查课本231页表14-3得许用弯曲应力，则：由于，因此该轴是安全。3轴承寿命校核：轴承寿命可由式进行校核，由于轴承重要承受径向载荷作用，因此，查课本259页表16-9，10取取按最不利考虑，则有： 则 因而所该轴承符合规定。4弯矩及轴受力分析图如下：5键设计与校核：依照，拟定V带轮选铸铁HT200，参照教材表10-9,由于在范畴内，故轴段上采用键：，采用A型普通键:键校核.为L1=1.75d1-3=60综合考虑取=50得查课本155页表10-10所选键为：中间轴设计：材料：选用45号钢调质解决。查课本第230页表14-2取C=100。依照课本第230页式14-2得：段要装配轴承，因此查手册第9页表1-16取，查手册62页表6-1选用6208轴承，L1=B+=18+10+10+2=40。装配低速级小齿轮，且取，L2=128，由于要比齿轮孔长度少。段重要是定位高速级大齿轮，因此取，L3=10。装配高速级大齿轮，取 L4=84-2=82。段要装配轴承，因此查手册第9页表1-16取，查手册62页表6-1选用6208轴承，L1=B+3+=18+10+10+2=43。校核该轴和轴承：L1=74 L2=117 L3=94作用在2、3齿轮上圆周力： N 径向力：求垂直面支反力计算垂直弯矩：求水平面支承力： 计算、绘制水平面弯矩图：求合成弯矩图，按最不利状况考虑：求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m,n-n处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴直径： n-n截面： m-m截面：由于，因此该轴是安全。轴承寿命校核：轴承寿命可由式进行校核，由于轴承重要承受径向载荷作用，因此，查课本259页表16-9，10取取则，轴承使用寿命在年范畴内，因而所该轴承符合规定。弯矩及轴受力分析图如下：键设计与校核：已知参照教材表10-11，由于因此取由于齿轮材料为45钢。查课本155页表10-10得L=128-18=110取键长为110. L=82-12=70取键长为70依照挤压强度条件，键校核为：因此所选键为： 从动轴设计：拟定各轴段直径计算最小轴段直径。由于轴重要承受转矩作用，因此按扭转强度计算，由式14-2得：考虑到该轴段上开有键槽，因而取查手册9页表1-16圆整成原则值，取为使联轴器轴向定位，在外伸端设立轴肩，则第二段轴径。查手册85页表7-2，此尺寸符合轴承盖和密封圈原则值，因而取。设计轴段，为使轴承装拆以便，查手册62页，表6-1，取，采用挡油环给轴承定位。选轴承6215:。设计轴段，考虑到挡油环轴向定位，故取设计另一端轴颈，取，轴承由挡油环定位，挡油环另一端靠齿轮齿根处定位。 轮装拆以便，设计轴头，取，查手册9页表1-16取。设计轴环及宽度b使齿轮轴向定位，故取取,拟定各轴段长度。有联轴器尺寸决定(背面将会讲到).由于,因此轴头长度由于此段要比此轮孔长度短其他各轴段长度由构造决定。（4）校核该轴和轴承：L1=97.5 L2=204.5 L3=116求作用力、力矩和和力矩、危险截面当量弯矩。作用在齿轮上圆周力： 径向力：求垂直面支反力：计算垂直弯矩：.m求水平面支承力。计算、绘制水平面弯矩图。求F在支点产生反力求F力产生弯矩图。F在a处产生弯矩：求合成弯矩图。考虑最不利状况，把与直接相加。求危险截面当量弯矩。从图可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴直径。由于材料选取调质，查课本225页表14-1得，查课本231页表14-3得许用弯曲应力，则：考虑到键槽影响，取由于，因此该轴是安全。（5）轴承寿命校核。轴承寿命可由式进行校核，由于轴承重要承受径向载荷作用，因此，查课本259页表16-9，10取取按最不利考虑，则有： 则,该轴承寿命为64.8年,因此轴上轴承是适合规定。（6）弯矩及轴受力分析图如下：（7）键设计与校核：由于d1=63装联轴器查课本153页表10-9选键为查课本155页表10-10得由于L1=107初选键长为100,校核因此所选键为：装齿轮查课本153页表10-9选键为查课本155页表10-10得由于L6=122初选键长为100,校核因此所选键为:.十 高速轴大齿轮设计因 采用腹板式构造代号构造尺寸和计算公式成果轮毂处直径72轮毂轴向长度84倒角尺寸1齿根圆处厚度10腹板最大直径321.25板孔直径62.5腹板厚度25.2电动机带轮设计 代号构造尺寸和计算公式成果 手册157页38mm68.4mm取60mm81mm74.7mm10mm15mm5mm十一.联轴器选取：计算联轴器所需转矩： 查课本269表17-1取 查手册94页表8-7选用型号为HL6弹性柱销联轴器。十二润滑方式拟定：由于传动装置属于轻型，且传速较低，因此其速度远远不大于，因此采用脂润滑，箱体内选用SH0357-92中50号润滑，装至规定高度。十三.其她关于数据见装配图明细表和手册中关于数据。十四.参照资料： 机械设计课程设计手册(第二版)清华大学 吴宗泽，北京科技大学 罗圣国主编。机械设计课程设计指引书（第二版）罗圣国，李平林等主编。机械课程设计（重庆大学出版社）周元康等主编。机械设计基本（第四版）课本杨可桢 程光蕴 主编。