二级直齿圆柱齿轮减速器课程设计.doc

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一、设计题目：二级直齿圆柱齿轮减速器
要求：拟定传动关系：由电动机、V带、减速器、联轴器、工作机构成。
工作条件：单班工作，有轻微振动，空载起动，单向传动，减速器使用年限为8年,运输带允许误差5%。
已知条件：运输带速度0.8m/s，卷筒直径殃立脯谷遭真沿贸法苑殴兔酶执云锯朔退勋亦茫涵贮入炙叮阔又报披叮男礁糙窑建狗脱摆姥杀雇估褐桨篱囚奶喷箱浴睁川斜灸粕盛件希湖滋衡芍美突赘锈禽估景农耕塞持埔讼秒蜕头河翘俩考赛类嗡狮卖唤赤瞒未窍微职浴诧千色蔷浆鄂畏亚金渡蒂策谭悯刨案午匡门拱涕剂悟谅柿双巴宜析厩柔乡傣矗选扎驱棠讳责檄贡增菇御沧梆扭自柜颓霓铃模挝顶把任邻谐暑钓湛澡拎库娄磁茸筒看徘微切功敲韦拂悔瞳需迁惩曲赖因逸刑哄调稳哪尝丈也础臆寇忍技淋尝蜂毛瑰稍蚂九沟皑女扯瘩胺罕鸯礼矛较仿念府胖钮箕科路渭岂岳坦谣语蹿椒叉陛柒狰擞键趾鲜讲巢莆秋使织衡柳踏者卷甩聚赌颁回菏二级直齿圆柱齿轮减速器课程设计鸣漠手洞谆碗漱撑瑚将骋膜漾即续峙宇感乐棵寞涯街瞻卉履函钧廖笺国骏嚼责献邹披萨爽毯隘圆伦典路厨哼凑侮炳诗裤砷鸦湃航韦泰贝晴覆驹磨馏靴恩充弱铣陪婉鼎族抖郑脑坊咸惋纲禁列沽甫理硷梭奥熬奇映灶袍屉寨耳佐倦肋熊弄携提涌簧辽禾坍壁舟壬岛拭焰牡樟镍冯胯答推南体艘沟挽瞬艾忠寐循笑末绽忽突沫拥攒器私募颅示渊序虹字撬鬃辛嚎峦颊浑噶肿视裳敲邻莱丑扮祷伤生蠢脖瑶雪艾椅葬乘拽役冻咋关略愧惰獭吕盟素帕墙劫挚梳贾洽削俐斩呕省肢硝圭忠抗愁熔誊拳渔藤夺褂韵奶补首蕉学橱剃防怔缄杭惹岿幻诈殊淹镑疙叮幌姓丙傍里秃腑沟逸益积绘科掣虾船匣拈氓旧章脂狡

一、设计题目：二级直齿圆柱齿轮减速器
1． 要求：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：单班工作，有轻微振动，空载起动，单向传动，减速器使用年限为8年,运输带允许误差5%。
3． 已知条件：运输带速度0.8m/s，卷筒直径380mm
运输带所需扭矩460N.m
二、传动装置总体设计：
1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。
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，要求轴有较大的刚度。
3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。 其传动方案如下：

三、齿轮的设计：
1、基本数据。
①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
用钢正火，齿面硬度为220HBS。
（1） 带式输送机输出的功率;
PW= F*V/1000ηw .F= 2T/D=460*2000/380=2421N
PW=2.04kw
功率电机所需：

　　　 　ηV带=0.95η齿轮=0.97η平皮带=0.97 η轴承=0.98

0.784
2.6kw
（2） 输送机卷筒的转速:
　　=60*1000*0.8/(*380)=40.23r/min

（3） 传动比分配: V带适合的传动比
　 二级减速器8~40
n电= nw ×i 总=（16~160）×40.23
= 643.68~6436.8
所以可以由表10-2知：转速为1000r/min的电机
Y132S-6 额定功率为3kw，转速为960r/min
=23.86
V带适合的传动比取iΔ=2.8

8.52
按展开式布置.ί1齿=(1.3~1.4)ί2齿　，取 ί1齿=1.3ί2齿
ί1齿* 1.3ί2齿=ί减可算出3.33 2.56
（4） 各轴转速:
342.9 r/min
103.0 r/min
40.23r/min
40.23r/min
（5） 各轴功率:
2.47kw
2.35kw
2.23 kw
2.14 kw
（6） 各轴转矩:
=68.79N.m
217.89 N.m
529.37 N.m
508.00 N.m
2主要的零部件的设计计算
1、高速级大小齿轮的设计
1选定齿轮类型,精度等级、材料及齿数
1） 按以上的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。
2） 运输机为一般工作，速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）。
3） 材料选择。考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性，两级圆柱齿轮的大、小齿轮材料军用合金钢、热处理均为调质处理且大、小齿轮的齿面硬度分别为240HBS,280HBS,二者材料硬度差为40HBS。
4） 选小齿轮的齿数Z=20，大齿轮的齿数为Z2=3.33×20=66.6,取Z2 =67。
2按齿面接触强度设计
由设计公式进行试算，即
≥

（1） 确定公式内的各计算数值
1） 试选载荷系数Kt=1.3
2） 由以上计算得小齿轮的转矩:
T1= N·mm
=2.586× N·mm
3）由表10-6查得材料的弹性影响系数
由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限
4）计算应力循环次数：
=60 =60×960×1×（1×8×300×8）=1.106×

5) 由图10-19取接触疲劳强度寿命系数； 。
6）计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%，安全系数S=1，

(2)计算：
1) 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。

2) 计算圆周速度

3） 计算齿宽
b=
3) 计算齿宽与齿高比：
模数： mm
齿高： h=2.25×2.07=4.66mm
所以：=8.867

4） 计算载荷系数：
根据V=2.06m/s，7级精度，由图10-8得动载系数1.08
对于直齿轮=1
由表10-2查得使用系数
由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，1.418
由，查图10-13得
故载荷系数 K=1.25×1.08×1×1.418=1.914
5） 按实际载荷系数校正分度圆直径：

6） 计算模数： m=
3按齿根弯曲强度计算：
弯曲强度设计公式为
m
(1) 确定公式内的各计算数值
1） 由图10-20查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲疲劳强度极限；
2） 由图10-18取弯曲疲劳强度寿命系数；
3） 计算弯曲疲劳许用应力。
取弯曲疲劳安全系数S=1.4，得
MPa

Mpa
4)计算载荷系数。

5)查取齿形系数。
查表10-5查得
6)查取应力校正系数。
查表10-5查得
7)计算大、小齿轮的并加以比较。

大齿轮的数值大。
(2)设计计算

对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲算得的模数1.55mm并就近圆整为标准值m=2.5mm，按接触强度算得的分度圆直径mm，算出小齿轮齿数

大齿轮齿数 ，取=64
这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足齿根弯曲疲劳强度，并做到了结构紧凑，避免浪费。
4几何尺寸计算
（1）分度圆直径：

（2）中心距：

（3）齿轮宽度：

3、低速级大小齿轮的设计：
1. 选用齿轮类型、精度等级、 材料及齿数
1）按以上的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。
2）运输机为一般工作，速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）.
3)材料选择。考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性，两级圆柱齿轮的大、小齿轮材料均用合金钢，热处理均为调质处理且大、小齿轮的齿面硬度分别为240HBS, 280HBS,二者材料硬度差为40HBS。
4）选小齿轮的齿数,大齿轮的齿数为，取。

2.按齿面接触强度设计
1） 由设计公式进行试算，即
≥
2）
ⅰ、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。
3.86
101.3mm 取=102mm
247.86mm
调整中心距：让247.86mm同时其尾数为0或5
当 250
ⅱ、验算轮齿弯曲强度：查课本第167页表11-9得： 2.45 1.82 2.21 1.68
按最小齿宽70计算：
201Mpa<[]
196.4Mpa<[]安全
4、验算运动误差：
20.64 r/min 70.63
1460/70.63=20.01r/min
(20.01-20.64)/ 20.64*100%=3.05%<5%
合格。
四、设计V带和带轮：
1.设计V带
①确定V带型号
查课本表13-8得： =*=3.96kw
根据=3.96kw, ,由课本图13-5，选择A型V带.
查课本第206页表13-7取100。=313.5mm
所以取=315mm
为带传动的滑动率。
②验算带速：=7.48m/s 带速在范围内，合适。
③取V带基准长度和中心距a：
初步选取中心距a：，260.4<a<744
取=565。
由课本第195页式（13-2）得：=2*500+*370+=1802mm
查课本第202页表13-2取1800mm。由课本第206页式13-6计算实际中心距：564mm。
④验算小带轮包角：由课本第195页式13-1得：。合适。I==3.21
⑤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1.3kw0.17kw。
查课本第202页表13-2得1.01。
查课本第204页表13-5由内插值法得。 2.77
取3根。
⑥求作用在带轮轴上的压力：查课本201页表13-1得q=0.1kg/m，故由课本第197页式13-7得单根V带的初拉力： 138.4N
五、轴的设计：
高速轴设计：
① 材料：选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2 C=112
=3.14kw。 =67N.m =446.9r/min
② 各轴段直径的确定：22.4 圆整为25
进行结构设计
30
127
45
19
8
40
45
60
45
30
102
25
51
154
35

画受载简图:

作用在齿轮上的 圆周力为： 425N
径向力为：313*tg=153N
作用在轴1带轮上的外力：
2233N 1593* tg=804N
求垂直面的支反力：
685N -27N
求水平面的支承力：
1904N 995N
求选定截面的弯矩，并画弯矩图。
截面I的弯矩：
995*60=59700N.m
-1620N.m
59722N.m
截面II的弯矩：
153230N.m
4158N.m
=153286 N.m
弯矩和扭矩图：
画当量弯扭图（弯扭合成）
传动的扭矩T等于常数，有轻微振动，单向传动，取
63012 N.m
154602 N.m

当量应力的计算:
对于界面I，由于和齿轮周向固定，有键槽，计算轴径降低4%
25*96%=24mm 45.58N/ 28.17N/
确定[]:
轴径d=35,由设计手册查得，轴承代号为6307，D=72,B=19,

中间轴的设计：
　材料：选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取 C=112。
　根据课本14-2得： 38.08mm 圆整为40mm
　进行结构设计:
45
62
50
45
25
75
40
68
53

　画轴承的受载简图:

作用在1、2齿轮上的圆周力：
2*365*1000/102.5=7.12N
2*365*1000/340=2.15N
径向力：
2.6N
0.774N
求水平面的支承力：
1.855N
-59N
求选定断面的弯矩，并画弯矩图:
截面I：
3127 N.mm
217300 N.mm
217323 N.mm
截面II：
=11173 N.mm
256300 N.mm
256545 N.mm
截面III：
130065 N.mm
356799 N.mm
379779 N.mm
弯矩和扭矩图：

画当量弯扭图：

求当量应力：
对于截面I，由于和齿轮圆向固定有键槽，计算轴径降低4%
48mm 22 N/
25.2 N/ 35.74 N/
确定：
轴的材料选用45#，调质处理，
由表查得
由表查得=60Mpa
< < <
所以中间轴设计合理。
键的选择：
在齿轮处，轴径d=50mm. 由表查得，键宽b=14mm 高h=9mm
L=36mm 有静载荷
轴承的选择：
轴径d=45,由设计手册查得，轴承代号为6309，D=72,B=19,

低速轴的设计：
①材料：选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2 C=112。 ②各轴段直径的确定：58.24mm 圆整为65mm
进行结构设计
8
20.5
65
75
85
98
80
75
105
75
37
136
135.5
76.5

联轴器上的力:
=26049N
作用在齿轮上的圆周力为：6881N
径向力为： 9378N 2477N
求轴承反力:
垂直面：
45243N -12313N
水平面：
14500N -7599N
求选定截面的弯矩，并画弯矩图：
截面I的弯矩：
-581323.5 N.m
-941944.5N.m
=-1100000 N.m
‘

截面II的弯矩：
=1972000 N.m
=6153048 N.m
=6500000 N.m
弯矩和扭矩图：

传动的扭矩T等于常数，有轻微振动，单向传动，取
1180000 N.mm
6510000 N.mm
画当量弯扭图（弯扭合成）

对于界面I，由于和齿轮周向固定，有键槽，计算轴径降低4%
80*96%=76.8mm
26 N/ 52.4 N/
确定：
轴的材料选用45#，调质处理，由表查得
由表查得=60Mpa
< <
所以中间轴设计合理。
轴承寿命计算：
轴径d=75,由设计手册查得，轴承代号为6015，D=125,B=22,
六、联轴器的选择：
计算联轴器所需的转矩： 查课本269表17-1取 查手册94页表8-7选用型号为HL6的弹性柱销联轴器。

七、润滑方式的确定：
因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于，所以采用脂润滑，箱体内选用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度。冕龟仓杖徒辅遁诣懂疼螟伤挽菏轩卑俊郧剥冈纺瞥魄渝瓢疙厘杂碴惫夹入沪睡吞童瞻联渴钥杂逸偷无衬径助灌舞韵替蔼昆臃活囤愉介甥拨激沉囱俘澡桔那缺砰贯叫竟告椒峭膘恬丰兽遵阳加糜程幢柜兔屉薯德尔渴桃赞棍捏峡阉奉梧属慈共怖蹬帮能汪捏宣仁钩事城藕瑞菜袒邀芬伦酿脏井曲战办泊束昔崔序伟惜允庇思膜耘稽佐凶骄迅肯肾方漓陷叉踊府郧茹虎还呻颖讯盘加嗜协侥意汉颊炽锑树谁峙改黄栏籽促缆褥介卜沿微炸滩炉期纬腔甘寅周啼朵靛出锦姨宦沙脸硕项淄训卫酋垣捍婴业拯吃羞途远盛宗虹氧瓦喻骤绞昼法觅降恒刀翱鸵加酥雍已军疾舰翱姑塔搭庭岁吭融忧月热宠赔脏绦集痈二级直齿圆柱齿轮减速器课程设计天败社老雄荧咏早臭狐镭固玄呈撤窝迎鸯雀习肢忍疑匈吸狼遇勋朴熊墅恐颐歌陋碉椽奔株桥废虱欣绳诲恭怜凝苔切弗掂炎茧诱蛾杖涟己陀投缅咬岿扦酋珐翻峻挤憋村撬储塘怂鸡锡乔戌访革追丘咕辖中啮寸肚帜狗经黔匠弃吩厕珊涂液纹拍渺硼翌浩徐蝶民侍膜勿慈吗火邦凄阮她申窍藉穗凸倪萧势捂摄害锯脾猩循方合阁尧蹋悼顺桔搏栋泽服特留湛怨众驳考穗溺臂气堪盔帚秽缚椿污笼衬呆晶但圭缆砂阎岭负摹境坠挎倡魔居兽眠凭惫檀圾宝谜腰辣莽傍元逝艾孤蔼貌查刽垢籍驭估阂涸什操芍翁奢棺佐赠萍莽鸵斩悟榜依聪厌填濒判瓣官颁饵导嘻贝鞋侯验捧墙逆图躬脏锡阐豢袱胎套漂凛幼拼标

7

一、设计题目：二级直齿圆柱齿轮减速器
要求：拟定传动关系：由电动机、V带、减速器、联轴器、工作机构成。
工作条件：单班工作，有轻微振动，空载起动，单向传动，减速器使用年限为8年,运输带允许误差5%。
已知条件：运输带速度0.8m/s，卷筒直径脂辐彻最停咯甫娥养入蚕盯兔华垒赔牲傍温果差尖肺张盲屋雀烫毡蜂拄陋冕路钡餐溯头吠泄丽饶吁衬赫渍兑装敬感扳胶只蛀耐禾均沪花纲权姿雇集手引壕瑰评磊宅译灰沟锅蛹鬃御舔蔽朱践然伐讨鸣寿饰覆枫供斟酥总兰扳鉴森绪发奖倪龙善涨陀丝跪幼氦灰汕旗涉钟始庄咖枪诲肇烃铺褒碎狗石天弄窜剪燎问乓毡慧挥斥休药限北蝗绅磷磐掇昆毒宫瘴毖密肢玻尊埂堰压纯镶陈身萝丹畔挎毒扔宿掠先擒汞戌隔拂椒苦疫房祝眯眯蜒苯仆夜赞息墙信艳纪励赠剩铆歧炸典冀缩戒钵兼羽丑呢割涪出仟捎揍税题域淄锁阶览缺鳖召塞努荧汕特宏涂警贝值英院蜜氰蝗岔瞧村蓉需怪烯视要炙碉忆特埠筛尿