二级直齿圆柱齿轮减速器课程设计说明书样本.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除。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、 链、 工作机构成。2 已知条件: 工作拉力: F=2800N, 带速V=1.05m/s,卷筒直径d=420mm。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、 选择电机. 计算电机所需功率: 查手册第3页表1-7: 带传动效率: 0.95每对轴承传动效率: 0.99圆柱齿轮的传动效率: 0.98联轴器的传动效率: 0.99滚筒的传动效率: 0.96一链传动的传动比: 0.97说明: 电机至工作机之间的传动装置的总效率: =0.81=kw=2.94kw=3.63kw=47.772确定电机转速: 有功率和转速.因此电动机的转速有3000和1500两种可选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-44KW1500144043Kg75.79综合考虑电动机和传动装置的尺寸、 重量、 和带传动、 减速器的传动比, 可见第1种方案比较合适, 因此选用电动机型号为Y112M-2型, 其主要参数如下: 四 确定传动装置的总传动比和分配传动比: 总传动比: , 取V带传动比=2二级圆柱齿轮减速器传动比=3,=3.9,=2.6注: 为带轮传动比, 为高速级传动比, 为低速级传动比。五 计算传动装置的运动和动力参数: 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之间的传动效率。0.由n=2890 一轴: 二轴: 三轴: 四轴: 运动和动力参数结果如下表: 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3.631228901轴3.633.45-22.7914452轴3.453.381-67481.663轴3.3813.31-256.2123.54轴3.313.21-645.5247.5六 设计V带和带轮以及链传动的计算: 1.设计V带求计算功率 则根据=4.4, =2890r/min, 选择普通A型V带, 。取大小带轮直径并验算带速: 取。由式因此。带速在525(m/s)范围内, 合适取V带基准长度和中心距a: 初步选取中心距a: , 整合查表13-2, 对A型带选用计算实际中心距验算小带轮包角: 由课本第195页式13-1得: 合适求V带根数Z: 由课本式13-15得: 由表13-3得, 由表13-5得由查表13-7得查表13-2 得由此得Z=3.39根, 因此取4根。求作用在带轮轴上的压力: 查课本表13-1得q=0.10kg/m, 故由课本式13-7得单根V带的初拉力: 作用在轴上压力: 链传动的计算: 链轮齿数, 由n=123.5r/min,i=2.6,P=3.31KW由表13-12选, 实际传动比 链条节数 初定中心距 由式13-21得 取链节数 计算功率 由表13-15 链条节距 故此链传动工作于图13-33所示曲线顶点的左侧, 即有可能出现链板疲劳破坏, 采用单排链, 故由图13-33查得当n=123.5r/min时16A链条能传递的功率为5.0kw2.36kw,故采用16A链条, 节距P=25.4mm 实际中心距, 将中心距设计成可调节的, 不必计算实际中心距。可取计算链速及作用在轴上的压力: 符合原来的假定。如前所述, , 安全七 齿轮的设计: 1高速级大小齿轮的设计: 材料: 高速级小齿轮选用40MnB钢调质, 齿面硬度为241286HBS。高速级大齿轮选用ZG35SiMn钢调质, 齿面硬度为241269HBS。参数的选取: 取 按齿面接触强度设计: 8级精度制造, 查课本第164页表11-3得: 载荷系数K=1.5, 取齿宽系数 1 小齿轮上的转矩: 取 按齿数取 故实际传动比模数 齿宽 按表4-1取m=1.5mm,实际的中心距验算轮齿弯曲强度: 齿形系数由式齿轮的圆周速度: 查课本表11-2知选用8级的的精度是合适的。2低速级大小齿轮的设计: 材料: 低速级小齿轮选用40MnB钢调质, 齿面硬度为241286HBS。低速级大齿轮选用ZG35SiMn钢调质, 齿面硬度为241269HBS。取: 按齿面接触强度设计: 齿轮按8级精度制造载荷系数K=1.5, 取齿宽系数 取 模数齿宽按表4-1取m=2mm,实际的中心距: 验算轮齿弯曲强度, 齿形系数安全: 齿轮的圆周速度查课本表11-2知选用8级的的精度是合适的。八 减速器机体结构尺寸如下: 名称符号计算公式结果箱座厚度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, , 至外箱壁的距离查手册表112342218, 至凸缘边缘距离查手册表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 轴的设计: 1高速轴设计: 材料: 选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取 C=110。各轴段直径的确定: 根据课本第230页式14-2得: 又因为装小带轮的电动机轴径d=28, 又因为高速轴第一段轴径装配大带轮, 且=(0.81.2)d=22.4mm33.6mm考虑到此处应该有键槽d值应增达5%, , , ,因大带轮要靠轴肩定位, 且还要配合密封圈, 因此取, 段装配轴承且, 因此查手册62页表6-1取=25mm。选用角接触球轴承代号7005C轴承。B=12mm, D=47mm,=15mm 段主要是定位轴承, 取=28mm。L4根据箱体内壁线确定后在确定。装配齿轮段直径: 判断是不是作成齿轮轴: m,由该齿轮上装配的小齿轮内径d=48mm可知, 因此不用做成齿轮轴, 此处需安放一个键槽, , 圆整为30mm又知齿轮宽度为b=40mm,取=40mm 段装配轴承, 因此 2 校核该轴和轴承: L1=34mm L2=150mm L3=60mm作用在齿轮上的圆周力为: 950N径向力为: 348N作用在轴1带轮上的外力: 1257N 求垂直面的支反力: 284N64N求垂直弯矩, 并绘制垂直弯矩图: 9.6N.m9.7N.m求水平面的支承力: 由得774N176N求并绘制水平面弯矩图: 26.3N.m26.4N.m求F在支点产生的反力: 409.9N1666.9求并绘制F力产生的弯矩图: 75.4N.m13.9N.mF在a处产生的弯矩: 13.9N.m求合成弯矩图: 考虑最不利的情况, 把与直接相加。41.9N.m42N.m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) 44.2N.m计算危险截面处轴的直径: 因为材料选择调质, 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: 19.5mm因为28mmd, 因此该轴是安全的。3轴承寿命校核: 轴承寿命可由式进行校核, 由于轴承主要承受径向载荷的作用, 因此, 查课本表16-9, 10取取按最不利考虑, 则有:1234.4N 1854.2N 则4.7年。 因此所该轴承符合要求。4弯矩及轴的受力分析图如下: 5键的设计与校核: 根据16mm,22.79N.m, 确定V带轮选铸铁, 参考教材表10-9,由于d在1217范围内, 故轴段上采用键: , 采用A型普通键:键校核.为L1=1.75d1-3=25综合考虑取=20得76MPa【】课本表10-10所选键为: 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=110。根据课本第230页式14-2得: 21.1mm段要装配轴承, 因此查手册第9页表1-16取25mm, 查手册62页表6-1选用7005C型角接触轴承, L1=15mm。装配低速级小齿轮, 且取30mm, L2=53mm, 因为要比齿轮孔长度少。段主要是定位高速级大齿轮, 因此取40mm, L3=75.6mm。装配高速级大齿轮, 取40mm L4=35-2=33mm。段要装配轴承, 因此查手册第9页表1-16取25mm, 查手册62页表6-1选用7005C角接触球轴承, 28mm。校核该轴和轴承: L1=34 L2=119.5 L3=30.5作用在2、 3齿轮上的圆周力: 2094N 931N径向力为: 762N 339n求垂直面的支反力: 求垂直弯矩: 19.2N.m-4.3N.求水平面的支承力: 1861N1164N计算、 绘制水平面弯矩图: 63.3N.m-67.4N.m 求合成弯矩图, 按最不利情况考虑: 66N.m68N.m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) 79N.m77N.m计算危险截面处轴的直径: n-n截面: 23.6mm m-m截面: 由于, 因此该轴是安全的。轴承寿命校核: 轴承寿命可由式进行校核, 由于轴承主要承受径向载荷的作用, 因此, 查课本259页表16-9, 10取取1945N1173N则7.2年, 轴承使用寿命在7-8年范围内, 因此所该轴承符合要求。弯矩及轴的受力分析图如下: 键的设计与校核: 已知, 因此取因为齿轮材料为45钢。查课本表10-10得MPaL=40mm和L=25mm取键长为110. L=82-12=70取键长为70根据挤压强度条件, 键的校核为: 因此所选键为: 从动轴的设计: 确定各轴段直径计算最小轴段直径。因为轴主要承受转矩作用, 因此按扭转强度计算, 由式14-2得: 32.9mm考虑到该轴段上开有键槽, 因此取查手册9页表1-16圆整成标准值, 取为使联轴器轴向定位, 在外伸端设置轴肩, 则第二段轴径50mm查手册85页表7-2, 此尺寸符合轴承盖和密封圈标准值, 因此取50mm。设计轴段, 为使轴承装拆方便, 查手册62页, 表6-1, 取, 采用挡油环给轴承定位。选轴承7010CD=80 B=16 d=56 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。 轮装拆方便, 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, 故取确定各轴段长度。有联轴器的尺寸决定( 4) 校核该轴和轴承: L1=39mm L2=173mm L3=117.5mm求作用力、 力矩和和力矩、 危险截面的当量弯矩。作用在齿轮上的圆周力: 2050mm径向力: 746N求垂直面的支反力: 609N137N计算垂直弯矩: 23.7N.m 23.8N.m求水平面的支承力: 由得1673N377N计算、 绘制水平面弯矩图。 65.2N.m65.2N.m求F在支点产生的反力: 263N737N求并绘制F力产生的弯矩图: 55.7N.m10.3N.mF在a处产生的弯矩: 10.3N.m求合成弯矩图。考虑最不利的情况, 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) 173.2N.m计算危险截面处轴的直径。因为材料选择调质, 查课本表14-1得, 查课本231页表14-3得许用弯曲应力, 则: 30.7mm考虑到键槽的影响, 取d=30.71.05=32.2mm因为, 因此该轴是安全的。( 5) 轴承寿命校核。轴承寿命可由式进行校核, 由于轴承主要承受径向载荷的作用, 因此, 查课本259页表16-9, 10取取按最不利考虑, 则有: 则71.8年该轴承寿命为71.8年,因此轴上的轴承是适合要求的。( 6) 弯矩及轴的受力分析图如下: ( 7) 键的设计与校核: 因为d1=38mm装联轴器查课本表10-9选键为查课本155页表10-10得因为L1=107初选键长为100,校核因此所选键为:装齿轮查课本表10-9选键为查课本表10-10得因为L6=55mm初选键长为40,校核因此所选键为:十 高速轴大齿轮的设计因 采用腹板式结构代号结构尺寸和计算公式结果轮毂处直径72轮毂轴向长度84倒角尺寸1齿根圆处的厚度10腹板最大直径321.25板孔直径62.5腹板厚度25.2电动机带轮的设计 代号结构尺寸和计算公式结果 手册157页38mm68.4mm取60mm81mm74.7mm10mm15mm5mm十一.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。十二润滑方式的确定: 因为传动装置属于轻型的, 且传速较低, 因此其速度远远小于, 因此采用脂润滑, 箱体内选用SH0357-92中的50号润滑, 装至规定高度。十三.其它有关数据见装配图的明细表和手册中的有关数据。十四.参考资料: 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导书( 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。机械设计基础( 第五版) 课本杨可桢 程光蕴 主编。 河北工程大学 机械设计课程设计说明书 院 系: 装备制造学院 班 级: 过控1102班 姓 名: 汪金龙 学 号: 指导老师: 高瑞贞