机械设计课程设计-同轴式二级减速器.doc

机械设计课程设计说明书题目： 同轴式二级减速器 目 录1.电动机选择及计算-22.总传动比的确定和各级传动比的确定-33.传动零件的设计计算-4 4.轴的设计和计算-125.轴承的选择轴承的校核-106.润滑和密封说明-197.拆装和调整说明- -208.减速器箱体的附件说明-209.设计小结-2310.参考资料-23 一电动机选择及计算1)原始数据：运输带牵引力F=1752N输带工作速度V=0.75m/s 滚筒直径D=0.27m2)电动机型号选择主要参数： (1）选择电机类型 按照工作要求和工作条件，选择Y系列三相异步电动机。(2）确定电机容量 电动机的输出功率为 由式 (3）选择转速 卷筒轴工作转速为 rmin 总传动比，固电动机转速 min选择同步转速为1500 rmin，型号为Y100L1-4 电动机主要性能参数 型号额定功率（w）同步转速（rmin）满载转速（rmin）Y100L142.2150014302.22.3二、总传动比的确定和各级传动比的分配满载时电机转速 rmin总传动比运动和动力参数：各轴转速如下:轴 轴 275.53r/min轴 /53.09r/min电动机输出功率为，1.590.991.574kW21.5740.980.971.496kW21.4960.980.971.422kW电动机轴的输出转矩=9550 =95501.59/1430=10.7 Nm 所以: =120.99=10.6Nm=10.65.190.980.97=55.0 Nm =55.05.190.980.97=285.5Nm 其运动和动力学参数整理于下表运动和动力学参数功率n（rmin）转矩T（）功率P（kw）传动比i效率/%电机轴143010.71.5910.991轴143010.61.575.190.982轴275.555.01.49 5.190.983轴53.09285.51.42 10.97三、传动零件的设计计算高速级齿轮传动的设计1）传动件的选择（1）由使用条件，选择圆柱斜齿轮（2）选取8级精度，按GB/T 10095 （3）选取齿数 初选小齿轮齿数 =108.99 取Z=109=10921=5.19， 100=5% 满足要求（4）选取螺旋角 初选= 10 齿宽系数 =1.02)按齿面接触强度设计 按式(1） 确定载荷系数K 由表使用系数 齿轮为8级精度,估计圆周速度v=4, ，动载系数1.70 由图齿间载荷分布系数，齿向载荷分布系数 查得区域系数(2） 重合度系数 因。(3） 螺旋角系数 。查的影响弹性系数(4） 由图可查得接触疲劳极限应力，(5） 由公式计算应力循环次数 60 =60275.53（63008）=2.3910h N= 3.8510h查得寿命系数 ,(6） 计算接触疲劳许用应力=550 =450 许用接触应力 (7） 计算小齿轮分度圆直径= (8） 计算圆周速度 (9）修正载荷系数： ， (10）修正小齿轮分度圆直径：，所以：(11）法向模数= 取 (14）计算中心距 圆整取 a=150mm(15） 按圆整后的中心距修正螺旋角= 由于值变化很小，所以值不必修正(16） 计算分度圆直径 d=55.20d=276.70（17） 计算齿轮宽度 b=55,b=603）校核齿根弯曲疲劳强度 由公式 (1） 重合度系数 (2） 螺旋角系数(3） 计算当量齿数 (4） 查取齿形系数可得 (5） 查取应力修正系数可得 (6） 查取弯曲疲劳极限应力及寿命系数 可得分别查得(7） 计算弯曲疲劳许用应力 取失效率为1，安全系数S=1,由公式得(8） (9） 计算弯曲应力 低速级齿轮传动设计对于同轴式二级圆柱齿轮减速器，为使两级在齿轮中心距相等的情况下，能达到两对齿轮的接触强度相等的要求，在两对齿轮配对材料相同，齿宽系数为0.75四轴的设计和计算1）.初步计算轴径轴的材料选用常用的45钢当轴的支撑距离未定时， 无法由强度确定轴径，要用初步估算的方法，即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径d，计算公式为： 1，3轴为外伸轴，初算轴径作为最小直径，应取较小的A值；2轴为非外伸轴，初算轴径作为最大直径，应取较大的A值；查表取A1=A3= A2=112。 考虑到1轴要与电动机联接，初算直径d1必须与电动机轴和联轴器空相匹配，所以初定d1=18mm； d2 =30mm；d3 =35mm2）轴的结构设计（一）轴的结构设计 轴的径向尺寸：当直径变化处的端面用于固定轴上零件或受轴向力时，直径变化要大些，可以取(38)mm,如果仅为装配方便或区别加工表面，相临直径变化13，轴上其余尺寸根据轴承，密封圈，联轴器确定。轴向尺寸：由轴上的零件轴向尺寸确定。便于定位，轮毂多于轴肩13mm。（2）轴承选择 中间轴和高速轴 因轴承同时受经向和轴向力，径向力不是很大，故选用单列的深沟球轴承，参照工作要求，根据，标准精度级的深沟球轴承，型号为6205，尺寸。 低速轴因轴承同时受经向和轴向力，径向力不是很大，故选用单列的深沟球轴承，参照工作要求，根据，标准精度级的深沟球轴承，型号为6209，尺寸。（3）联轴器的选择 高速轴 选择HL型弹性柱销联轴器（GB/T 5014-1985）HL1 ，半联轴器的长度为30mm 低速轴 选择HL型弹性柱销联轴器（GB/T 5014-1985）HL2 ，半联轴器的长度为60mm（4）键的选择1）键的选择1轴键槽部分的轴径为18mm，选择普通圆头平键C型键2轴左端键槽部分的轴径为32mm，选择普通圆头平键键 右端键槽部分的轴径为32mm，选择普通圆头平键键3轴键槽轮毂处部分的轴径为48mm，选择普通圆头平键键联轴器轴段轴颈为35mm，选择普通圆头平键C型键2)键的强度计算假定载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键联接的强度条件为 查表钢材料在轻微冲击下的许用挤压应力为100120MPa，所以取 3轴轮毂段键的强度计算 所以 满足强度条件 （5）轴的校核(输出轴)画出弯矩扭矩图受力简图：弯矩扭矩图如下：垂直弯矩最大值：56.16NM水平弯矩最大值： 56.69NM水平弯矩转折值：3.43NM总弯矩最大值：79.8NM总弯矩转折值：56.26NM危险截面为箭头位置查表得:求安全系数校核（设为无限寿命，kN=1）得 配合应力集中系数查表得则综合安全系数为 结论：截面A足够安全五、轴承的选择轴承的校核选择使用深沟球轴承，根据轴直径d=45mm，选用深沟球轴承的型号为6209，主要参数如下： D=85mm；B=19mm；d=45mm基本额定静载荷 Co=20.7 kN 基本额定动载荷 C =31.7 kN，查表得X1=0.56，Y1=2.03，查表得X2= 1 Y2=0 因为两轴承型号相同，第一个轴承的当量动载荷大，所以只需计算第一个轴承的寿命即可。结论：选用6209型轴承符合要求。满足强度条件六润滑和密封说明1)润滑说明因为第二轴上浸油齿轮分度圆圆周速度V=故取润滑油润滑取浸油深度h=70mm；大、小斜齿圆柱齿轮采用飞溅润滑；润滑油使用普通工业齿轮油SH-150 滑油。轴承采用润滑油飞溅润滑，结构设计油沟。2)密封说明在试运转过程中，所有联接面及轴伸密封处都不允许漏油。剖分面允许涂以密封胶或水玻璃。七拆装和调整说明在安装调整滚动轴承时，必须保证一定的轴向游隙，因为游隙大小将影响轴承的正常工作。对第二轴和第三轴（中间级和低速级）轴直径分别为25mm和45mm时，可取游隙为0.040.07mm；对高速级的角接触轴承轴直径为25mm可取游隙为0.050.1mm。在安装齿轮后，必须保证需要的侧隙及齿面接触斑点，侧隙和接触斑点是由传动精度确定的，可查手册。当传动侧隙及接触斑点不符合精度要求时，可以对齿面进行刮研、跑合或调整传动件的啮合位置。八减速器箱体的附件说明对附件设计 A 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到传动零件啮合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M8紧固B 油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。C 油标：采用M12圆形压配式油标D 通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡.E 盖螺钉：启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。钉杆端部要做成圆柱形，以免破坏螺纹.F 定位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度.G 吊耳：起吊箱盖。减速器机体结构尺寸如下：名称符号计算公式结果箱座壁厚10mm箱盖壁厚10mm箱盖凸缘厚度15mm箱座凸缘厚度15mm箱座底凸缘厚度25mm地脚螺钉直径16mm地脚螺钉数目a250 n=46轴承旁联接螺栓直径12mm机盖与机座联接螺栓直径=（0.50.6）10mm轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）8mm n=410mm n=6视孔盖螺钉直径=（0.30.4）8mm定位销直径=（0.70.8）8mm，至外机壁距离查机械课程设计指导书22mm18mm16， 至凸缘边缘距离查机械课程设计指导书20mm16mm14mm外机壁至轴承座端面距离=+（510）50mm大齿轮顶圆与内机壁距离1.215mm齿轮端面与内机壁距离15mm机盖，机座肋厚8mm8mm轴承端盖外径+592mm102mm135mm机座和箱体等零件工作能力的主要指标是刚度，箱体的一些结构尺寸，如壁厚、凸缘宽度、肋板厚度等，对机座和箱体的工作能力、材料消耗、质量和成本，均有重大影响，但由于其形状的不规则和应力分布的复杂性，未能进行强度和刚度的分析计算。但是可以根据经验公式大概计算出尺寸，加上一个安全系数也可以保证箱体的刚度和强度。箱体的大小是根据内部传动件的尺寸大小及考虑散热、润滑等因素后确定的。窥视孔盖尺寸是以保证可以看到传动件啮合取位置，并有足够大小保证能伸手操作，原则上孔盖长度至少取140mm;放油螺塞安排在油池最低处并且不予其他零件干涉的区域，以便放油，加密封圈加强密封，尺寸参照标准。油标尺高度及角度保证油孔位置在油面上，同时油标尺应足够长深入油液中，油液高度对低速齿轮可淹没至大齿轮1/6到1/3齿轮半径处，尺寸参照有关标准。油标尺座孔倾斜位置考虑便于加工，如铣沉孔应避开箱体凸沿；通气器结合使用环境选择，保证箱体内气体自由膨胀溢出，同时避免灰尘进入，尺寸参照图册尺寸；启盖螺钉螺纹长度大于机盖凸缘厚度，头部做成圆柱形，避免顶坏螺纹。定位销配置在箱体联接凸缘对角线方向以提高定位精度，长度打英语箱座和箱盖联接凸缘厚度，便于拆卸。箱盖上铸造吊耳，尺寸参照图册和有关标准。九设计小结这次课程设计让我深刻的体会到设计方面的严谨和规范。在这个过程中我又重新学习了一次材料力学机械原理互换性等课程，深刻的体会到了知识是没有间断的，也是没有明显界限的，许多知识都是可以联系起来的。经过老师的指导和拆装实验，体会到了许多工程设计人员应该具备的基本素质，要干好这一行，就要不辞劳苦，敢于动手，多思考。有了这一次课程设计的实践，能为以后学习或从事机械设计提供一定的基础。再不停的修改之后，我慢慢的体会到工程要严谨，任何一个小细节都不容放过。还有就是，在这个寒冷的冬天，锻炼了我们的意志，也深刻体会到了抓紧时间的必要性，在有限的时间内，更快更好的完成项目是我们以后要更加注意的。 十参考资料1机械设计 许立忠 周玉林 主编，中国标准出版社，2009年。2机械设计课程设计指导手册韩晓娟 主编，中国标准出版社，2009年。3.画法几何与机械制图贾春玉 郑长民 主编，高等教育出版社，2008年。4机械设计课程设计图册龚桂义 主编，高等教育出版社，2004年。5.材料力学白象忠 主编，科学出版社，2007年.F=1752NV=0.75m/sD=0.27m电动机型号Y100L-4n1= 1430 r / minn2= 275.53 r / minn3= =53.09 r / minP1=1.57kwP2=1.49kwP3=1.42kwTd=10.7NmT1= 10.6NmT2= 55.0 NmT3=285.5Nm齿轮材料用45钢，大齿轮正火处理，小齿轮调质处理。=109=1.0 ,D3=55.20mmB4=55mmB3=60mm=53.30mm=276.70mm=40mm=37mm键Mmax=79.8N.mTmax=285.5N.mS=9.16