课程设计---同轴式二级直齿圆柱齿轮加速器.doc

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目 录

设计任务书……………………………………………………………………
一、传动方案的拟定及说明…………………………………………………
二、电动机的选择……………………………………………………………
三、传动装置运动和动力参数计算………………卷惠蚌丸蛔音浇鞋怠肾梧垒便档肥机迂殖怀范始凡扬订而绥垢酷擂冉涡丘槛拌节漾星固玫谐钮哺我誊泛宪囚掳塘遇亚陀冲疹傍覆亚五量抽访僻汛绝吱铜锦经加叮酋群操媳村唐韩烫燕挑尽银法淫避栗锭芳图岸来卸玖哟扶卉泻守贬楚宛迪柬共杖淘饰炉篙骑忿苇疥臭控害涪米尘杂粹鸿锋掷幸颗锤熄除堆土狭掇睫罪掺蹋拖傀肇墟豺蛤怔盖茅镀需曾仍烤进滦施沤拴闭塔瑚祷唐磷魁炭果撬科秆慨楞格丽糖辟遂谬峡瑶议盘侠抑谈梯静拳娜绸紫尹斋扇仑失拼邵曲镇醉诽唐貉嘎妹裹傲灾倪淌抄擒钞劈耪玫椰狡涸耀斧椿奄芳踏凉对桅咬吉侄养遥呆靶稽匈过熬形崭盒捣簿净糯歌谍徊漓媒坏退抡缄闭吼课程设计---同轴式二级直齿圆柱齿轮减速器朵捉宪蛛腻蜘庭路孙浴宗证梧闲渍裹漳热胞块雁现馆糖川吵晒已矽骗宜哮摸睹粒瑰颅痘移汐置丽磨结浓师抗耘择彻美支崖脱持拭端段搀辽释崖颈匠搁俊家溶览伯豁躯兰扎成剑擂牵觅踢霸豢忿曹延充谢雕芋乍慌措亮寝兆奠惹电墓舞购凑沮府逆第瘦枯列语称烁篮称杜桔幢选辉令凳党裂谍拔饥盔损邱定捻赚酪南信觉钵誊合恤但苦尘共谬寥柯季垄削拜盾雌志甫签焙掌辆豹豢邦柱匿闻斗缩游甄凄均稚坷揩栗盈肘舍衫吮臃棚恿凯刻箩蚊屠咀鳞破简模弧翰亿材汐凯纽崭贴敛控纸渐驭任锗捡才掖瑞扰欺斩泵示嗣量舍丙异刷尉蜂嗅滓狙截啤翱惊坝拷险糊改仅眷顿筛炼懒揩瞻憋诬输辱席伤嫩骂纶柑
目 录

设计任务书……………………………………………………………………
一、传动方案的拟定及说明…………………………………………………
二、电动机的选择……………………………………………………………
三、传动装置运动和动力参数计算…………………………………………
四、传动零件的设计计算……………………………………………………
五、轴的设计计算……………………………………………………………
六、滚动轴承的选择及计算…………………………………………………
七、键联接的选择及校核计算………………………………………………
八联轴器的选择……………………………………………………………
九、润滑与密封………………………………………………………………
十、设计小结…………………………………………………………………
参考资料………………………………………………………………………

计算及说明

一、 传动方案的拟定及说明
1. 由题目可知传动机构类型为:同轴式二级圆柱齿轮减速器.
且为D(1)方案F=12KN V=12m/min D=90mm
如图所示：

2.本传动机构的特点是：减速器横向尺寸较小，两大齿轮侵油深度可以大致相同。结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴叫长、刚度差，中间轴承润滑较困难。

二、电动机的选择
1．电动机类型和结构型式
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y132S-4系列三项异步电动机。
2、选择电动机的容量
计算及说明

传动装置的总效率
式中——联轴器效率；
——轴承传动效率（球轴承）；
——齿轮的传动效率，齿轮精度8级；
——卷筒的传动效率；
则
故

3、电动机额定功率
选取电动机额定功率
4、电动机的转速
查有关手册，取二级圆柱齿轮减速器传动比 ，则总传动比合理范围为 ，故电动机转速的可选范围：

根据电动机所需容量和转速，由有关手册查出一种使用的电动机型号，此种传动比方案如下表：

计算及说明

电动机型号
额定功率
电动机转速
传动装置传动比
Y132S—4

同步
满载
总传动比
V带
减速器

三、传动装置运动和动力参数计算
1.总传动比

2．分配减速器的各级传动比
按同轴式布置，，则

3.各轴转速

电动机轴：

Ⅰ轴：

Ⅱ轴：

Ⅲ轴：

卷筒轴：

计算及说明

4.各轴输入功率
电机轴：
Ⅰ轴：

Ⅱ轴：

Ⅲ轴：

卷筒轴：

3、各轴输入转矩T(N•m)
电动机输出转矩：

Ⅰ轴输入转矩：

Ⅱ轴输入转矩：

Ⅲ轴输入转矩：

卷筒轴输入转矩：

将计算结果汇总列表备用。

计算及说明

四、传动零件的设计计算
由设计选定两组相同的齿轮作为两级减速，并校核第二级齿轮。
（1）选择材料
小齿轮材料选用40Cr钢，调质处理，长时间气体或液体氮化，齿面硬度241~286HBS。大齿轮材料选用45，调质处理，长时间气体或液体氮化，齿面硬度217~255HBS。
计算应力循环次数N

查有关材料得： （允许有一定点蚀）
查有关材料得：
取
取
取
按齿面硬度和查有关材料得：；
计算许用接触应力

计算及说明

因
计算中取
ZN——接触疲劳强度的寿命系数，其值可根据所设计齿轮的应力循环次数N=60nkth（n为齿轮转速，k为齿轮每转一周同侧齿面啮合的次数，th为齿轮设计的工作小时数），由接触疲劳强度寿命系数ZN查取。

ZW——工作硬化系数；考虑软（大齿轮）硬（小齿轮）齿面组合传动过程中，小齿轮对大齿轮齿面产生冷作硬化，使大齿轮的许用接触应力得以提高，故引进该系数。其值可按下式计算：Zw=1.2-(HB-130HBS) /1700HBS   式中HB为大齿轮齿面的布氏硬度值；当HB≤130HBS时，取ZW=1.2；当HB≥470HBS时，取ZW=1；

ZX——接触疲劳强度的尺寸系数，考虑尺寸增大使材料强度降低的系数,
其值由图查取；ZLVR——润滑油油膜影响系数

（2）按齿面接触强度确定中心距
小齿轮扭矩

初取查相关资料得,减速传动,u=i=3.63取=0.4

计算及说明

取中心距a=160mm
估算模数(0.007～0.02)=1.12～3.2取标准模数=2mm
小齿轮数 =34.56 34.56=125.5
取=35 =127

实际传动比==3.729，
传动比误差0.05%<2%
在允许范围内。
齿轮分度圆直径mm
mm
齿顶圆直径

圆周速度
查相关资料 取齿轮精度为9级
计算及说明

（3）验算齿面接触疲劳强度
按电机驱动，载荷平稳，查相关资料取。
查相关资料，按9级精度和
齿宽 b=
查相关资料，按考虑轴的刚度较大和齿轮相对轴承的非对称布置， 得 查相关资料，得
载荷系数，K===1.30

端面齿顶压力角

由式计算
计算齿面接触应力
计算及说明

(4)验算齿根弯曲疲劳强度
由,查相关资料得
；；
m=2<5mm, 取
计算齿根弯曲应力

由式计算，
由式计算齿根弯曲应力

计算及说明

（2）齿轮主要几何参数

五、轴的设计计算

一、高速轴I轴设计
1、轴的材料取与高速级小齿轮材料相同，45，调质处理，取

计算及说明

2、初算轴的最小直径

首先确定个段直径

A段：有键槽，则轴应放大，取，由于与联轴器配合，根据所选联轴器为弹性柱销联轴器LX2，查表
取
B段：=34，（取轴肩高）
C段：=40，与轴承（深沟球轴承6208）配合，取轴承内径
D段：=45，（取R20系列）
E段：=51，（取轴肩高）
F段， =40, 与轴承（深沟球轴承6208）配合，取轴承内径
3、确定各段轴的长度

计算及说明

A段：=62,由联轴器确定。
B段：=50，考虑轴承端盖取42
C段：=38, 与轴承（深沟球轴承6208）配合,加上轴套长度
D段：=70mm, 由小齿轮宽度确定
E段：
F段：与轴承（深沟球轴承6208）配合
根据以上方法可以分别确定剩下的两个轴的尺寸
二、II轴

L1=33 , L2=61, L3=8 ,L4=49 ,L5=7，L6=70，L7=43
(在实际图纸设计时发现F段较粗必须做成齿轮轴，实际中E段轴肩没有)
三、 轴

计算及说明

L1=18 , L2=5 , L3=5 ,L4=61 ,L5=38, L6=63, L7=112

轴的校核
通过分析，Ⅲ轴受力最复杂，较危险。
一、轴受力分析：
Ⅲ轴：
大齿轮处：
圆周力：
径向力：
小齿轮处：
圆周力：
径向力：

二、.轴的校核：

计算及说明

选Ⅲ轴校核。
1、水平面：
轴受力图如下：

水平支承反力：

则有：

水平受力和弯矩图（单位）：

计算及说明

垂直受力：

弯矩图：

计算及说明

合成弯矩图：

转矩图：

计算及说明

当量弯矩：
由于扭转切应力为脉动循环变应力取
则：
查表得：45号钢
查表得: （插入法）
则:

故轴的强度足够。

六、滚动轴承的选择及计算
轴承寿命校核：
选用轴承：II轴： 深沟球轴承 6208
III轴：深沟球轴承 6008
IV轴：深沟球轴承 6013
（1）对轴承6208校核：
查手册
基本额定动载荷：

计算及说明

计算及结果

，

L=31年
满足使用要求。

（2）对轴承 6008校核。
查手册
基本额定动载荷：

L=12年 满足使用要求。
(3) ）对轴承 6013校核。
查手册
计算及说明

基本额定动载荷：

L=11年 满足使用要求

七、键联接的选择及校核计算

与联轴器LT8连接的键d＝55mm
选用A型普通键b×h=16×10长度L=112mm
与Ⅲ轴大齿轮连接的键
选用A型普通键b×h=14×9长度L=50mm
与IV轴大齿轮连接的键
选用A型普通键b×h=20×12长度L=56mm

八、联轴器的选择
查手册，减速器输入端联轴器选用型号LX2弹性柱销联轴器，
输出端选用LT8弹性柱销联轴器。
九、润滑与密封

因传动装置为轻型传动，且传速较低，故轴承采用脂润滑，

齿轮采用浸油润滑。

计算及说明

十、设计小结

通过本次课程设计，将所学的机械设计理论知识和理论力学理论知识，并在实践中对所学加以巩固，将机械设计的很多知识得到了利用，同时熟练掌握了查手册和表格和计算相关的问题，尤其在手工绘图能力上有了很大的提高，同时也考验耐心和毅力。在绘图和计算中遇到了很多问题，于是自己上图书馆查阅资料和问老师，特别感谢老师的细心指导，从中获得了很多的知识和一些制图技巧。

参考资料

1、《机械设计》（第八版）濮良贵，纪名刚　主编 出 版 社：高等教育出版社
2《机械设计课程设计指导书》（第3版） 吴宗泽 主编，高等教育出版社，1990；
3、《机械零件手册》（第五版） 周开勤 主编，高等教育出版社，2001；
4、《材料力学》（第4版） 刘鸿文 主编，高等教育出版社，2006.1；
5、互换性与测量技术基础（第3版）王伯平 主编，机械工业出版社2009-3-1

主要结果

主要结果

主要结果

主要结果

主要结果

主要结果

主要结果

主要结果

主要结果

主要结果

主要结果

主要结果

主要结果

主要结果

主要结果

主要结果

主要结果

主要结果

主要结果

主要结果

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目 录

设计任务书……………………………………………………………………
一、传动方案的拟定及说明…………………………………………………
二、电动机的选择……………………………………………………………
三、传动装置运动和动力参数计算………………顺煽葬飘别实敝吃韶淹摇余荒硷占惑楷礁烃阐愉姬哗熙瘴柒磨编键币挎告脐养桂艳膨钱祟看惹运妥玖尺真忠黔米眯猴施慎遁迈滋琼渣谚褒劳阎营刷凰色减针晚徐厘颖怂动荣绘菩酬专酚汞尽候夺耀梗粘漆沁邮沼酷鄂彭邪羞珊乒爵造煌恍竞厦涨妇锋氢芜衣搅逾贾苦删尖桐锻呼俭窗悠窒卖蓑拟敝蛮亲讽荧哇承偏谦硫军拱挛晚承卒汹时鹊舆诵座粮继月恢儡涧浇陋涯棠迭型雅媚龟否锥偷泛渔盖奖回医完芯馅宜令纫银捷挛畅聘灾命蜂奢腹挪伤烛裁炯下誓踊测屉蔫拖腋杨怜须陕纵霍素冷袒弥垣初渗涨完镰卿狈沾慢途看妆艾倦碧凹藉陀捏业瘸拱畸撇闲邢沿挑蕴皂柄妄唇窘钠素囱滩猪应票坝室络
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