机械课程设计说明书---减速器.doc

16机械设计课程设计说明 kobe 机械设计课程设计说明书设计题目：减速器1、 设计任务书1.1设计题目1.2工作条件1.3技术条件2、 传动装置总体设计2.1电动机选择2.2分配传动比2.3传动装置的运动和动力参数计算3、 传动零件设计计算以及校核3.1减速器以外的传动零件设计计算3.2减速器内部传动零件设计计算4、 轴的计算4.1初步确定轴的直径4.2轴的强度校核5、 滚动轴承的选择及其寿命验算5.1初选滚动轴承的型号5.2滚动轴承寿命的校核计算6、 键连接选择和验算7、 连轴器的选择和验算8、 减速器的润滑以及密封形式选择9、 参考文献1.1设计题目 设计传输机的传动装置1.2工作条件工作年限工作班制工作环境载荷性质生产批量82清洁平稳小批1.3技术数据题号滚筒圆周力f(n)带速 v(m/s)滚筒直径 d(mm)滚筒长度 l(mm)zdl-1022001.83004002.传动装置总体设计2.1电动机的选择2.1.1选择电动机系列 根据工作要求及工作条件应选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压380伏，y系列电动机2.1.2选择电动机的功率 （1）卷筒所需有效功率 （2）传动总效率 根据表4.2-9确定各部分的效率:弹性联轴器效率 1=0.99一对滚动轴承效率 2=0.99闭式齿轮的传动效率 3=0.97（8级）开式滚子链传动效率 4=0.92一对滑动轴承的效 5=0.97传动滚筒的效率 6=0.96 （3）所需的电动机的功率 pr=4.91kw按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压380v，y系列。 查表2.9-1可选的y系列三相异步电动机y160m2-8型，额定，或选y132s-4型，额定。满足2.1.3确定电动机转速传动滚筒转速 现以同步转速为y132s-4型（1500r/min） 及y132m2-6型（1000r/min）两种方案比较，查得电动机数据方案号电动机型号额定功率(kw)同步转速(r/min)满载转速(r/min)电动机质量/kg总传动比1y132s-45.5150014406812.572y160m2-85.57507201196.28 比较两种方案，方案1选用的电动机使总传动比较大。为使传动装置结构紧凑，选用方案2。电动机型号为y160m2-8。由表2.9-2查得其主要性能数据列于下表电动机额定功率/kw5.5电动机满载转速/(r/min)720电动机轴伸直径d/mm42电动机轴伸长度e/mm110电动机中心高h/mm160堵转转矩/额定转矩2.0 2.2分配传动比（1） 总传动比 查表2.2-1得 取链传动比=2.0则齿轮传动的传动比为 2.3传动装置的运动和动力参数计算2.3.1各轴功率、转速和转矩的计算0轴：即电动机的主动轴 1轴： 即减速器的高速轴 2轴：即减速器的低速轴 3轴：即传动滚筒轴 2.3.2各轴运动及动力参数列表示轴序号功率p(kw)转速n(r/min)转矩t(n.m)传动形式传动比i效率04.9172065.13联轴器10.9914.8672064.46齿轮传动3.140.9724.673.86229.30194.50链传动2.00.9234.25114.65354.013.传动零件的设计计算3.1减速器以外的传动零件设计计算设计链传动1）确定链轮齿数由传动比取小链轮齿数 =25大链轮齿数 所以取 =50实际传动比 2）确定链条节距由式 查表得，工况系数1.4小链轮齿数系数 取单排链，取=1.0 kw因为r/min查表得选链号no12a，节距p=19.053)计算链长初选 =40p=4019.05=762mm链长 节取 =118节所以实际中心距a7634)验算链速 v15 m/s 适合5）选择润滑方式按v=1.82m/s,链号12a，查图选用滴油润滑。6）作用在轴上的力有效圆周力 作用在轴上的力7）链轮尺寸及结构分度圆直径 3.2 减速器以内的传动零件设计计算设计齿轮传动1） 材料的选择：小齿轮选用45#钢，调质处理，齿面硬度217255hbs，大齿轮选用45#钢，正火处理，齿面硬度162217hbs。 计算应力循环次数查图11-14，zn1=1.0 zn2=1.02（允许一定点蚀）由式11-15，zx1=zx2=1.0 ，取shmin=1.0 由图11-13b，得,计算许用接触应力 因，故取 2） 按齿面接触强度确定中心距 小轮转矩初取，取，由表11-5得由图11-7得，减速传动，; 由式（5-39）计算中心距a由4.2-10,取中心距a=125mm。 a=125mm估算模数m=(0.0070.02)a=0.8752.5mm,取标准模数m=2.0mm。 m=2.0mm 小齿轮齿数：大齿轮齿数： z2=uz1=取z1=30，z2=95 z1=30，z2=95 实际传动比 传动比误差，在允许范围内。 齿轮分度圆直径 圆周速度由表11-6,取齿轮精度为8级.(3) 验算齿面接触疲劳强度 按电机驱动,载荷稍有波动,由表11-3,取ka=1.25由图11-2（a），按8级精度和， 得kv=1.08。齿宽。由图11-3(a)，按按b/d1=50/60=0.83,取 k=1.06。由表11-4，得k=1.1载荷系数由图11-4，得，所以由图11-6得，计算齿面接触应力故在安全范围内。（4）校核齿根弯曲疲劳强度按z1=30，z2=95,由图11-10得，y=2.55，y=2.20由图11-11得，由图11-12得，由图11-16（b），得，由图11-17，得y=1.0，y=1.0由图11-18得,y=y=1.0。取y=2.0，s=1.4计算齿根许用弯曲应力 故安全 所以安全。（5） 齿轮主要几何参数 z1=30, z2=95, u=3.17， m=2 mm， mm, mm mm, mm mm mm a=125mm a=125mmmm, b1=b2+(510)=60mm 4. 轴的设计计算4.1初步确定轴的直径4.1.1高速轴及联轴器的设计1 初步估定减速器高速轴外伸段轴径 根据所选电机 ，轴伸长量e=110mm 则d=(0.81.0)d=(0.81.0)42=33.642.0mm 取d=40mm。 d=40mm 2 选择联轴器 根据传动装置的工作条件你选用弹性柱销联轴器（gb5014-85）。计算转矩为 =1.2565.1=81.375n.mm 式中t联轴器所传递的标称扭矩， t=9.55=9.55 工作情况系数，取=1.25。 根据=81.375n m,从表2.5-1可查的hl2号联轴器就可以转矩要求（）。但其轴孔直径（d=2032mm）不能满足电动机及减速器高速轴轴径的要求。因此重选hl3号联轴器。4.1.2 低速轴的设计计算1.选择轴的材料选择材料为45号钢，调质处理。2.按转矩初步计算轴伸直径取=36mm d=36 4.2轴的强度校核计算小齿轮上的作用力转矩t=123.49n.m圆周力 ft=2148.67n 径向力 fr=782.05 n 轴向力 =0n（） 绘轴的受力简图，求支座反力.垂直面支反力 ray=1064.29n rby=1084.38n b. 水平面支反力得， =387.37n =394.68n (2)作弯矩图a. 垂直面弯矩my图c点 ， =56407.37n.mm b. 水平面弯矩mz图c点右 =20918.04n.mm c点左, =20530.61n.mm c. 合成弯矩图c点右 =60161.082n.mm c点左, =60027.47n.mm （） 作转矩t图 =64460n.mm（） 作计算弯矩mca图 该轴单向工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑，取=0.6 c点左边 =71408.19n.mm c点右边 =71520.55n.mm d点 =38676.00n.mm （） 校核轴的强度由以上分析可见，c点弯矩值最大，而d点轴径最小，所以该轴危险断面是c点和d点所在剖面。查表13-1得查表13-3得。c点轴径 该值小于原 dc=22.83mm55mm ,故安全。d点轴径 因为有一个键槽。该值小于原设计该点处轴径40mm，故安全。5.滚动轴承的选择及其寿命验算1. 低速轴轴承1）、选定轴承类型及初定型号深沟球轴承（gb/t276-96），型号6209 ：查表得 2）、计算径向支反力 r1=1136.00n r2=1150.43n 3） 、计算当量动载荷=1150.43n n4) 校核轴承寿命 故满足轴承的寿命要求2. 高速轴轴承1）、选定轴承类型及初定型号深沟球轴承（gb/t276-96），型号6208 ：查表得,2）、计算径向支反力, 3） 计算当量动载荷=1802.4n,n4) 校核轴承寿命选取深沟球轴承（gb/t276-96）型号6208安全。6.键联接的选择和验算 (一).减速器大齿轮与低速轴的键联接1）键的材料类型45号钢，b型普通平键2）确定键的尺寸b=12mm, h=8mm, l=36mm3）验算键的挤压强度 键和轴的材料为钢轮毂材料为铸铁，铸铁的许用力比钢的许用挤压应力低，按铸铁校核键连接的挤压强度。 根据载荷稳定查得许用挤压应力，键的计算长度 l=l=36mm由下式得该键安全。所以选1236gb1096-79(二).小齿轮与减速器低速轴轴伸的联接1）键的材料类型45号钢a型普通平键，轧毂为铸铁2）确定键的尺寸b=10mm， h=8mm, l=50mm ,=100同上面的方法，但是l=l-b 因，故安全。所以选1050 gb1096-79。(3) .联轴器与减速器高速轴轴伸的联接1）键的材料类型45号钢a型普通平键，轧毂为铸铁2）确定键的尺寸b=12mm， h=8mm, l=70mm ,=100l=l-b 因，故安全。所以选1270 gb1096-79。 7.联轴器的选择