二级展开式斜齿齿轮减速器设计论文(哈尔滨工业大学-机械-06级).doc

机械设计课程设计哈尔滨工业大学专业：机械设计制造及其自动化年级：2006级姓名：张国志14目录1 前言22 设计任务书23传动方案的分析和拟定（附传动方案简图）34 电动机的选择34.1 电动机功率选择34.2 电动机转速选择34.3 总传动比计算和分配各级传动比45 传动装置运动和动力参数计算45.1 各轴转速的计算45.2 各轴功率的计算45.3 各轴扭矩的计算46 传动零件的设计计算46.1 高速级齿轮传动的设计计算4根据表11.8，高速轴齿轮选用40Cr调质，硬度为240260HBS46.2 低速级齿轮传动的设计计算67轴的设计计算77.1高速轴最小轴径计算77.2低速轴的设计计算77.2.1低速轴的结构设计87.2.2低速轴的弯扭组合强度校核97.3 中间轴的设计计算108滚动轴承的选择和计算108.1 高速轴和中间轴上滚动轴承的选择108.2 低速轴上滚动轴承的选择和计算109联轴器的选择119.1 输入轴联轴器的选择119.2 输出轴联轴器的选择1110键联接的选择和计算1110.1高速轴和中间轴上键联接的选择1110.2 低速轴上键联接的选择和计算1111润滑方式、润滑剂牌号及密封装置的选择1211.1 润滑方式1211.2 润滑油牌号1211.3密封装置1212其他技术说明1213 结束语12设计小结：12参考资料131 前言 本学期学了机械设计，在理论上有了一些基础，但究竟自己掌握了多少，却不清楚。并且“纸上学来终觉浅，要知此事需躬行”。正好学校又安排了课程设计，所以决定这次一定要在自己能力范围内把它做到最好。2 设计任务书 机械设计基础课程设计任务书专业 班级 设计者 学号 设计题目：带式输送机传动装置二级斜齿圆柱齿轮减速器设计 设计带式输送机传动系统。采用两级圆柱齿轮减速器的传动系统参考方案（见图）。 带式输送机由电动机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入良机圆柱齿轮减速器3，在通过联轴器4，将动力传至输送机滚筒5，带动输送带6工作。原始数据：输送带有效拉力F=2800N输送机滚筒转速n=60r/min （允许误差5%）输送机滚筒直径D=350mm减速器设计寿命为10年（250天/年）。工作条件：两班制（15h/天），常温下连续工作；空载起动，工作载荷平稳，单向运转；三相交流电源，电压为380/220伏。设计任务：1、减速器装配图1张（0号或1号图纸）； 2、零件图2张（低速轴及上面大齿轮，3号或号图纸） 3、设计计算说明书一份设计期限：2008年6月23日至2008年7月4日颁发日期：2008年6月23日3传动方案的分析和拟定（附传动方案简图） 题目要求设计带式输送机传动装置，二级斜齿圆柱齿轮减速器，为了提高高速轴的刚度，应是齿轮远离输入端，为了便于浸油润滑，轴需水平排放，任务书中给出的参考方案可以采用。4 电动机的选择4.1 电动机功率选择因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y（IP44）系列的电动机。选择电动机功率Ped 设：工作机（卷筒）所需功率PW 卷筒效率W 电机至卷筒轴的传动总效率a（减速器效率） 电机需要的功率Pd取4.2 电动机转速选择 查手册取选定电机为Y112m-44.3 总传动比计算和分配各级传动比 5 传动装置运动和动力参数计算 5.1 各轴转速的计算 5.2 各轴功率的计算 5.3 各轴扭矩的计算6 传动零件的设计计算 6.1 高速级齿轮传动的设计计算 根据表11.8，高速轴齿轮选用40Cr调质，硬度为240260HBS因为是普通减速器，由表11.20选精度等级为8，要求齿面粗糙度Ra3.26.3m。圆周速度小于等于10m/s。由于该减速器是闭式齿轮传动，且齿面为硬度HBS小于350的软面齿，齿面点蚀是主要的失效形式。应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度。因两齿轮均为钢质齿轮，可应用式（11.36）求出值。确定公式内的各计算值查表11.10取K=1.1取小齿轮的齿数，中间轴大齿轮齿数 取初选螺旋角查表11.19取查表11.11取查图11.23得 查表11.23的 查图11.26的 由式（11.15）的 取 圆整后取圆整中心距后确定螺旋角主要尺寸计算 取 6.2 低速级齿轮传动的设计计算选用45钢调质，硬度为217255HBS因为是普通减速器，由表11.20选精度等级为8，要求齿面粗糙度Ra3.26.3m。圆周速度小于等于10m/s。由于该减速器是闭式齿轮传动，且齿面为硬度HBS小于350的软面齿，齿面点蚀是主要的失效形式。应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度。因两齿轮均为钢质齿轮，可应用式（11.36）求出值。确定公式内的各计算值查表11.10取K=1.1取中间轴小齿轮的齿数，低速轴齿轮齿数 取初选螺旋角查表11.19取查表11.11取查图11.23得 查表11.23的 查图11.26的 由式（11.15）的 取 圆整后取圆整中心距后确定螺旋角主要尺寸计算 取 齿轮4的齿顶圆直径大于200小于500，应做成腹板式，轮毂宽度取80mm。7轴的设计计算7.1高速轴最小轴径计算 此减速器的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并调质处理按扭转强度估算轴径（最小直径）根据表16.2的C=107118 又由式（16.2）得联轴器有键槽加大3%5%的15.0716.94mm。 取最小轴径20mm。7.2低速轴的设计计算根据表16.2的C=107118 又由式（16.2）得联轴器有键槽加大3%5%的42.2947.54mm。 取最小轴径45mm。7.2.1低速轴的结构设计作装配简图，取齿轮与齿轮之间间距15mm，齿轮与箱体内壁间距15mm，轴承端面到箱体内壁距离5mm，上端轴颈长45mm，轴头长80mm，齿轮上端用轴环定位，下端用套筒定位，齿轮的周向固定采用平键联接，又各齿轮的宽度确定，作装配简图如下，并标出相应的尺寸关系。齿轮轮毂宽度为80mm，为保证齿轮固定可靠，该轴颈长度应小于齿轮轮毂宽度，取为77mm。确定轴的结构如下7.2.2低速轴的弯扭组合强度校核画轴的受力图计算轴上受力计算轴承处支反力计算危险截面弯矩 查表16.3得，满足的条件，故设计的轴有足够的强度，并有一定的裕度。7.3 中间轴的设计计算 根据表16.2的C=107118 又由式（16.2）得联轴器有键槽加大3%5%的26.3629.63mm。 取最小轴径30mm。8滚动轴承的选择和计算 8.1 高速轴和中间轴上滚动轴承的选择因为是斜齿轮所以选角接触球轴承，高速轴轴颈直径25mm，中间轴轴颈直径30mm，可分别选用7205C、7206C轴承。8.2 低速轴上滚动轴承的选择和计算 因为是斜齿轮所以选角接触球轴承，低速轴轴颈直径55mm，可选用7211C轴承。 查表17.7得， 所以A端压紧，B端放松。 对A端， 对B端， 查表17.10得， 查表17.11得， 查手则得7211C轴承Cr=52800N.取=3， 轴承要求寿命为 2501015=37500h. 所以轴承满足要求。9联轴器的选择9.1 输入轴联轴器的选择电动机Y112M-4的轴径为28mm，轴头长60mm；减速器输入轴轴头直径20mm，长42mm。所以可选用。9.2 输出轴联轴器的选择 减速器输出轴轴头直径45mm，长80mm，卷筒轴直径45mm，长90mm。所以可选用。10键联接的选择和计算10.1高速轴和中间轴上键联接的选择 高速轴上键联接用于固定联轴器的周向运动，轴头直径20mm，长42mm,且联轴器轴孔为J型，键可选用C型键。根据设计手册查得，轴的直径为1722mm时，键的公称尺寸为66，键的长度可选40mm。所以选定键为 键C640 GB1096-79（90）。 中间轴上键联接用于固定齿轮的周向运动，轴颈直径36mm，长为43mm、73mm。根据设计手册查得，轴的直径为3038mm时，键的公称尺寸为108，键的长度可选36mm、63mm。所以选定键为 键1036 GB1096-79（90）、键1063 GB1096-79（90）。10.2 低速轴上键联接的选择和计算 低速轴上键联接用于固定联轴器的周向运动和齿轮的周向运动，轴头直径45mm，长80mm,且联轴器轴孔为J型，键可选用C型键;轴颈直径66mm，长为74mm。根据设计手册查得，轴的直径为4450mm时，键的公称尺寸为149，键的长度可选70mm。轴的直径为6575mm时，键的公称尺寸为2012，键的长度可选63mm。所以选定键为 键C1470 GB1096-79（90）、键2063 GB1096-79（90）。 键联接强度的校核： 查表8.2得，（铸铁） （钢）所以键联接满足强度要求。11润滑方式、润滑剂牌号及密封装置的选择 11.1 润滑方式 齿轮的润滑 采用浸油润滑，浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为25mm。再加齿轮到箱底的距离15mm，所以油深40mm。 滚动轴承的润滑 采用飞溅润滑，需开设油沟。 11.2 润滑油牌号 齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用L-CKC90110润滑油11.3密封装置 选用凸缘式端盖易于调整，采用毡圈油封密封圈实现密封。 密封圈型号按所装配轴的直径确定为 毡圈25JB/ZQ4606-86 毡圈55JB/ZQ4606-86。12其他技术说明 1.装配轴承时，应在轴承内涂上适量的ZN-4钠基润滑脂（GB492-77）；2.安装任一调整环时，滚动轴承的总轴向间隙应调整到0.40.2范围内；3.机座与机盖合箱面上允许涂以密封油漆，但禁止使用任何衬垫；4.装配好的减速器接合面间的间隙，在任何地方都不得大于0.03；5.减速器装配好后，在机座内加以N46号机油（GB443-84），油面应维持 在油尺二刻线中间，高速轴以600-1000转/分作空载跑合，以检查各部件 工作的灵活性与可靠性； （1）各密封处，接合处不应有漏油、渗油现象； （2）各联接件、紧固件、联接密封可靠，无松动现象； （3）滚动轴承轴向间隙应调整正确，运转时温升不超过20C； （4）齿轮啮合运转时平稳、正常，无冲击震动及过高噪音；6.在空载试验合格的条件下，才允许进行负荷试验；13 结束语设计小结：通过这次设计，使我认识到上课时的内容虽然已经很很丰富，但如果没有实践的话，学习再多的理论也只是纸上谈兵，就像用到的各种符号，往往就同其它的一些符号相混，结果往往是张冠李戴。但如果书上的知识没有掌握，在设计的过程中会遇到很多麻烦，就像有许多公式记不起来，结果是弄