一级、二级圆柱齿轮减速器(说明书和图纸全套设计).doc

机械设计（论文）说明书 题 目：二级斜齿圆柱齿轮减速器 系 别： XXX系 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称：二零一二年五月一日目 录第一部分 课程设计任务书-3第二部分 传动装置总体设计方案-3第三部分 电动机的选择-4第四部分 计算传动装置的运动和动力参数-7第五部分 齿轮的设计-8第六部分 传动轴承和传动轴及联轴器的设计-17第七部分 键连接的选择及校核计算-20第八部分 减速器及其附件的设计-22第九部分 润滑与密封-24设计小结-25参考文献-25专业机械课程设计/毕业设计代做，减速器课程设计代做，有大量成品低价出售，保证质量，包过，过不了全额退款！淘宝交易，保证您的资金安全，本广告长期有效，欢迎广大童鞋们咨询。联系QQ 客服1: 441286472 客服2: 2648346695电话宝店铺地址：第一部分 课程设计任务书一、设计课题： 设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),2班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V。二. 设计要求:1.减速器装配图一张(A1或A0)。2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3或A2)。3.设计说明书一份。三. 设计步骤:1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比4. 计算传动装置的运动和动力参数5. 设计链和链轮6. 齿轮的设计7. 滚动轴承和传动轴的设计8. 键联接设计9. 箱体结构设计10. 润滑密封设计11. 联轴器设计第二部分 传动装置总体设计方案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，将链轮设置在低速级。其传动方案如下：图一: 传动装置总体设计图初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。选择链传动和二级圆柱直齿轮减速器（展开式）。计算传动装置的总效率ha:ha=h1h23h32h4h5=0.990.9830.9720.960.96=0.81h1为联轴器的效率,h2为轴承的效率,h3为齿轮啮合传动的效率,h4为链传动的效率,h5为滚筒的效率（包括滚筒和对应轴承的效率）。第三部分 电动机的选择1 电动机的选择皮带速度v:v=1.8m/s工作机的功率pw:pw= 8.1 KW电动机所需工作功率为:pd= 10 KW执行机构的曲柄转速为:n = 86 r/min 经查表按推荐的传动比合理范围，链传动的传动比范围为i1 = 26，二级圆柱斜齿轮减速器传动比i2=840，则总传动比合理范围为ia= 16240，电动机转速的可选范围为nd = ian = ( 16240 )86 = 137620640r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y160M1-2的三相异步电动机，额定功率为11KW,满载转速nm=2930r/min，同步转速3000r/min。2 确定传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比： 由选定的电动机满载转速n 和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为:ia=nm/n=2930/86=34.1（2）分配传动装置传动比:ia=i0i 式中i0,i1分别为链传动和减速器的传动比。为使链传动外廓尺寸不致过大，选取i0=3，则减速器传动比为:i=ia/i0=34.1/3=11.4取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为:i12 = 则低速级的传动比为:i23 = 2.86第四部分 计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速:nI = nm = 2930 = 2930 r/minnII = nI/i12 = 2930/3.99 = 734.3 r/minnIII = nII/i23 = 734.3/2.86 = 256.7 r/minnIV = nIII/i0 = 256.7/3 = 85.6 r/min（2)各轴输入功率:PI = Pdh1 = 100.99 = 9.9 KWPII = PIh2h3 = 9.90.980.97 = 9.41 KWPIII = PIIh2h3 = 9.410.980.97 = 8.95 KWPIV = PIIIh2h4 = 8.950.980.96 = 8.42 KW 则各轴的输出功率：PI = PI0.98 = 9.7 KWPII = PII0.98 = 9.22 KWPIII = PIII0.98 = 8.77 KWPIV = PIV0.98 = 8.25 KW(3)各轴输入转矩:TI = Tdh1 电动机轴的输出转矩:Td = = 32.6 Nm 所以：TI = Tdh1 = 32.60.99 = 32.3 NmTII = TIi12h2h3 = 32.33.990.980.97 = 122.5 NmTIII = TIIi23h2h3 = 122.52.860.980.97 = 333 NmTIV = TIIIi0h2h4 = 33330.980.96 = 939.9 Nm 输出转矩为：TI = TI0.98 = 31.7 NmTII = TII0.98 = 120 NmTIII = TIII0.98 = 326.3 NmTIV = TIV0.98 = 921.1 Nm专业机械课程设计/毕业设计代做，减速器课程设计代做，有大量成品低价出售，保证质量，包过，过不了全额退款！淘宝交易，保证您的资金安全，本广告长期有效，欢迎广大童鞋们咨询。联系QQ 客服1: 441286472 客服2: 2648346695电话宝店铺地址：第五部分 链传动和链轮的设计1 选择链轮齿数z1，z2 假设链速v=0.63m/s，查表7.6得z117，故选取：z1=25；大链轮齿数：z2=i0z1 = 325 = 75，取z2 = 752 确定计算功率Pca 查表7-7得KA = 1，则：Pca = KAPIII = 18.77 = 8.773 确定链节数Lp 初选中心距a0 = 40p，则链节数为：Lp = = 取：Lp = 1324 确定链节距p 由式（7-15），链传动的功率为：由图7-11，按小链轮转速估计，链工作在功率曲线的左侧，查表7-8得：KZ = = KL = = 选取单排链，查表7-9，KP = 1P0 由P0=4.88KW和小链轮的转速n1=256.7r/min查图7-11选取链号为12A，再由表7-1查得链节距p = 19.05 mm。由点（n1，P0)在功率曲线的左侧，与所选系数KZ、KL一致。5 确定中心距a = = 766.03 mm 中心距减少量a = (0.0010.002)a = (0.0020.004)766.03 = 1.533.06 mm 实际中心距a = a-a = 766.03-(1.533.06) = 764.5762.97 mm 取a = 765 mm6 验算链速Vv = = 2 m/s7 计算作用于轴上的压轴力Fe = = = 4385 NFp 1.2Fe = 1.24385 = 5262 N专业机械课程设计/毕业设计代做，减速器课程设计代做，有大量成品低价出售，保证质量，包过，过不了全额退款！淘宝交易，保证您的资金安全，本广告长期有效，欢迎广大童鞋们咨询。联系QQ 客服1: 441286472 客服2: 2648346695电话宝店铺地址：第六部分 齿轮的设计（一） 高速级齿轮传动的设计计算1 齿轮材料、热处理及精度： 考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用软齿面渐开线斜齿轮。 1） 材料：高速级小齿轮选用40Cr钢调质，齿面硬度为小齿轮：274286HBW。高速级大齿轮选用45钢调质，齿面硬度为大齿轮：225255HBW。取小齿齿数：Z1 = 22，则：Z2 = i12Z1 = 3.9922 = 87.78 取：Z2 = 88 2） 初选螺旋角:b = 150。2 初步设计齿轮传动的主要尺寸，按齿面接触强度设计：确定各参数的值: 1) 试选Kt = 2.5 2) T1 = 32.3 Nm 3) 选取齿宽系数yd = 1 4) 由表8-5查得材料的弹性影响系数ZE = 189.8 5) 由图8-15查得节点区域系数ZH = 2.42 6) 由式8-3得：ea = 1.88-3.2(1/Z1+1/Z2)cosb = 1.88-3.2(1/22+1/88)cos150 = 1.64 7) 由式8-4得：eb = 0.318ydZ1tanb = 0.318122tan150 = 1.87 8) 由式8-19得:Ze = = = = 0.781 9) 由式8-21得：Zb = = = 0.98 10) 查得小齿轮的接触疲劳强度极限:sHlim1 = 650 MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限:sHlim2 = 530 MPa。 11) 计算应力循环次数：小齿轮应力循环次数：N1 = 60nkth = 6029301830028 = 6.75109大齿轮应力循环次数：N2 = 60nkth = N1/u = 6.75109/3.99 = 1.69109 12) 由图8-19查得接触疲劳寿命系数:KHN1 = 0.84,KHN2 = 0.88 13) 计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1,得:sH1 = = 0.84650 = 546 MPasH2 = = 0.88530 = 466.4 MPa许用接触应力:sH = (sH1+sH2)/2 = (546+466.4)/2 = 506.2 MPa3 设计计算:小齿轮的分度圆直径:d1t:= = 46.6 mm专业机械课程设计/毕业设计代做，减速器课程设计代做，有大量成品低价出售，保证质量，包过，过不了全额退款！淘宝交易，保证您的资金安全，本广告长期有效，欢迎广大童鞋们咨询。联系QQ 客服1: 441286472 客服2: 2648346695电话宝店铺地址：4 修正计算结果： 1) 确定模数：mn = = = 2.05 mm取为标准值:2.5 mm。 2) 中心距：a = = = 142.3 mm 3) 螺旋角：b = arccos = arccos = 14.90 4) 计算齿轮参数：d1 = = = 57 mmd2 = = = 228 mmb = dd1 = 57 mmb圆整为整数为：b = 57 mm。 5) 计算圆周速度v:v = = = 8.74 m/s由表8-8选取齿轮精度等级为9级。 6) 同前，ZE = 189.8。由图8-15查得节点区域系数为:ZH = 2.42。 7) 由式8-3得：ea = 1.88-3.2(1/Z1+1/Z2)cosb = 1.88-3.2(1/22+1/88)cos14.90 = 1.641 8) 由式8-4得：eb = 0.318ydZ1tanb = 0.318122tan14.90 = 1.86 9) eg = ea+eb = 3.501 10) 同前，取:eb = 1Ze = = = = 0.781 11) 由式8-21得：Zb = = = 0.98 12) 由表8-2查得系数：KA = 1，由图8-6查得系数：KV = 1.1。 13) Ft = = = 1133.3 N = = 19.9 46.6所以齿面接触疲劳强度足够。5 校核齿根弯曲疲劳强度：(1) 确定公式内各计算数值： 1) 当量齿数：ZV1 = Z1/cos3b = 22/cos314.90 = 24.4ZV2 = Z2/cos3b = 88/cos314.90 = 97.5 2) eaV = 1.88-3.2(1/ZV1+1/ZV2)cosb= 1.88-3.2(1/24.4+1/97.5)cos14.90 = 1.658 3) 由式8-25得重合度系数：Ye = 0.25+0.75cos2bb/eaV = 0.68 4) 由图8-26和eb = 1.86查得螺旋角系数Yb = 0.87 5) = = 3.14前已求得:KHa = 1.743.14，故取：KFa = 1.74 6) = = = 10.13且前已求得:KHb = 1.36，由图8-12查得：KFb = 1.33 7) K = KAKVKFaKFb = 11.11.741.33 = 2.55 8) 由图8-17、8-18查得齿形系数和应力修正系数：齿形系数:YFa1 = 2.63 YFa2 = 2.21应力校正系数:YSa1 = 1.59 YSa2 = 1.8 9) 由图8-22c按齿面硬度查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限为：sFlim1 = 500 MPa sFlim2 = 380 MPa 10) 同例8-2：小齿轮应力循环次数:N1 = 6.75109大齿轮应力循环次数:N2 = 1.69109 11) 由图8-20查得弯曲疲劳寿命系数为：KFN1 = 0.8 KFN2 = 0.84 12) 计算弯曲疲劳许用应力，取S=1.3，由式8-15得：sF1 = = = 307.7sF2 = = = 245.5 = = 0.01359 = = 0.0162大齿轮数值大选用。(2) 按式8-23校核齿根弯曲疲劳强度：mn = = 1.39 mm1.392.5所以强度足够。(3) 各齿轮参数如下：大小齿轮分度圆直径：d1 = 57 mmd2 = 228 mmb = ydd1 = 57 mmb圆整为整数为：b = 57 mm圆整的大小齿轮宽度为：b1 = 62 mm b2 = 57 mm中心距：a = 142.5 mm，模数：m = 2.5 mm（二） 低速级齿轮传动的设计计算省略。专业机械课程设计/毕业设计代做，减速器课程设计代做，有大量成品低价出售，保证质量，包过，过不了全额退款！淘宝交易，保证您的资金安全，本广告长期有效，欢迎广大童鞋们咨询。联系QQ 客服1: 441286472 客服2: 2648346695电话宝店铺地址：第七部分 传动轴承和传动轴及联轴器的设计轴的设计1 输入轴上的功率P1、转速n1和转矩T1:P1 = 9.9 KW n1 = 2930 r/min T1 = 32.3 Nm2 求作用在齿轮上的力: 已知高速级小齿轮的分度圆直径为:d1 = 57 mm 则:Ft = = = 1133.3 NFr = Ft = 1133.3 = 426.8 NFa = Fttanb = 1133.3tan14.90 = 301.4 N3 初步确定轴的最小直径: 先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），根据机械设计（第八版）表15-3，取A0 = 112，得：dmin = A0 = 112 = 16.8 mm 输入轴的最小直径为安装联轴器直径处d12，所以同时需要选取联轴器的型号，联轴器的计算转矩:Tca = KAT1，查机械设计（第八版）表14-1，由于转矩变化很小，故取:KA = 1.2，则:Tca = KAT1 = 1.232.3 = 38.8 Nm 由于键槽将轴径增大4%，选取联轴器型号为:LT4型，其尺寸为：内孔直径20 mm，轴孔长度38 mm，则：d12 = 20 mm，为保证联轴器定位可靠取：l12 = 36 mm。半联轴器右端采用轴端挡圈定位，按轴径选用轴端挡圈直径为：D = 30 mm，左端用轴肩定位，故取II-III段轴直径为：d23 = 23 mm。大带轮右端距箱体壁距离为20，取:l23 = 35 mm。4 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度: 初选轴承的类型及型号。为能顺利地在轴端III-IV、VII-VIII上安装轴承，其段满足轴承内径标准，故取:d34 = d78 = 25 mm；因轴既受径载荷又受轴向载荷作用，查轴承样本选用：30205型单列圆锥滚子轴承，其尺寸为:dDT = 255216.25 mm，轴承右端采用挡油环定位，取:l34 = 16.25 mm。右端轴承采用挡油环定位，由轴承样本查得30205。型轴承的定位轴肩高度：h = 3 mm，故取：d45 = d67 = 31 mm。 齿轮的定位及安装齿轮处轴段尺寸的确定。由于:d12d56 ，所以小齿轮应该和输入轴制成一体，所以:l56 = 62 mm；齿轮的左端与轴承之间采用套筒定位，则:l67 = s+a = 10+8 = 18 mml45 = b3+c+a+s = 82+12+10+8 = 112 mml78 = T = 16.25 mm5 轴的受力分析和校核:1）作轴的计算简图（见图a）: 根据30205圆锥滚子轴承查手册得a = 13.5 mm 齿宽中点距左支点距离L2 = (B1/2+16.25+112-13.5)mm = 145.8 mm 齿宽中点距右支点距离L3 = (B1/2+18+16.25-13.5)mm = 51.8 mm2）计算轴的支反力：水平面支反力（见图b）：FNH1 = = = 297.1 NFNH2 = = = 836.2 N垂直面支反力（见图d）：FNV1 = = = 155.4 NFNV2 = = = -271.4 N3）计算轴的弯矩，并做弯矩图：截面C处的水平弯矩：MH = FNH1L2 = 297.1145.8 Nmm = 43317 Nmm截面C处的垂直弯矩：MV1 = FNV1L2 = 155.4145.8 Nmm = 22657 NmmMV2 = FNV2L3 = -271.451.8 Nmm = -14059 Nmm分别作水平面弯矩图（图c）和垂直面弯矩图（图e）。截面C处的合成弯矩：M1 = = 48885 NmmM2 = = 45541 Nmm作合成弯矩图（图f）。4）作转矩图（图g）。5）按弯扭组合强度条件校核轴的强度： 通常只校核轴上承受最大弯矩和转矩的截面（即危险截面C）的强度。必要时也对其他危险截面（转矩较大且轴颈较小的截面）进行强度校核。根据公式（14-4），取a = 0.6，则有：sca = = = MPa = 2.8 MPas-1 = 60 MPa 故设计的轴有足够的强度，并有一定的裕度（注：计算W时，忽略单键槽的影响）。轴的弯扭受力图如下：II轴的设计省略。专业机械课程设计/毕业设计代做，减速器课程设计代做，有大量成品低价出售，保证质量，包过，过不了全额退款！淘宝交易，保证您的资金安全，本广告长期有效，欢迎广大童鞋们咨询。联系QQ 客服1: 441286472 客服2: 2648346695电话宝店铺地址：III轴的设计省略。专业机械课程设计/毕业设计代做，减速器课程设计代做，有大量成品低价出售，保证质量，包过，过不了全额退款！淘宝交易，保证您的资金安全，本广告长期有效，欢迎广大童鞋们咨询。联系QQ 客服1: 441286472 客服2: 2648346695电话宝店铺地址：第八部分 键联接的选择及校核计算1 输入轴键计算： 校核大带轮处的键连接： 该处选用普通平键尺寸为：bhl = 6mm6mm32mm，接触长度:l = 32-6 = 26 mm，则键联接所能传递的转矩为:T = 0.25hldsF = 0.2562620120/1000 = 93.6 NmTT1，故键满足强度要求。2 中间轴键计算： 校核高速大齿轮处的键连接： 该处选用普通平键尺寸为：bhl = 10mm8mm50mm，接触长度:l = 50-10 = 40 mm，则键联接所能传递的转矩为:T = 0.25hldsF = 0.2584035120/1000 = 336 NmTT2，故键满足强度要求。3 输出轴键计算：(1) 校核低速大齿轮处的键连接： 该处选用普通平键尺寸为：bhl = 16mm10mm70mm，接触长度:l = 70-16 = 54 mm，则键联接所能传递的转矩为:T = 0.25hldsF = 0.25105452120/1000 = 842.4 NmTT3，故键满足强度要求。(2) 校核联轴器处的键连接： 该处选用普通平键尺寸为：bhl = 10mm8mm36mm，接触长度:l = 36-10 = 26 mm，则键联接所能传递的转矩为:T = 0.25hldsF = 0.2582638120/1000 = 237.1 NmTT3，故键满足强度要求。第九部分 轴承的选择及校核计算根据条件，轴承预计寿命：Lh = 828300 = 38400 h1 输入轴的轴承设计计算:(1) 初步计算当量动载荷P: 因该轴承即受轴向力也受径向力，有课本表12-5查得径向动载荷系数X和轴向动载荷系数Y分别为：X = 1，Y = 0所以:P = XFr+YFa = 1426.8+0301.4 = 426.8 N(2) 求轴承应有的基本额定载荷值C为:C = P = 426.8 = 6028 N(3) 选择轴承型号: 查课本表11-5，选择:30205轴承，Cr = 32.2 KN，由课本式11-3有：Lh = = = 1.02107Lh所以轴承预期寿命足够。2 中间轴的轴承设计计算:(1) 初步计算当量动载荷P: 因该轴承即受轴向力也受径向力，有课本表12-5查得径向动载荷系数X和轴向动载荷系数Y分别为：X = 1，Y = 0所以:P = XFr+YFa = 11188.5+0734.2 = 1188.5 N(2) 求轴承应有的基本额定载荷值C为:C = P = 1188.5 = 11078 N(3) 选择轴承型号: 查课本表11-5，选择:30206轴承，Cr = 43.2 KN，由课本式11-3有：Lh = = = 3.57106Lh所以轴承预期寿命足够。3 输出轴的轴承设计计算:(1) 初步计算当量动载荷P: 因该轴承即受轴向力也受径向力，有课本表12-5查得径向动载荷系数X和轴向动载荷系数Y分别为：X = 1，Y = 0所以:P = XFr+YFa = 11120.6+0692.2 = 1120.6 N(2) 求轴承应有的基本额定载荷值C为:C = P = 1120.6 = 7618 N(3) 选择轴承型号: 查课本表11-5，选择:30209轴承，Cr = 67.8 KN，由课本式11-3有：Lh = = = 5.57107Lh所以轴承预期寿命足够。第十部分 减速器及其附件的设计1 箱体（箱盖）的分析： 箱体是减速器中较为复杂的一个零件，设计时应力求各零件之间配置恰当，并且满足强度，刚度，寿命，工艺、经济性等要求，以期得到工作性能良好，便于制造，重量轻，成本低廉的机器。2 箱体（盖）的材料： 由于本课题所设计的减速器为普通型，故常用HT15-33灰铸铁制造。这是