二级展开式减速器ll

1、综合课程设计报告设计题目 二级展开式直齿圆柱齿减速器 学号 姓名 吕磊 学号 姓名 付航 学号 姓名 余宏宇 电子科技大学机械电子工程学院2012.6目录一、机械零件课程设计任务书2二、合理拟定传动方案2三、 电机选择21.选择电机类型22.选择电机容量23.确定电机转速2四、确定装置的总传动比和分配传动比41.确定总传动比42.分配传动比4五、计算传动装置的运动和动力参数41.各轴转速42.各轴输入转矩和输入功率5六、传动零件的设计计算61、高速级齿轮传动的设计计算6 2、低速级齿轮传动的设计计算10七、轴的设计计算与校核141、I轴的材料选择，设计计算及校核142、II轴的材料选择，设计计

2、算及校核173、III轴的材料选择，设计计算及校核21八、滚动轴承的选择及校核计算24九、键联接的选择及校核计算25十、联轴器的选择25十一、减速器箱体及附件的设计选择26 1、减速器附件的选择26 2、润滑与密封26 3、减速器箱体结构尺寸26十二、设计小结28十三、参考文献28一、机械设计任务书 设计题目 : 带式运输机传动装置已知条件：1. 工作参数运输带工作拉力，运输带工作速度，（允许带速误差5%）。滚筒直径，滚筒效率（包括滚筒与轴承的效率损失）。2使用工况 连续单向运转，载荷较平稳。单班制，使用十年，每年200工作日。3动力来源 电机驱动，三相交流电，电压380/220V。设计工作量

3、：减速器装配图 1张零件图 3张计算说明书 1份二、合理拟定传动方案选用二级展开式圆柱直齿轮减速器 由于圆柱直齿轮传动时轴只受径向力而无轴向力故用深沟球轴承.三、电机选择1.选择电机类型 按工作要求和条件，选用Y型三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V2.选择电机容量 电机所需工作功率为式中分别为齿式联轴器、一对深沟球轴承、8级精度闭式齿轮传动和卷筒的传动效率。取则 所以 3.确定电机转速 卷筒轴工作转速为 按手册推荐的传动比合理范围，取减速器传动比。故电动机转速的可选范围为：符合这一范围的同步转速有750、1000和1500r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器

4、的传动比，选定电机转速为1000 r/min，电机型号为Y132M26，其主要性能如下表：电动机型号额定功率/KW满载转速/(r/min)堵转转矩最大转矩 质量/Kg额定转矩额定转矩Y132M2-6 5.5 960 2.0 2.0 84四、确定装置的总传动比和分配传动比 1.确定总传动比由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为： 2.分配传动比因为两级齿轮传动按展开式布置，所以取 。则 五、计算传动装置的运动和动力参数为进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速和转矩。如将传动装置各轴由高速至低速依次定为轴、轴、轴、卷筒轴，以及 为相邻两轴间的传动比； 为相邻两轴间的传

5、动效率； 为各轴的输入转矩； 为各轴的输入功率； 为各轴的转速。则可按电动机轴至工作机运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数。1. 各轴转速式中为卷筒的转速2.各轴输入转矩和输入功率为电动机轴的输出转矩：。下式中分别为齿式联轴器、一对深沟球轴承、8级精度闭式齿和卷筒的传动效率；为卷筒扭矩，即输出扭矩。各轴输入转矩 各轴输入功率轴的输出功率则分别为输入功率乘轴承效率。 运动和动力参数计算结果整理于下表：轴名功率P（KW)转矩T（NM)转速n(r/min)传动比i输入输出输入输出轴4.674.6246.4846.029604.36轴4.494.45194.61192.66220.183.12轴

6、4.314.27583.08577.2570.571卷筒轴4.224.05571.48565.7770.5716、 传动零件的设计计算（以下图表、公式均查自机械设计第八版）闭式齿轮传动的设计计算 高速级齿轮传动 1.选择齿轮类型、材料、精度等级及齿数 1)选用直齿圆柱齿轮传动。 2)运输机为一般工作机，速度不高，故选用7级 （GB10095-88)。 3)材料选择。查表可得，小齿轮材料选用40Cr（调质），齿面硬度为260HBS。大齿轮选用45钢（调质），齿面硬度220HBS；二者材料硬度差为40HBS。4)选择小齿轮齿数,大齿轮齿数，取。 2.按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行试算,即

7、1)确定公式内的各计算数值 试选载荷系数。 小齿轮传递的转矩。 小齿轮传递的转矩即为轴输入转矩 查表选取齿宽系数。查表的材料的弹性影响系数。 按齿面硬度查表得：小齿轮的接触疲劳强度极限： 大齿轮的接触疲劳强度极限： 计算应力循环次数 取接触疲劳寿命系数 计算接触疲劳许用应力 取安全系数 2）计算试计算小齿轮分度圆直径，带入中的较小值。，则计算圆周速度v。计算齿宽b。计算齿宽与齿高之比。模数 齿高 计算载荷系数。根据，7级精度，查图得直齿轮查表得使用系数查表使用插值法查得7级精度，小齿轮相对支撑非对称布置时，。由 ，查图得。故载荷系数按实际载荷系数校正所算得的分度园直径计算模数3.按齿根弯曲强度

8、设计 弯曲强度设计公式 1）确定公式内的各个计算数值 由图查得小齿轮弯曲疲劳强度；大齿轮的弯曲强度极限 由图取弯曲疲劳寿命系数, 计算弯曲疲劳许用应力。 取弯曲疲劳安全系数，由公式得： 计算载荷系数K。 查取齿形系数。由表查得， 查取应力校正系数。由表查得， 计算大小齿轮的并加以比较。可知大齿轮的数值大 2）设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数1.68并就近圆整为标准值，按接触强度算得的分度园直径，算出小齿轮齿数大齿轮齿数，取这样

9、设计的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。4. 几何尺寸计算 1）计算分度圆直径 2）计算中心距 3）计算齿轮宽度 取，齿数z模数m压力角齿宽b中心距 小齿轮 27 2 20 54 145 大齿轮 118 2 20 50 低速级齿轮传动 1.选择齿轮类型、材料、精度等级及齿数 仍选用直齿圆柱齿轮传动。精度为7级 （GB10095-88)。材料选择与高速级相同，小齿轮材料选用40Cr（调质），齿面硬度为260HBS。大齿轮选用45钢（调质），齿面硬度220HBS；二者材料硬度差为40HBS。2)选择小齿轮齿数，大齿轮齿数，取 2.按齿面接触强度

10、设计 由设计计算公式进行试算,即 1)确定公式内的各计算数值 试选载荷系数 小齿轮传递的转矩。 小齿轮传递的转矩即为轴输入转矩 查表选取齿宽系数。 查表的材料的弹性影响系数 按齿面硬度查表得：小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限 计算应力循环次数 取接触疲劳寿命系数 计算接触疲劳许用应力 取安全系数 2）计算试计算小齿轮分度圆直径，带入中的较小值。，则计算圆周速度v。计算齿宽b。计算齿宽与齿高之比。模数 齿高 计算载荷系数。根据，7级精度，查图得直齿轮查表得使用系数查表使用插值法查的7级精度，小齿轮相对支撑非对称布置时，。由 ，查图得故载荷系数按实际载荷系数校正所算得的分度园直径计

11、算模数3.按齿根弯曲强度设计 弯曲强度设计公式 1）确定公式内的各个计算数值 由图查得小齿轮弯曲疲劳强度；大齿轮的弯曲强度极限 由图取弯曲疲劳寿命系数, 计算弯曲疲劳许用应力。 取弯曲疲劳安全系数，由公式得： 计算载荷系数K。 查取齿形系数。由表查得， 查取应力校正系数。由表查得， 计算大小齿轮的并加以比较。可知大齿轮的数值大 2）设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数2.23并就近圆整为标准值，按接触强度算得的分度园直径，算出小齿

12、轮齿数大齿轮齿数这样设计的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。4.几何尺寸计算 1）计算分度圆直径 2）计算中心距 3）计算齿轮宽度 取，齿数z模数m压力角齿宽b中心距 小齿轮 30 3 20 90 186 大齿轮943 20857、 轴的设计计算与校核（一）轴（高速轴）1、初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理。根据机械设计表15-3，选取A0=126，于是得取整数2、作用在齿轮上的力3、 轴的结构设计 （1）轴上零件的装配方案 （2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 （从左至右分别为I II段II III段依次类推）为

13、了满足联轴器轴向定位，I-II段轴端右需制出一轴肩，故取II-III段的直径，联轴器与轴的配合长度，为了保证轴挡圈只压在联轴器上面，故取I-II段上的，取挡圈直径。初选滚动轴承。由于轴承只受径向力的作用，故选用深沟球轴承，参照工作要求并根据，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组。标准精度级的深沟球轴承6305，其尺寸为，故取，而。右端滚动轴承采用轴肩进行定位，取h=3mm，因此。取安装齿轮的轴段V-VI的直径，已知齿轮毂的宽度为54mm，为了使套筒端面可靠的压紧齿轮，此轴段应略短与轮毂的宽度，因此取齿轮的左端与左端轴承之间采用套筒定位，右端用轴肩定位，取h=2.5mm，故，轴环宽度，故取。为保

14、证齿轮咬合，取轴承端盖的总宽度为15mm。根据轴承端的装拆，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离L=25mm，故取，取齿轮距箱体壁之间距离a=16mm，考虑到箱体的铸造误差，在确定轴承时，应距箱体内壁一段距离，取s=8mm，滚动轴承宽度B=16mm，则有，考虑到轴承受载荷的对称性和高低两级的齿轮距离，取。各轴段尺寸如下：1）。2）。3）。4）。5）。6）。7）。8）4、求轴上的载荷 根据轴的结构图做出轴的计算简图。再根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。 5、按弯扭合成应力校核轴的强度结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面A是轴的危险截面。所以只校核截面A的强度。由于轴受的载荷脉动循环变应力

15、，所以取。轴的计算应力前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由机械设计查得。因此，故安全。（二）II轴（中间轴）的材料选择，设计计算及校核1）材料45钢调质处理2）设计计算及校核 功率，转速，转矩 轴上小齿轮直径 大齿轮直径1.初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理。查表，选取A0=126，于是得2.求作用在齿轮上的受力3.轴的结构设计（1）拟定轴上零件的装配方案（2） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 （从右至左分别为I II段II III段依次类推）初步选择滚动轴承。因轴承只受径向力作用，故选择深沟球轴承，参照工作要求确定中间轴的左右两段轴径，据此由轴承产品目录中初步选取

16、0基本游隙、标准精度级的深沟球轴承6207、其基本尺寸为。左右两端滚动轴承采用套筒进行轴向定位，由查得6207型轴承定位轴肩高度h=3mm，因此左边套筒左侧和右边套筒右侧高度为3mm。取安装齿轮的轴段II-III和IV-V直径，齿轮与轴承之间采用套筒定位，大齿轮轮毂长、小齿轮轮毂长，为了使套筒压紧齿轮端面故取。大齿轮左端和小齿轮右端用轴肩定位，取h=4mm，因此。考虑到高低速轴的配合、取。大齿轮右端面和小齿轮左端面与箱体间距都取为，考虑到箱体铸造误差，取，故。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度如下： 1）I-II段轴用于安装轴承6207，直径为35mm。长度为41mm。 2）II-III段用

17、于安装小齿轮，直径为40mm。长度为87mm。 3）III-IV段为分隔两齿轮，外径48mm。长度为130mm。 4）IV-V段安装大齿轮，直径为40mm。长度为47mm。 5）V-VI段安装轴承，直径为35mm。长度为41mm。4.求轴上的载荷根据轴的结构图做出轴的计算简图。再根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。 5.按弯矩合成应力校核轴的强度从弯矩和扭矩图中可以看出截面A受的载荷较大，判断为危险截面。故在此只校核截面A的强度。由于轴受的载荷脉动循环变应力，所以取。轴的计算应力前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由机械设计查得。因此，故安全。6.精确校核轴的疲劳强度（1）判断危险截面 截

18、面A上虽然应力最大，但应力集中不大，而且这里轴的直径较大，故不必校核。截面应力集中，且左侧轴直径较小。故对截面左侧进行较核即可。（2）截面左侧截面左侧的弯矩为截面左侧的扭矩为截面上的弯曲应力截面上的转切应力为轴的材料为45钢，调质处理。由表查得，由机械设计附表3-2经插值后查得，截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数，又由机械设计附图3-1查得轴的材料敏感系数为，故有效应力集中系数为由机械设计附图3-2查得尺寸系数为，扭转尺寸系数为，轴采用磨削加工，由机械设计附图3-4查得表面质量系数为，轴表面未经强化处理，即，按机械设计式（3-12）得综合系数值为又由碳钢的特性系数，于是，计算轴的疲劳安全系

19、数为故轴的选用安全。（三）轴（低速轴） 1、初步确定轴的最小直径 选取轴的材料为45钢，调质处理。查表得，Ao=112，于是得 输出轴的最小直径为安装联轴器处轴的直径。为了使VII-VIII段轴与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩，查机械设计表14-1，取KA=1.3，则。查机械设计综合课程设计表6-10，选用LX3型弹性柱销联轴器，其公称转矩为1250Nm。半联轴器的孔径为d=45mm，故取轴的最小直径dmin=45mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度L=84mm。 2.求作用在齿轮上的受力 3.轴的结构设计 （1） 拟定轴上零件的装配方案（2）根据轴向定位的要求确定轴

20、的各段直径和长度 （从左至右分别为I II段II III段依次类推） 为了满足半联轴器的轴向定位要求，VIII-IX轴段左端需制出一个轴肩，取该段轴径，则取VI-VII段直径，右端用挡圈固定，按轴段直径取挡圈直径D=50mm，为保证挡圈不压在轴上所以取。初步选择滚动轴承。选择深沟球轴承，参照工作要求并根据，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组，标准精度级得深沟球轴承6010，基本尺寸为，故，而。左端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位，查得轴肩定位高度为h=4mm，因此取。 取安装齿轮处的轴段IV-V的直径，齿轮右端与轴承之间采用套筒定位。齿轮轮毂的宽度为85mm，所以取。齿轮的左端采用轴肩定位，轴肩

21、光电h=5mm，则轴环处的直径，宽度。 为保证齿轮咬合 轴承端盖的总宽度为15mm。根据轴承端得装拆，取端盖的右端与V带轮左端面间的距离为25mm，故取。取齿轮距箱体壁之间距离，故，考虑到对称性，取。因此各轴段尺寸如下：1) 。2）。3）。4）。5）。6）。7）。8）3、求轴上的载荷 根据轴的结构图做出轴的计算简图。再根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。水平面 垂直面 5、按弯扭合成应力校核轴的强度结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面A是轴的危险截面。所以只校核截面A的强度。由于轴受的载荷脉动循环变应力，所以取。轴的计算应力前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由机械设计查得。因此，故安全。

22、八、滚动轴承的选择及校核计算1、 轴（高速轴）：深沟球轴承6305显然轴承2所受径向力比轴承1受到的径向力大，故以轴承2进行验算轴承2所受径向力由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为轴承寿命2、 轴（中间轴）：深沟球轴承6207 显然轴承1所受径向力比轴承2受到的径向力大，故以轴承1进行验算轴承1所受径向力由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为轴承寿命3、轴（低速轴）：深沟球轴承6010 显然轴承1所受径向力比轴承2受到的径向力大，故以轴承1进行验算轴承1所受径向力由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为轴承寿命九、键连接的选择及校核计算代号直径（mm）工作长度（mm）工作高度

23、（mm）转矩（Nm）极限应力（MPa）高速轴87502542446.489.63128404028546.485.18中间轴1288040685194.6110.471284040285194.6121.67低速轴16107055396593.0820.251497045565.5593.0828.13由于键采用静联接，冲击轻微，最大许用挤压应力为，所以上述键皆安全。十、联轴器的选择由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑装拆方便及经济问题，选用弹性套柱销联轴器，取工作情况系数 。选用LT5弹性套柱销联轴器,根据主动轴连接联轴器处d=，将各种参数列表如下：联轴器承受转矩故合适。十一、减速

24、器箱体及附件的设计选择（一）减速器附件的选择1、通气器由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M181.52、油面指示器选用游标尺M163、螺塞选用外六角油塞及垫片M181.5（二）润滑与密封1、齿轮的润滑采用浸油润滑，由于低速级周向速度为70.57r/min，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为23.5mm。2、滚动轴承的润滑由于轴承周向速度为940r/min，所以采用脂润滑。选用ZL-1润滑脂。3、润滑油的选择考虑到该装置用于小型设备，故齿轮选用L-AN15润滑油。4、密封方法的选取采用凸缘式端盖加毡圈油封实现密封。轴承盖结构尺寸与毡圈尺寸按轴承与轴径尺寸决定。(三)减速器箱体结构尺寸目的分析过程结论机座壁厚8mm机盖壁厚8mm机座凸缘壁厚12mm机盖凸缘壁厚12mm机座底凸缘壁厚20mm地脚螺钉直径16mm地脚螺钉数目4轴承旁联接螺栓直径12mm机盖与机座联接螺栓直径10mm联接螺栓间距180轴承盖螺钉直径7mm窥视孔螺钉直径6mm定位销直径7mm轴承旁凸台半径10mm轴承