二级展开式圆柱齿轮减速器(工程训练)

1、机械设计课程设计 二级展开式圆柱齿轮减速器姓 名：XXX学 院：南昌大学科学技术学院系 别：机电系专 业：机械设计制造及其自动化年 级：2010学 号：XXX指导教师：XXX2012年12月24日目录一传动方案拟定3二电动机的选择 4三计算传动装置的总传动比及分配7四轴径的初拟定9五传动齿轮的设计 10六滚动轴承的选择 17七轴上零件位置的固定方式 20八键的设计和计算 21九V带和皮带轮的设计 23十联轴器的选择25 十一.减速器附件的选择 25十二.润滑与密封 27十三.设计小结29十四.参考资料 30一.拟定传动方案设计带式运输机传动装置（简图如下） 该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸

2、振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。 总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。.原始数据：滚筒圆周力F(N)带速V（m/s）滚筒直径D(mm)24001.0320.工作条件：工

3、作年限工作班制工作环境荷载性质102清洁平稳.检修期：3年大修；.动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V;.运输带速度允许误差：5%；.制造条件及生产批量：中等规模机械厂制造，小批量生产。二电动机的选择1.选择电动机（1）电动机类型和结构形式按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y系列异步交流三相异步电动机，电压380V。（2）电动机容量卷筒轴的输出功率Pw电动机输出功率PdPd=传动系统的总效率=1233245式中1，2从电动机到圆筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4查得:V带传动1=0.96，滚动轴承2=0.99，圆柱齿轮传动3=0.97，弹性联轴器4=0.99，卷筒轴滑动

4、轴承5=0.96=0.96x0.993x0.972x0.99x0.960.83故Pd=2.89kW电动机额定功率Ped，由第20章表20-1取Ped=3kW(3)电动机的转速 nw =r/minV带传动常用传动比范围i1=24,两级圆柱齿轮传动比范围i2=860,于是电动机转速可选范围为nd =nw i1 i2=60x(24)x(860)=96014400r/min可见同步转速为1500r/min和3000r/min的电动机均合适。为使转动装置的传动比较小，结构尺寸紧凑，这里选用同步转速为1500r/min的电动机，电动机参数如下表Y100L2-4电动机参数额定功率kW同步转速（r/min）满

5、载转速（r/min）315001420系统的总传动比 i= 根据V带传动比的常用范围I0=24,取i0=2.5于是两级圆柱齿轮减速器传动比 i减=i/ i0=9.47对于两级展开式圆柱齿轮减速器i1=(1.11.5) i2，其中i1为高速级传动比，i2为低速级传动比。取i1=1.2 i2,于是i2=i1=1.2x2.80=3.36传动比分配总传动比V带传动比高速级圆柱齿轮低速级圆柱齿轮23.672.53.362.80三.计算传动装置的总传动比并分配传动比1. 计算传动装置的运动和动力参数.各轴的转速0轴 轴 轴 轴 轴 0转速r/min1420568169.0560.3860.38输入功率kW

6、2.892.772.662.552.52转矩Nm19.4446.57150.27403.32398.58效率0.960.990.970.990.96传动比 2.5 3.36 2.80四各传动轴轴径的初部拟定 P为该轴的传输功率（见上表）n为该轴的转速A0为轴材料的许用扭转矩应力的选用系数A0（126103）一般选用45钢A0取120轴 轴 轴轴结合滚动轴承尺寸表（机械设计指导书180页）取 五. 传动齿轮的设计选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1.按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，软齿轮面闭式传动。2.运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)。3.材料选

7、择。由机械设计选择齿轮材料为45钢（调质）。4.模数计算 （mm）N为齿轮的传递功率Z为大齿轮的齿数N为大齿轮的转数5.各齿轮参数计算齿轮2齿轮1和齿轮2能啮合，所以模数相等。取分度圆直径齿根圆直径 齿顶圆直径 齿轮1分度圆直径齿根圆直径 齿顶圆直径 齿轮4齿轮3和齿轮4能啮合，所以模数相同。取 分度圆直径齿根圆直径 齿顶圆直径 齿轮3分度圆直径齿根圆直径 齿顶圆直径 6.计算轴的中心距轴和轴的距离轴和轴的距离7.计算齿轮的厚度齿轮2齿轮1B1=B2+(35) 取B1=B2+4=50+4=54mm齿轮4齿轮3B3=B4+(35) 取B3=B4+4=75+4=79mm8.齿轮的机构设计小齿轮采用

8、齿轮轴结构，大齿轮采用实心打孔式结构大齿轮2的有关尺寸计算如下：轴孔直径35.5mm 轮毂长度 与齿宽相等 腹板中心孔直径 轮毂直径轮缘厚度 板厚度 腹板孔直径齿轮倒角 取齿轮2如下图大齿轮4的有关尺寸计算如下：轴孔直径45mm 轮毂长度 与齿宽相等 腹板中心孔直径 轮毂直径轮缘厚度 板厚度 腹板孔直径齿轮倒角 取齿轮4图如下图所示9.齿轮传动参数表名称符号单位高速级低速级小齿轮（3）大齿轮（4）小齿轮（1）大齿轮（2）中心距amm142.5107传动比i3.362.80模数mmm32压力角2020齿数Z20502369分度圆直径dmm60754650齿顶圆直径damm66544154齿根圆直

9、径dfmm52.567.55045齿宽bmm64605046材料45454545热处理状态调质调质调质调质齿面硬度HBS280280280280六滚动轴承的选择考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用深沟球轴承。根据轴的大小查机械设计指导书180也表10-1轴选用6204轴选用6206轴选用6208各轴承参数表轴承代号基本尺寸/mm安装尺寸/mm基本额定/kNdDBrsdaDares动载荷Cr静载荷Cor620220471412641112.86.65620630621613656119.511.562084080181.14773129.518.0寿命计算：轴承6204 1.查机械设计指导书表1

10、0-1，得深沟球轴承6204 2.查机械设计得 X=1, Y=03.计算轴承反力及当量动载荷：4.已知预期得寿命 10年，两班制基本额定动载荷所以轴承6204安全，合格轴承6206 1.查机械设计指导书表10-1，得深沟球轴承6206 2.查机械设计得 X=1, Y=03.计算轴承反力及当量动载荷：由于基本只受轴向载荷，所以当量动载荷：4.已知预期得寿命 10年，两班制基本额定动载荷所以轴承6206安全，合格轴承6208 1.查机械设计指导书表10-1，得深沟球轴承6208 2.查机械设计得 X=1, Y=03.计算轴承反力及当量动载荷：由于基本只受轴向载荷，所以当量动载荷：4.已知预期得寿命

11、 10年，两班制基本额定动载荷所以轴承6208安全，合格七轴上零件位置的固定方式轴：由于高速轴齿根圆直径与轴径接近，将高速轴取为齿轮轴，使用深沟球轴承承载。轴：高速级采用齿轮轴，低速级用自由锻造齿轮，自由锻造齿轮上端用轴肩固定，下端用套筒固定，使用深沟球轴承承载。轴：采用自由锻造齿轮，齿轮上端用套筒固定，下端用轴肩固定，使用深沟球轴承承载，下端连接运输带，采用凸缘联轴器连接。各轴段长度直径数据见下图八键的设计和计算1.键类型的选择选择45号钢，其许用挤压应力=150轴（查机械设计教材106页表6-1）左端连接弹性联轴器，键槽部分的轴径为16mm，轴段长22mm，所以选择单圆头普通平键(A型)键

12、b=5mm,h=5mm,L=20mm轴轴段长为44mm，轴径为35.5mm，所以选择平头普通平键（A型）键b=10mm,h=8mm,L=36mm轴轴段长为62mm，轴径为45mm，所以选择圆头普通平键（A型）键b=14mm,h=9mm,L=56mm右端连接凸缘联轴器，键槽部分的轴径为36mm，轴段长40mm，所以选择单圆头普通平键(A型)键b=10mm,h=8mm,L=36mm2.键类型的校核轴T=46.57Nm 则强度足够， 合格轴T=150.27Nm 则强度足够， 合格轴T=403.32Nm ，则强度足够， 合格,均在许用范围内。九V带和皮带轮的设计1.功率计算 查表8-7 取2.V带的选

13、型查表8-11选择A型V带3.确定V带的基准直径并计算带速1.查表8-6及8-8选小带轮直径为2.带速验算因为在5m/s30m/s之间，所以合适。4.确定v带的中心距1.由公式初定中心距a0=230mm由表8-2选带的基准长度ld=800mm计算实际中心距5.计算小带轮包角6.计算带轮根数1.由查表8-4a的p0=0.68根据nm=1420r/min,iv=2和A型带，查表8-4b的po=0.03查表8-5的Ka=0.95查表8-2的KL=0.85V带传动主要参数名称结果带型A带轮基准直径传动比2.5基准长度800中心距220根数4十联轴器的选择由于减速器载荷比较平稳，速度不高，无特殊要求，考

14、虑装拆方便及经济问题，选用弹性套柱销联轴器 选用HL2型（GB/T 5014-85）弹性套柱销联轴器，采用Y型轴孔，C型键，轴孔直径d=2035mm,选d=35mm,轴孔长度为L=36mm十一.减速器附件的选择1.箱体设计（参照机械设计17页表2-2）名称符号参数设计原则箱体壁厚120.025a+3 =8箱盖壁厚1100.02a+3 =8凸缘厚度箱座b181.5箱盖b1151.51底座b2222箱座肋厚m10.20.85地脚螺钉型号dfM160.036a+12数目n4轴承旁联接螺栓直径d1M120.75 df箱座、箱盖联接螺栓直径尺寸d2M10（0.5-0.6）df轴承盖螺钉直径d38（0.4

15、-0.5）df观察孔盖螺钉d46（0.3-0.4）df定位销直径d8（0.7-0.8）d2d1,d2至外箱壁距离C122C1=C1mind2至凸缘边缘距离C216C2=C2min注释：a取低速级中心距，a105mm2.附件为了保证减速器的正常工作，除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外，还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度、加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位、吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。 名称规格或参数作用窥视孔视孔盖130100为检查传动零件的啮合情况，并向箱内注入润滑油，应在箱体的适当位置设置检查孔。图中检查孔设在上箱盖顶部能直接观察到齿轮啮合部

16、位处。平时，检查孔的盖板用螺钉固定在箱盖上。材料为Q235通气器通气螺塞M181.5减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大，为使箱内热胀空气能自由排出，以保持箱内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件等其他缝隙渗漏，通常在箱体顶部装设通气器。材料为Q235轴承盖凸缘式轴承盖六角螺栓（M8）固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷，轴承座孔两端用轴承盖封闭。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种。图中采用的是凸缘式轴承盖，利用六角螺栓固定在箱体上，外伸轴处的轴承盖是通孔，其中装有密封装置。材料为HT200定位销M838为保证每次拆装箱盖时，仍保持轴承座孔制造加工时的精度，应在精加工轴承孔前，在箱

17、盖与箱座的联接凸缘上配装定位销。中采用的两个定位圆锥销，安置在箱体纵向两侧联接凸缘上，对称箱体应呈对称布置，以免错装。材料为45号钢油面指示器油标尺M12检查减速器内油池油面的高度，经常保持油池内有适量的油，一般在箱体便于观察、油面较稳定的部位，装设油面指示器，采用2型 油塞M121.5换油时，排放污油和清洗剂，应在箱座底部，油池的最低位置处开设放油孔，平时用螺塞将放油孔堵住，油塞和箱体接合面间应加防漏用的垫圈（耐油橡胶）。材料为Q235起盖螺钉M1042为加强密封效果，通常在装配时于箱体剖分面上涂以水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖。为此常在箱盖联接凸缘的适当位置，加工出1个

18、螺孔，旋入启箱用的圆柱端或平端的启箱螺钉。旋动启箱螺钉便可将上箱盖顶起。起吊装置吊耳为了便于搬运，在箱体设置起吊装置，采用箱座吊耳，孔径18。十二.减速器润滑方式、密封形式1.润滑本设计采用油润滑，润滑方式为飞溅润滑，并通过适当的油沟来把油引入各个轴承中。（1）.齿轮的润滑采用浸油润滑。（2）.滚动轴承的润滑宜开设油沟、飞溅润滑。（3）.润滑油的选择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-AN15润滑油。2.密封形式用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。轴与轴承盖之间用接触式毡圈密封，型号根据轴段选取。十三.设计小结 在这次课程设计的学习，特别是在胡老师的悉心指导和严格要求下，我认真计算仔细画图谨慎设计，在老师及同学的帮助下以及自己的不懈努力按时完成设计作业。作为机械专业学生，以后要