3250.二级圆柱齿轮减速器课程设计说明书

1、机械设计课程设计计算说明书设计题目：二级圆柱齿轮减速器设计者：xxx(学号：xxx)东南大学08级机械设计制造及其自动化汽车 1班指导教师：xxx2010年7月22日前言“机械设计课程设计”说起来是一门课程，而实际上却包含着诸如材料力学、机械原理、机械设计、cad制图等众多学科的专业知识。在课程设计的过程当中，要求我们能够对以前学过的各门课的知识能够进行综合运用，并结合“机械设计课程设计”课程本身的要求，对设计对象进行设计。说实在的，这对于我们初次进行课程设计的同学来说，在短短的三周之内要完成这样的一项任务，并非易事。这次我们的设计题目是“二级展开式圆柱齿轮减速器”。在课程设计的3周内，我将分

2、析题目，对主要零部件进行了选材，并进行了各级传动零件、轴、轴承、箱体等的设计计算，并对强度、刚度、稳定性进行了校核。其次，我将进行齿轮、轴等主要零件的尺寸设计计算，并用autocad软件进行了齿轮零件图、轴零件图。最后，将图形打印出，并将计算参数、设计计算过程编制成机械设计课程设计计算说明书，参与答辩。一下是这次设计的一些数据编录成册。目录第一部分. 传动方案设计51.1 总传动比的确定 51.2 电动机的选择51.3齿轮分配计算61.4 传动动力计算8第二部分 两级齿轮减速箱技术设计102. 1 齿轮参数初步确定102.1.1第一对齿轮112.1.2 第二对齿轮112.1.3 齿轮的校核12

3、2.1.4两对齿轮的数据记录132.2轴的设计与校核142.2.1 轴的初步确定142.2.2 轴的校核计算152.3 轴承的受力校核202.3.1 第一对轴承202.3.2 第二对轴承202.3.3 第三对轴承202.4 键的校核212.4.1 第一键校核212.4.2 第二键校核212.4.3 第三键校核222.4.4 第四键校核223.箱体结构的设计234. 润滑密封设计245. 参考资料25 题目 设计一卷扬机的传动装置。传动装置简图如下图所示。 卷扬机数据工作轴输入转矩t(n/m)=850n/m运输带工作转速v(m/s)=1.25m/s卷筒直径d(mm)=370mm设计要求1. 设计

4、用于带式运输机的传动装置。2. 连续单项运转，载荷较平稳，空载启动，运输带允许误差为5%。3. 使用期限为10年，小批量生产，两班制工作。设计任务完成运输机总体传动方案的设计和论证，绘制总体设计原理方案图。完成运输机主要传动装置结构设计。完成装配图一张（用a0图纸），零件图两张。编写设计说明书一份。第1部分. 传动方案设计1.1 总传动比的确定 由于y系列三相异步电动机的同步转速有750,1000,1500和3000r/min四种可供选择.根据原始数据,得到卷扬机卷筒的工作转速为=64.55r/min。 按四种不同电动机计算所得的总传动比分别是:电动机同步转速 750 1000 1500 30

5、00 系统总传动比 30.1 40.1 57.78 120.4确定电动机转速: 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格以及总传动比，750转的低速电动机传动比虽小，但电动机极数大价格高，故不可取。3000转的电动机重量轻，价格便宜，但总传动比大，传动装置外廓尺寸大，制造成本高，结构不紧凑，也不可取。剩下两种相比，如为使传动装置结构紧凑，选用1000转的电动机较好；如考虑电动机重量和价格，则应选用1500转的电动机。现选用1500转的电动机，以节省成本。确定传动方案：验算：外挂一个开式齿轮传动传动比为2-4，二级圆柱齿轮减速器为8-40，则总传动比的范围为16-160，因此能够满足以上总传动

6、比为57.78的要求。1.2 电动机的选择按工作要求和条件,选用y系列笼型三相异步电动机,封闭式结构。确定电动机的功率工作机的功率效率的选择：开式齿轮传动：1 = 0.968级精度圆柱齿轮传动：2 = 0.98滚动轴承（一对）：3 = 0.99弹性套柱销联轴器： 4 = 0.99 传动滚筒效率：5 = 0.96传动装置总效率为 电动机所需功率因载荷平稳，电动机额定功率略大于即可。由y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率为5.5kw，结合其同步转速，选定电动机的各项参数如下：取同步转速： 1500r/min 4级电动机型号： y1325-4额定功率： 5.5kw满载功率： 1440r/min堵

7、转转矩/额定转矩： 2.2最大转矩/额定转矩： 2.21.3齿轮分配计算1、 确定总传动比为=23.242、 分配各级传动比取外挂开式齿轮传动的传动比i=2，则减速器的传动比为=11.15取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比=3.95。则低速级的传动比=2.82。1.4 传动动力计算0轴（电动机轴）：p0 = pd =5.09 kwn0 = nm = 1440 r/min1轴（高速轴）：p1 = p01 = 6.960.99=6.68kwn1 = n0/2 = 720 r/min2轴（中间轴）：p2 = p123 =6.41 kwn2 = 182.28 r/min3轴（低速轴）：p3 = p22

8、3 = 6.16 kwn3 =64.64 r/min4轴（输出轴）：p4 = p334 = 6.04kwn4 = 64.64 r/min 输出轴功率或输出轴转矩为各轴的输入功率或输入转矩乘以轴承效率(0.99），即p= 0.99p各轴运动及动力参数表如下： 轴名 功率p/kw转矩t/n.m转速 r/min输入输出输入输出电动机轴6.9646.214401轴6.686.6188.6087.717202轴6.416.36335.83332.47182.283轴6.166.10910.08900.9864.64滚筒轴6.045.98892.06883.1464.64第2部分 两级齿轮减速箱技术设计2

9、. 1 齿轮参数初步确定 材料选择：小齿轮40cr （调质）硬度280hbs；大齿轮45#钢（调质）硬度240hbs；（硬度差40hbs）八级精度，取z1=23，z2=3.9523=91。按齿轮面接触强度设计： 由圆柱齿轮传动简化设计计算公式 其中a-中心距；u-齿数比；k-载荷系数，取1.4；t1-小齿轮传递的额定转矩（n.m），使用输出功率 ；-齿宽系数，通用减速器常取0.4；-齿宽系数，8到25；查表得； -复合齿形系数 查表4.4；-许用接触应力，简化计算中可近似取 ，为试验齿轮的接触疲劳极限应力（mpa），按图9.55查取，为750mpa。取1.2。2.1.1第一对齿轮2.1.2 第

10、二对齿轮由 m=2取m=2。2.1.3 齿轮的校核第一对齿轮速度较高，所以校核齿面接触疲劳强度。强度条件=22.5；又；其中-寿命系数=1.6； -接触强度计算的最小安全系数=1.0；-工作硬化系数=1.1；-润滑油膜影响系数=1.0；又；其中-寿命系数=1.6； -接触强度计算的最小安全系数=1.0；-工作硬化系数=1.1；-润滑油膜影响系数=1.0；符合要求。第二对齿轮的校核因为第二对齿轮转速较慢而转矩较大，所以采用齿根弯曲疲劳强度的校核。校核公式；2.1.4两对齿轮的数据记录齿轮1齿轮2齿轮3齿轮4齿数z23913397模数m2222压力角20202020分度圆直径d4618266194

11、11110.250.250.250.25齿顶圆直径4818468196齿根圆直径4317963193齿顶高1111齿根高2.52.52.52.5齿宽b40355853符合要求。2.2轴的设计与校核2.2.1 轴的初步确定对于圆轴，其强度条件和轴径d的粗略计算公式为式中，=0a-系数，由表查得107。第一轴 第一轴 d=24mm；第二轴 第二轴d=40mm；第三轴 第三轴d=48mm。2.2.2 轴的校核计算第一轴材料 45cr，轴的受力示意图齿轮的圆周力；齿轮的径向力； 计算作用于轴上的之反力水平面 垂直面轴承支反力截面c处的弯矩；所以 合成弯矩；由校核公式 该轴是安全的。第三轴支反力示意图

12、同第一轴计算，仅数据不同；水平面垂直面轴承处支反力中间轴的支座反力示意图水平面垂直面轴承处支反力2.3 轴承的受力校核校核公式c 许用动载荷；c实际动载荷；预定寿命，由题意 取30000h； 使用球轴承 取3；2.3.1 第一对轴承型号 gb/t -276 6206;数据 d=30， d=62， b=16， c=19.5； n=720r/min；p=1.42kn；2.3.2 第二对轴承型号 gb/t -276 6208;数据 d=40， d=80 ，b=18， c=29.5； n=182.28r/min；p=3.7kn；2.3.3 第三对轴承型号 gb/t -276 6211;数据 d=55，

13、 d=100， b=21， c=43.2；n=64.64r/min；p=3.38kn；得c=1419,5；安全。得c=25.5c；安全。得c=16.5c；安全。2.4 键的校核校核公式d=轴直径；h=键高度；l=工作长度；许用应力 材料为钢 取120mpa；2.4.1 第一键校核型号 gb/t-1096 8742mmt=87.71n.m 2.4.2 第二键校核型号 gb/t-1096 14928mmt=332.47n.m 2.4.3 第三键校核型号 gb/t-1096 181145mm 采用双键；t=502n.m 2.4.4 第四键校核型号 gb/t-1096 14x9x70 mmt=900.

14、98n.m 符合要求。符合要求。不符合要求。采用双键。符合要求。3. 箱体结构的设计减速器的箱体采用铸造（ht150）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量，大端盖分机体采用配合.1. 机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度2. 考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于30m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离h为45mm为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为3. 机体结构有良好的工艺性.铸件壁厚为10，圆角半径为r=3。机体外型简单，拔模方便.4. 对附件设计 a 视孔盖和窥视

15、孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用m6紧固b 油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。c 油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出.d 通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡.e 盖螺钉：启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。钉杆端部要做成圆柱形，以免破坏螺纹.f 位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度.4. 润滑密封设计对于二级圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于，所以采用脂润滑，箱体内选用sh0357-92中的50号润滑，装至规定高度.油的深度为h+ h=30 =34所以h+=30+34=64其中油的粘度大，化学