二级减速器课程设计说明书

1、机械设计课程设计任务书目录：机械设计课程设计任务书- 1 -目录：- 1 -一.设计题目:- 1 -二.传动简图:- 1 -三.原始数据- 2 -四.设计工作量要求- 2 -五.传动装置的总体设计- 2 -1.拟定传动方案；- 2 -2.选择电动机；- 4 -3.确定传动装置的总传动比及其分配；- 4 -4.计算传动装置的运动及动力参数- 5 -六.设计计算传动零件- 5 -1.高速齿轮组的设计与强度校核- 5 -2. 高速齿轮组的结构设计- 9 -3. 低速齿轮组的设计与强度校核- 9 -4低速齿轮组的结构设计- 12 -5. 校验传动比- 13 -七.设计计算箱体的结构尺寸- 13 -八.

2、设计计算轴(如图六A所示)- 14 -1. 低速轴的设计与计算- 14 -2. 中间轴的设计与计算- 20 -3. 高速轴的设计与计算- 21 -九.选择滚动轴承及寿命计算- 23 -十.选择和校核键联接- 23 -十一.选择联轴器- 23 -十二.选择润滑方式、润滑剂牌号及密封件- 23 -螺旋输送机第五组一. 设计题目: 运送原料的带式运输机用二级圆柱齿轮减速器二.传动简图:三.原始数据1）输送带的有效拉力 f=2400N2) 输送带的工作速度v=1.2m/s3）工作情况：三班制连续单向运转，载荷较平稳；4) 使用折旧期：8年,高低速级都为直齿轮5）动力来源：电力，三相交流，电压380V；

3、6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。四.设计工作量要求每个同学独立完成设计总装图一张,设计计算说明书一份和主要零件工件图13张,具体要求由任课教师统一说明。五.传动装置的总体设计1.拟定传动方案；采用二级圆柱齿轮减速器，适合于繁重及恶劣条件下长期工作，使用与维护方便。（缺点：结构尺寸稍大）高速级常用斜齿，低速级可用直齿或斜齿。由于相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮在远离转矩输入端，以减少因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均的现象。常用于载荷较平稳的场合，应用广泛。传动比范围：i = 8 402.选择电动机；选用Y系列三相异步电动机 1.螺旋运输机所需功率 2.初

4、估电动机额定功率P=圆锥齿轮效率=0.95,两对闭式圆柱斜齿轮传动效率=0.97,四对向心推力球轴承效率=0.99(油润滑),弹性联轴器 3.确定电动机转速选择同步转速为1000电动机,型号为4各尺寸及主要性能如下: 额定功率同步转速满载转速额定转矩最大转矩质量(kg)1.594010002.02.023机座号中心高安装尺寸轴伸尺寸平键尺寸外形尺寸100L100ABDEGLHDAC/2AD160140286024380245100.251803.确定传动装置的总传动比及其分配；初取锥齿轮传动比则两斜圆柱齿轮 取综上取传动比4.计算传动装置的运动及动力参数1.各轴转速电动机轴 I轴 II轴 II

5、I轴 锥齿轮输出轴 2.各轴输入功率 I轴 II轴 III轴 锥齿轮输出轴 3.各轴输入转矩 I轴 II轴 III轴 锥齿轮输出轴 六.设计计算传动零件减速器外传动零件的设计计算一. 联轴器的选择由于是高速轴,所以采用弹性套柱销联轴器 二. 开式锥齿轮传动设计 1. 选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数 1) 大小齿轮都选用硬齿面,由表10-1选大小齿轮材料为45号钢,并经调质及表面淬火,齿面硬度为48-55HRC 2) 初选7级精度 3) 选用小齿轮齿数 大齿轮齿数 2. 按齿根弯曲疲劳强度设计 确定公式内的各计算数值 1) 试选载荷系数 2) 计算小齿轮传递的转矩 3) 选取齿宽系数 4)

6、当量齿数 5) 由表10-5查得齿形系数和应力校正系数 6) 计算应力循环次数(每年按300天) 7) 计算大小齿轮的 由图10-20d查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限 由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数 取弯曲疲劳强度的安全系数S=1.4，由式10-12得 则 8） 小齿轮的数值大 3. 验算 1) 2) 由查图10-8得 (并假设 3) 已知传动平稳,原动机为电动机 4) 由于锥齿轮,则 5) 由 ,且小齿轮和大齿轮均工业用悬臂,即 则 所以 6) 修正模数m=d1/Z1=3.191 开式齿轮传动将模数加大 10%-20% 取m=4, 符合弯曲疲劳强度 则 , 圆整为18 , 圆整为53 所

7、以 故 i3=2.994 i1=4.23 i2=3.02经验算,与假设一致,故不用修正.修正各轴转速： n=n=940: n=940/4.23=222.2III: n=222.2/3.02=73.58减速器内传动零件的设计计算一. 第一对斜齿轮设计 1. 选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数 1> 大齿轮材料为45钢（常化）硬度为200HBS，小齿轮材料为45钢（调质） 硬度为240HBS，硬度差为40HBS2> 取7级精度等级 3> 选小齿轮齿数 , 大齿轮齿数 4> 选取螺旋角,初选 2. 按齿面接触强度设计 按式10-21计算 , 即 1) 确定公式内的各计算数值

8、1> 试选 2> 由图10-30选取区域系数 3> 由图10-26查得 , , 则 4> 由表10-7选取齿宽系数 , 小齿轮传动转矩 5> 由表10-6查得材料的弹性影响系数 6> 由图10-21d查得大小齿轮的接触疲劳强度 7> 大小齿轮应力循环次数为 8> 由图10-19查得接触疲劳寿命系数 9> 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1% , 安全系数s=1.0 , 由式10-12得 则许用接触应力 2) 计算 1> 试算小齿轮分度圆直径 , 由计算公式得 2> 计算圆周速度 3> 计算齿宽b及模数 4> 计算纵

9、向重合度 5> 计算载荷系数K 已知使用系数,由v=1.47m/s,7级精度,由图10-8查得动载系 由表10-4查得,由图10-13查得 由表10-3查得 故载荷系数 6> 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式10-10a得 7> 计算模数 , 取3) 校核 由式10-16 , 1> 确定计算参数 计算载荷参数, 根据纵向重合度,从图10-28查得螺旋角影响系数 计算当量齿数 由表10-5查取齿形系数和应力校正系数 由图10-20c查得大小齿轮弯曲疲劳强度极限 由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数s=1.4 , 由式10-

10、12得 计算大小齿轮的 , 并加以比较 大齿轮数值大2> 设计计算 , 取 , 取 符合设计 3> 几何尺寸计算 计算中心距,圆整取 按圆整后的中心距修正螺旋角 4> 计算大小齿轮的分度圆直径 5> 计算齿轮宽度 圆整后 , 二. 低速级斜齿轮设计1. 选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数 1> 大小齿轮都选用硬齿面,由表10-1选大小齿轮为45调质钢,调质处理及表面淬火，小齿轮硬度等于大齿轮为40-50HRS。 2> 取7级精度等级 3> 选小齿轮齿数 , 大齿轮齿数 4> 选取螺旋角,初选 2. 按齿面接触强度设计 按式10-21计算 , 即

11、1) 确定公式内的各计算数值 1> 试选 2> 由图10-30选取区域系数 3> 由图10-26查得 , , 则 4> 由表10-7选取齿宽系数 , 小齿轮传动转矩 5> 由表10-6查得材料的弹性影响系数 6> 由图10-21d查得大小齿轮的接触疲劳强度 7> 大小齿轮应力循环次数为 8> 由图10-19查得接触疲劳寿命系数 9> 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1% , 安全系数s=1.0 , 由式10-12得 N N 则许用接触应力N 2) 计算 1> 试算小齿轮分度圆直径 , 由计算公式得 2> 计算圆周速度 3>

12、; 计算齿宽b及模数 4> 计算纵向重合度 5> 计算载荷系数K 已知使用系数,由v=0.577m/s,7级精度,由图10-8查得动载系 由表10-4查得,由图10-13查得 由表10-3查得 故载荷系数 6> 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式10-10a得 7> 计算模数 , 取3) 校核 由 , 1> 确定计算参数 计算载荷参数, 根据纵向重合度,从图10-28查得螺旋角影响系数 计算当量齿数 由表10-5查取齿形系数和应力校正系数 由图10-20c查得大小齿轮弯曲疲劳强度极限 由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全

13、系数s=1.4 , 由式10-12得 计算大小齿轮的 , 并加以比较 大齿轮数值大 2> 设计计算 比较计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度 计算的法面模数 , 取 , 取 符合设计 3> 几何尺寸计算 计算中心距,中心距偏小，会影响到3轴和高速级大齿轮，故增大模数，取所以： 圆整为135mm 按圆整后的中心距修正螺旋角 4> 计算大小齿轮的分度圆直径 5> 计算齿轮宽度 圆整后 , 3. 计算总传动比 符合要求七.设计计算箱体的结构尺寸名称代号尺寸备注底座壁厚10mm箱盖壁厚8mm箱盖凸缘厚度5mm轴承座连接螺栓凸缘厚度B54mm底座加强肋

14、厚度m10mm箱底加强肋厚度m10mm地脚螺栓直径df20mm地脚螺栓数目n6轴承座连接螺栓直径d116mm箱体内壁与齿顶圆的距离115mm底座高度b215mm箱盖高度h335mm轴承盖固定螺钉孔深度25mm其他圆角R2mm八.设计计算轴 轴I的设计 求轴I的功率 , 转速 , 转矩 , , 求作用在齿轮上的力 因已知高速级小齿轮的分度圆直径 则 圆周力、径向力和轴向力的方向如图二所示 初步确定轴的最小直径 按式15-2初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为钢,调质处理 根据表15-3,取,于是得 此轴的最小直径显然是安装联轴器处的最小直径,为使所选轴径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型

15、号. 联轴器的计算转矩,查表14-1,考虑到转矩变化很小,故取,则 按照计算转矩应小于联轴器公转转矩的条件,查取手册,选用TL2型弹性柱销联轴器,其公转转矩为,半联轴器I的孔径故取;半联轴器长度,半联轴器与轴配合的毂孔长度. I II III IV V VI VII 图 轴的结构设计 . 拟定轴上零件的装配方案如上图一 . 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 为满足半联轴器的轴向定位要求,I-II轴段右断需制出一轴肩,故取;左端用轴圈挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径,半联轴器与轴配合的毂孔长度,为保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端面上,故取. 初步选择角接触球轴承 参照工作要求并根据

16、,由轴承产品目录中初选角接触球轴承7206AC,其尺寸为,故,考虑到挡油板,则.两轴承均采用轴肩定位,由手册上查得7206AC型轴承的定位轴肩高度,因此取. 齿轮处,对齿轮内端面与箱体内壁距离为,且轴承至箱体内壁距离为,所以(考虑挡油板厚). 由于可求得箱体内壁宽度为,则 根据轴承外径,取螺钉直径,则轴承端盖的各尺寸可计算如下: 由,取,可算得. 可计算 . 轴上零件的周向定位 半联轴器与轴的周向定位采用平键联接,可选用平键为,半联轴器与轴的配合为. . 确定轴上圆角和倒角尺寸 参照表15-2取轴端倒角,各轴肩处的圆角半径见附图一. I轴强度校核：据结构图可作出轴的计算简图如下:(a) 501

17、22.581.80.7(b) (c)M(d)T 载荷水平面H垂直面V支反力F=192.15=470.77=71.79=175.896弯矩M=23538.38=8794.275=8797.43总弯矩=扭矩T计算弯矩. 按弯扭合成应力校核轴的强度 由以上分析可知C点外侵弯矩最大,是危险截面,由式15-5及上表中的数值可得 根据所选定的材料,由表15-1查得因此,故安全. . 校核轴承寿命 对于7205AC型轴承,按表13-7查得派生轴向力,则有 由于,所以轴承2被压紧,轴承1被放松, 根据,查表13-5得,轻微冲击,取,则有 计算载荷寿命 由于,角接触球轴承,动载荷,则寿命 所以合格 . 键联接强

18、度的校核 根据所选平键查表6-1得键的许用挤压应力,因为 所以键合格 校核最细轴经处的强度：由于联轴处的轴只承受扭距，轴的材料为45钢，查得 故轴安全 轴II的设计 求轴II的功率 , 转速 , 转矩 , , 求作用在齿轮上的力 已知2、3齿轮的分度圆直径分别为： 则 圆周力、径向力和轴向力的方向如图四所示 初步确定轴的最小直径 按式15-2初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为钢,调质处理 根据表15-3,取,于是得 由此可选角接触的轴承7206AC,其尺寸为 轴的结构设计 . 拟定轴上零件的装配方案 . 根据轴向定位要求确定各段直径和长度 由轴承的型号7206AC 尺寸为 根据所选轴承知,可

19、得 根据轴肩,可取,又知两齿轮中间的定位轴肩高度 ,可取. 考虑轴承内端至箱体内壁距离,可求得: 轴承端盖与轴I的轴承端盖相同,均匀凸缘式,数据相同. . 轴上零件的周向定位 齿轮与轴的周向定位均采用平键联接,齿轮2处可以选用平键,齿轮3 处可以选,齿轮轮毂与轴的配合为 . 确定轴上的圆角和倒角尺寸 由表15-2查得取轴端倒角,各轴肩圆周半径见附图二. . 求轴上载荷 根据结构图,可作出轴的计算简图如下:（a）6162.546(b) Fa1 Fa2(c)MA T(d) 载荷水平面H垂直面V支反力F=335.69=50.57弯矩M=49159.74=-20490.055=2339.93总弯矩=扭

20、矩T. 按弯扭合成应力校核轴的强度 由以上分析可知B点外侵弯矩最大,是危险截面,由式15-5及上表中的数值可得 根据所选定的材料,由表15-1查得因此,故安全. . 校核轴承寿命a) 对7206AC轴承, 按表13-7查得派生轴向力,则有 b) 1被压紧,;2被放松, c) 根据,查表13-5得,轻微冲击,取,则有 d) 计算载荷寿命 由于,角接触球轴承,动载荷,则寿命 所以合格 . 键联接强度校核 根据所选平键和查表6-1得键的许用挤压应力均为 因为 均合格. 轴III的设计 求轴上的功率 , 转速 和转矩 求作用在齿轮上的力 已知齿轮4、5的分度圆直径分别为 则 圆周力,径向力及轴向力的方

21、向如图六所示 初步确定轴的最小轴径 按式15-2估算轴的最小直径,所取轴材料为调质钢, 根据表15-3取,于是得 此轴的最小直径显然是安装齿轮处的轴径,可取 轴的结构设计 . 拟定轴上零件的装配方案如下图3所示 I II III IV V VI VII VIII. 根据装配方案确定轴的各段直径和长度 取安装斜齿轮初的轴径,由于锥齿轮与轴配合的长度 ,取,为了更好的轴向固定锥齿轮, 轴应内缩一些,取 初选圆锥滚子轴承30210,其尺寸,故 ,考虑轴承内端至箱体内壁 距离,以及小齿轮3至箱体内壁距离,以及安装齿轮处轴内缩 ,则可得 由于斜齿轮4齿宽 ,则,斜齿轮 右端制一定为轴肩,则轴环直径,并取圆锥滚子轴承轴肩,则,又考虑各方面因素可求得 根据轴承外径,取螺钉直径,则轴承端盖的尺寸计算如下: 由,取,可算得 故可初选. 轴向零件的周向定位 锥齿轮与轴的周向定位采用平键联接,选用平键为,斜齿轮与轴选 用平键,齿轮与轴的配合为. 确定轴上的圆角和倒角尺寸 参考表15-2取轴端倒角,各轴肩圆角半径见