二级圆柱齿轮减速器设计计算说明书.

1、展勘大考机械设计课程设计（论文）题目：二级圆柱齿轮减速器设计学生姓名专业机械设计制造及其自动化学号 222012322220019班级 2012 级 1 班指导教师李华英成绩工程技术学院2014年11月机械设计课程设计任务书学生姓名刘芯专业年级机械设计制造及其自动化 2012 级设计题目:带式运输机传动装置的设计设计条件:1、 运输带工作拉力 F=2500N;2、 运输带工作速度 v=1.1m/s;3、 卷筒直径 D=400mm;4、 工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度 35oC;5、 使用折旧期：8 年;6、 检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半

2、年一次小修;7、 动力来源：电力，三相交流，电压 380/220V;8、9、运输带速度允许误差：5%;制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。设计工作量:1、减速器装配图 1 张（A1）;2、零件工作图 3 张;3、设计说明书 1 份。指导教师签名:动力及特劫转前言 31.电动机选择 41.1 确定电机功率 41.2 确定电动机转速 52.传动比分配 52.1 总传动比 52.2 分配传动装置各级传动比 53.运动和动力参数计算 53.1 各轴转速 53.2 各轴功率 53.3 各轴转矩 64.传动零件的设计计算 74.1 第一级（高速级）齿轮传动设计计算 74.2 第二级（低速级）齿

3、轮传动设计计算 115.装配草图 145.1 轴最小直径初步估计 145.2 联轴器初步选择 145.3 轴承初步选择 155.4 键的选择 155.5 润滑方式选择 156.减速器箱体主要结构尺寸 157.轴的受力分析和强度校核 177.1 高速轴受力分析及强度校核 177.2 中间轴受力分析及强度校核 187.3 低速轴受力分析及强度校核 208.轴承寿命计算 228.1 高速轴寿命计算 228.2 中间轴寿命计算 238.3 低速轴寿命计算 249.键连接强度计算 269.1 高速轴上键连接强度计算 269.2 中间轴键强度计算 279.3 低速轴链接键强度计算 27参考文献 28、夕

4、4-刖百机械设计综合课程设计在机械工程学科中占有重要地位，它是理论应用于实际的重要实践环节。本课程设计培养了我们机械设计中的总体设计能力，将机械设计系列课程设计中所学的有关机构原理方案设计、 运动和动力学分析、 机械零部件设计理论、方法、结构及工艺设计等内容有机地结合进行综合设计实践训练，使课程设计与机械设计实际的联系更为紧密。止匕外，它还培养了我们机械系统创新设计的能力，增强了机械构思设计和创新设计。本课程设计的设计任务是展开式二级圆柱齿轮减速器的设计。减速器是一种将由电动机输出的高转速降至要求的转速比较典型的机械装置，可以广泛地应用于矿山、冶金、石油、化工、起重运输、纺织印染、制药、造船、

5、机械、环保及食品轻工等领域。本次设计综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行机械设计训练，使已学知识得以巩固、加深和扩展；学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤，培养学生工程设计能力和分析问题，解决问题的能力；提高我们在计算、制图、运用设计资料（手册、图册）进行经验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技能，同时给了我们练习电脑绘图的机会。计算内容和设计步骤:4 .电动机选择按工作要求选用 Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机。4.2确定电机功率“w=1工作机所需功率 Pw(kw)为 Pw=Fv=2500 x1.1=2.75kw1000nw1000X1按机械课

6、程设计手册表 1-7 确定各部分效率齿轮采用 8 级精度的一般齿轮传动 9=0.97轴承采用球轴承(稀沛闰滑)刀2=0.99高速级用弹性联轴器用=0.992低速级用滑块联轴器小=0.98总效率 4=o2左3小&=0.972X0.993X0.992X0.98=0.89明说及算计Pw=2.75kw=0.89-P,电动机所需，作功率 Pd(kw)为 Pd=，=2.75+0.89=3.1kwnpd=3.1kwnw=52.5r/min1.2 确定电动机转速卷的工作转速 nw=601000V=52.5r/minuD二级圆柱齿轮减速器传动比 3i153i23i2()性Zi2 小(1)确定公式内各计算

7、数值小齿轮的弯曲疲劳强度极限cFEi=500MPa;大齿轮的疲劳强度极限(FE2=380MPa;弯曲疲劳无命系数 KFNI=0.88,KFN2=0.9;载荷系数 K=乙心&的日=1.529;YFa1=2.65,YFa2=2.21;YSa1=1.58,YSa2=1.78；S=1.4;计算弯曲疲劳许用应力：KFNIGFE1=0.88x500=314.2MPaS1.4riKFN2仃FE20.9X380oF2=244.29MpaS1.4则：竺=0.01332OFI314.2YF=2.2U78=0.0161052244.29大齿轮数值较大(2)设计计算，2 父 1.529M147500.m=32

8、父 0.0161=2.33mm1 父 242取 m2=2.5,则小齿轮齿数d168.305,z1-=27.3 取 Z1=28m2.5大齿轮齿数 Z2n2Z1=3.75X28=1054.2.4 几何尺寸计算(1)分度圆直径d3=z1m=28X2.5=70mm%=314.2MPaBF2=244.29Mpam=2.33mmZ1=28Z2=105d3=70mmd4=z2m=1052.5=262.5mmd3d470262.5“八”(2)中)L、距a2=166.25mm22(3)齿轮宽度 b=adi=1x70=70mm取 B4=70mm,B3=75mm。5装配草图轴最小直径初步估计高速轴材料 40Cr(调

9、质)，硬度为 280HBS,由教材表 15-3 取 A0=105d1之 AoP=105 父 3|1=15.52mm 取 22mm中间轴材料 40Cr(调质)，硬度 280HBS,由教材表 15-3 取 A0=110F202.963,d2-A03-1103=27.14mm 取 30mm2n2(196.75.1.3 低速轴材料 45 钢调质，硬度 250HBS,由教材表 15-3 取 A0=110d3之 A.艮=110 父;卜836=41.58mm 取 40mm3%V52.55.2 联轴器初步选择由教材表 141 查得工作情况系数 K=1.5计算转矩 TC1=KT1=1.5X30.56=45.84

10、N-MTC3=KT3=1.5X515.88=773.82N-MC33高速轴选梅花形弹性联轴器，由设计手册表 8-8 得联轴器型号为LM4JB3860YB2252低速轴选滑块联轴器，根据设计手册表8-9 得联轴器型号为WH7J14084J14084d4=262.5mma2=166.25mmB3=75mmB4=70mmd1=22mmd2=30mmd3=40mmTc1=45.84N-MTC3=773.82C3N-M代号为 7006C;中间轴用角接触球轴承，查手册表 6-6 得轴承代号为7007C;低速轴用深沟球轴承，查手册表 6-1 得轴承代号为 6010。键的选择高速轴：输入联轴器连接键：6X6X

11、32中间轴：大齿轮连接键：12X8X32低速轴：大齿轮连接键：16X10X50输出联轴器连接键：12X8X70材料都为 Q275A。润滑方式选择轴承润滑方式选择高速轴 dn=22800mmr/min,中间轴 6884.5mmr/min,低速轴 dn=2625mmr/min。都小于 160000。所以选用脂润滑。润滑剂由手册表 7-2 查得用通用锂基润滑脂 ZL-1。齿轮润滑方式选择齿轮采用浸油润滑。圆柱齿轮浸入油的深度最低约一个齿高，但不少于 10mm,最高不超过三分之一分度圆半径，大齿轮的齿顶到油池底面的距离30mm。6.减速器箱体主要结构尺寸名称符号尺寸关系结果（mm）箱座壁厚0.025a

12、+3=8.28788箱盖壁厚10.02a+3=7.2388箱盖凸缘厚度b11.5&12第一次放大第二次放大高速轴26mm30mm中间轴33mm35mm低速轴46mm50mm高速轴 7006c中间轴 7007C低速轴 60105.3 轴承初步选择根据以上数据，高速轴用角接触球轴承，查手册表 6-6 得轴承箱座凸缘厚度bi.56i2箱座底凸缘厚度b22.5620地脚螺钉直径df0.036a+i220地脚螺钉数目na250500,n=6,a500 时,n=84轴承旁联接螺栓直径di0.75dfi6盖与座联接螺栓直径d2(0.50.6)dfi0连接螺栓 d2的间距Li50200i50轴承端盖螺

13、钉直径d3(0.40.5)df8视孔盖螺钉直径d4(0.30.4)df8定位销直径d(0.70.8)d28did2df至外箱壁距离Ci表 ii-2Cif=26Cii=22Ci2=i6dfd2凸缘边远距离C2表 ii-2C2f=24C2i=20C22=i4轴承旁凸台半径RiC2i20凸台高度h根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作42外箱壁至轴承座端面距离LiCi+C2+(5i0)47铸造过渡尺寸x,y表 1-38x=3y=15大齿轮顶圆与内壁距离i1.2610齿轮端面与内箱壁距离2610箱盖箱座肋厚mi,mm 产 0.853,m0.865m1=7m=7轴承端盖外径D2D+(5-5.5)d3D

14、21=95D22=102D23=120轴承旁联接螺栓距离S尽量靠近，Mdi和 Md2互不干涉为准，一般取 s=D2S1=95S2=102S3=1207轴的受力分析和强度校核高速轴受力分析及强度校核FNHlFNH2MV扭矩 T1=30560N-mm按弯扭合成应力校核轴的强度，计算取 a=0.6之前已选轴材料为 40Cr,调质处理，查教材表 15-1 得%1=70MPa二caFd1,所以左端轴承 1 被压紧，右端轴承 2 放松所以轴向力：Fa1=Fae+Fd2=392.4NFa2=Fd2=392.4N7006c 轴承判断系数 e=0.4o包=1.04e 呈=0.4F1F2由教材表 13-5 得动载

15、荷系数：X1=0.44,Y1=1.40X2=1,Y2=0由教材表 13-6 取 fp=1.1 当量动载荷P1=fp(X1F1+Y1Fa1)=786.8NP2=fp(X2Fr2+Y2Fa2)=1079.2N因为 P12 年28365所以寿命满足使用要求。中间轴寿命计算C=15.2kNFr1=377.1NFr2=981.1NP1=786.8NP2=1079.2NLY=8.3 年合格中间轴轴承为 7007C由机械设计手册表 6-6 得基本额定动载荷：轴承受到的径向载荷：Fr1=FNV1=3042.2NFr2=FNV2=2354.5N派生轴向力为：取 e=0.4Fdi=eFri=1216.9NFd2=

16、eFr2=941.8N两轴承正装，由于齿轮为直齿，无轴向力，所以 Fae=0o因为Fae+Fd2eFr1Fr2由教材表 13-5 得动载荷系数：XI=1,YI=0X2=0.44,Y2=1.40由教材表 13-6 取 fp=1.1 当量动载荷P1=fp(X1Fr1+Y1Fa1)=3346.4NP2=fp(X2Fr2+Y2Fa2)=3013.6N因为 PIP2,所以以轴承 1 作为寿命计算轴承。球轴承=3Lh=1(1)3=16765h60n2P1LhLY=h=2.9 年2 年28365所以寿命满足使用要求。低速轴寿命计算C=19.5kNFr1=3042.2NFr2=2354.5NPI=3346.4

17、NP2=3013.6NLY=2.9 年合格低速轴轴承为 6010。由机械设计手册表 6-6 得基本额定动载荷：C=22kN轴承受到的径向载荷：Fr1=FNVI=2565NF,2=FNV2=1366N派生轴向力为：取 e=0.37Fdi=eFri=949NFd2=eFr2=505.4N两轴承正装，由于齿轮为直齿，无轴向力，所以 Fae=0o因为Fae+Fd2eFr1Fr2由教材表 13-5 得动载荷系数：X1=1,Y1=0X2=0.56,Y2=1.2由教材表 13-6 取 fp=1.1 当量动载荷P1=fp(X1Fr1+Y1Fa1)=2821.5NP2=fp(X2Fr2+Y2Fa2)=2094.

18、1N因为 PIP2,所以以轴承 1 作为寿命计算轴承。球轴承=3Lh=10(C)3=150493h60n2PILh.LY=h=25.8 年2 年28365所以寿命满足使用要求。9键连接强度计算9.1 高速轴上键连接强度计算高速轴上只有一个键连接，联轴器链接键：6X6X32圆头普通平键，材料 Q275A,许用压应力叵p=120MPa。PI=2821.5NP2=2094.1NLY=25.8 年合格低速轴链接键强度计算低速轴上有两个键，第二级大齿轮链接键和输出联轴器链接键。强度计算公式:2T103公式中数据:计算得:三二pkldpTi=30.56N-mk=3mml=26mmd=22mm二p=35.62MPap因为仃p9p所以满足强度要求9.2 中间轴键强度计算中间轴上只有一个键连接，大齿轮链接键：12X8X32。圆头普通平键，材料 Q275A,许用压应力rp=120MPa。强度计算公式:公式中数据:计算得:因为；：pp32T10kldT2=143.37N-mk=4mml=20mmd=40mm-p=89.61MPapFp所以满足强度要求。Op=35.62MPa二n=89.61MPpa第二级大齿轮链接键：16X10X50联轴器链接键：12X8X70都为圆头普通平键，材料 Q275A,许用压应力rp=120MPa。强度计算公式:32T10