课程设计 二级展开式减速器

1、机械设计说明书设计题目_二级展开式减速器 _学院 : 0专业年级：0学号姓名 : 0指导老师： 张洪双一课程设计任务书课程设计题目：1.电动压盖机的传动装置设计 已知压盖机主轴功率为522W。二. 设计要求1.编写设计计算说明书一份。2.完成减速器装配图一张。3.减速器主要零件的工作图2张。三. 设计步骤1. 传动装置总体设计方案 主轴功率为522W1）传动方案拟定简图如下图2) 该方案的优缺点：二级展开式圆柱齿轮减速器具有传递功率大，轴具有较大刚性,制造简单,维修方便,使用寿命长等许多优点,在工业上得到广泛应用。 2、电动机的选择1）选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列全封闭自扇冷

2、笼型三相异步电动机，电压380V。2）选择电动机的功率工作机的有效功率为：Pw=0.522KW从电动机到工作机传送带间的总效率为：由简明机械零件设计实用手册表1-15可知：滚动轴承效率 0.99（球轴承,稀油润滑） ： 齿轮传动效率 0.98 （7级精度一般齿轮传动） ：联轴器传动效率 0.99（弹性联轴器）所以电动机所需工作功率为 3）确定电动机转速按手册推荐的传动比合理范围，二级展开式圆柱齿轮减速器传动比而主轴的转速为 所以电动机转速的可选范围为通常选用同步转速为1000和1500三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、以及要求的功率等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1500的

3、电动机。根据电动机类型、容量和转速，由机械设计课程设计手册表12-1选定电动机型号为Y502-4。其主要性能如下表：电动机型号额定功率（kw）满载转速(r/min)质量（kg）Y90S-6 0.75 910 2.0 2.0 23电动机的主要安装尺寸和外形如下表：中心高外型尺寸LC（AC/2+AD）HC底脚安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DE装键部位尺寸FGD132368 242.5 1901251001024j6 508203.计算传动装置的总传动比并分配传动比(1).总传动比为 =15.17(2).分配传动比 其中：，且考虑润滑条件等因素，取=1.4初定 4. 计算传动装置的运动和动力参

4、数 该传动装置从电动机到压盖机主轴共有三轴，依次为轴轴轴1).各轴的转速 I轴 II轴 III轴 主轴 2).各轴的输入功率 I轴 II轴 III轴 主轴 3）.各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩为 I轴 II轴 III轴 主轴 将上述计算结果汇总与下表，以备查用。 轴名功率P/kw转矩T/(Nm)转速n/(r/min)I轴0.566910II轴0.54926.47198III轴0.53384.4960主轴0.52282.81605. 齿轮的设计低速级大小齿轮的设计1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。(2)压盖机为一般工作机器，速度不高，故选用7

5、级精度(GB/T10095-88)。(3)材料选择。由机械设计表10-1选择小齿轮材料为45钢（调质），硬度为280HBS，大齿轮为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。(4)选小齿轮齿数，则大齿轮齿数，取Z2=792 按齿面接触强度设计 由设计计算公式机械设计式10-9a进行试算 （1）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） 由表10-7选取齿宽系数4） 由表10-6查得材料的弹性影响系数5） 由图10-21d按齿面硬度查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6） 由式10-13计算应力循环次数。 7） 由图10-19

6、取接触疲劳强度系数；。8） 计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由式10-12得（2）计算1） 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。 2）计算圆周速度。 3)计算齿宽b。 4)计算齿宽与齿高之比。模数 齿高 5)计算载荷系数。 根据，7级精度，由图10-8查得动载荷系数1.05 直齿轮， 由表10-4查得使用系数； 由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时， 由，查图10-13得；故载荷系数 6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式10-10a得 7）计算模数m. 3.按齿根弯曲强度设计 由式10-5得弯曲强度的设计公式为 （1） 确定公式内的

7、各计算数值1) 由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮弯曲强度的2) 由图10-18取疲劳寿命系数，3) 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式10-12得 4）计算载荷系数K 5）查取齿形系数 由表10-5查得， 6）查取应力校正系数 由表10-5查得， 7）计算大、小齿轮的并加以比较 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m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径(及模数与齿数的乘积)有关，可由弯曲强度算得的模数1.58并就

8、近圆整为标准值m=2mm,按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数 大齿轮齿数 取 这样设计出的齿轮传动，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 取中心距为91mm（3） 计算齿轮宽度 取。则低速级齿轮数据低速级齿轮传动小齿轮大齿轮材料40Cr（调质）45钢(调质)硬度（HBS）280240模数m（mm）22齿数z2170齿宽b（mm）4842分度圆直径d（mm）42140齿顶圆直径（mm）46144齿底圆直径（mm）37135中心距a（mm） 91 大齿轮采用腹板式锻造圆柱小齿轮，具体参数如下

9、51.24812487.61高速级大小齿轮的设计1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。(2)压盖机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB/T10095-88)。(3)材料选择。由机械设计表10-1选择小齿轮材料为45钢（调质），硬度为280HBS，大齿轮为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。(4)选小齿轮齿数，则大齿轮齿数，取Z2=1112 按齿面接触强度设计 由设计计算公式机械设计式10-9a进行试算 （1）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)由表10-7选取齿宽系数4)由表1

10、0-6查得材料的弹性影响系数5)由图10-21d按齿面硬度查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6） 由式10-13计算应力循环次数。 7） 由图10-19取接触疲劳强度系数；。8） 计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由式10-12得（2）计算1）试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。 2）计算圆周速度。 3)计算齿宽b。 4)计算齿宽与齿高之比。模数 齿高 5)计算载荷系数。 根据，7级精度，由图10-8查得动载荷系数1.05 直齿轮， 由表10-4查得使用系数； 由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时， 由，查图10-13得；故载

11、荷系数 6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式10-10a得 7）计算模数m. （由于扭矩小 自然模数小） 3.按齿根弯曲强度设计 由式10-5得弯曲强度的设计公式为 (1)确定公式内的各计算数值1)由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮弯曲强度的2)由图10-18取疲劳寿命系数，3)计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式10-12得 4）计算载荷系数K 5）查取齿形系数 由表10-5查得， 6）查取应力校正系数 由表10-5查得， 7）计算大、小齿轮的并加以比较 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m大于由齿根弯

12、曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径(及模数与齿数的乘积)有关，可由弯曲强度算得的模数0.78并就近圆整为标准值m=1mm,按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数 大齿轮齿数 取 这样设计出的齿轮传动，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。则高速级齿轮数据高速级齿轮传动小齿轮大齿轮材料40Cr（调质）45钢(调质)硬度（HBS）280240模数m（mm）11齿数z25115齿宽b

13、（mm）3025分度圆直径d（mm）25115齿顶圆直径（mm）27117齿底圆直径（mm）22.5112.5中心距a（mm） 70 大齿轮采用腹板式锻造圆柱小齿轮，具体参数如下4037.510773.50.56.轴的计算 A.低速轴的设计 （1）低速轴作用在齿轮上的力：大齿轮分度圆直径切向力径向力为标准压力角（2） 初步确定轴的最小直径 按机械设计P378进行设计，先按式15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理.根据表15-3取=112， 低速轴的最小直径是安装联轴器处的轴颈,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号。查表14-1选择转矩因为计算转矩小于联轴器

14、公称转矩,所以查简明机械零件设计实用手册选取HL2型弹性套柱销联轴器其公称转矩为,半联轴器的孔径d=24mm, 所以=24mm,半联轴器长度L=52mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度（3） 轴的结构设计1） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,-轴段右端需要制出一轴肩, 0.07d，取h=2mm故取-的直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径, 为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端上, 故-的长度应比略短一些,现取.2） 初步选择滚动轴承.因轴承主要受径向力，故选取深沟球轴承.参照工作要求并根据,由设计手册初步选取0基本游隙组 标准精度级的

15、6206深沟球轴承。对于选取的深沟球轴承其尺寸为,故. 右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位，由手册查得6206型轴承的定位轴肩高度h=2mm，因此3)取安装齿轮处的轴段;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮毂的宽度为42mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3,取.轴环宽度,取b=5mm.4)轴承端盖的总宽度为10mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,考虑轴承座的宽度,故取.5)取齿轮距箱体内壁之距离a=12,两圆柱齿轮间的距离c=16.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位

16、置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度B=16,高速级小齿轮轮毂长L=30,则至此,已初步确定了轴的各端直径和长度.（4）低速轴周向固定齿轮和半联轴器的轴向定位均采用平键连接。根据由指导书查得截面尺寸bh108。键槽用铣刀加工，取长为36mm,为了保证齿轮与轴有良好的对中性，选择齿轮轮毂与轴的配合为。半联轴器与轴的连接选用平键bhL8728，半联轴器与轴配合为。滚动轴承与轴的周向定位靠过渡配合，d-d-的尺寸公差为m6。 （5）倒角与圆角由机械设计P365轴上的圆角II、III、IV、VI、VIII处R=1.0，V处R=1.6 .左轴端倒角1.0，右轴端倒角。（6.）求轴上

17、载荷 首先根据6206型轴承，知a=8mm。因此作为简支梁的轴的跨距L=30+53+5+40+38-28=150mm。 垂直面支反力： 水平面支反力： 垂直面弯矩： 水平面弯矩： 总弯矩： 按弯曲扭转合成应力校核高速轴的强度根据教材p246，单向运转，取=查表15-1得=60MP，此轴合理安全。 B.中速轴的设计 （1）中速轴作用在齿轮上的力：大齿轮分度圆直径切向力径向力小齿轮分度圆直径切向力径向力为标准压力角（2） 初步确定轴的最小直径 按机械设计P378进行设计，先按式15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理.根据表15-3取=112， 中速轴的最小直径是安装轴承处的轴

18、颈,为了使所选的轴与轴承吻合,考虑到加工取d=20mm，由设计手册初步选取0基本游隙组 标准精度级的6204深沟球轴承。对于选取的深沟球轴承其尺寸为,故.（3） 轴的结构设计根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 为了能与低速轴齿轮正确啮合，根据低速轴大齿轮齿宽b=42mm以及中速轴小齿轮，取。取安装齿轮处的轴段齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高2.5mm,取.圆柱齿轮间的距离c=16mm，考虑到大小齿轮齿宽不同，这里取c=20mm,即，由于高速级大齿轮齿宽为25mm，左端需要套筒，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取，那么 （4）中速轴周向固定齿轮的轴向定位采用平键连接。

19、根据由指导书查得截面尺寸bh87。键槽用铣刀加工，取长分别为为16mm和40mm,为了保证齿轮与轴有良好的对中性，选择齿轮轮毂与轴的配合为。 （5）倒角与圆角由机械设计P365轴上的圆角、IV处R=1.0，.左轴端倒角1.0，右轴端倒角。（6.）求轴上载荷 首先根据6204型轴承，知a=7mm。因此作为简支梁的轴的跨距L=42+23+20+46+35-27=152mm。 垂直面支反力： 水平面支反力： 垂直面弯矩： 水平面弯矩： 总弯矩： 按弯曲扭转合成应力校核高速轴的强度根据教材p246，单向运转，取=查表15-1得=60MP，此轴合理安全。C.高速轴的设计（1）高速轴作用在齿轮上的力：小齿

20、轮分度圆直径切向力径向力为标准压力角（2） 初步确定轴的最小直径 按机械设计P378进行设计，先按式15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理.根据表15-3取=112， 为了便于加工 初选d=10mm高速轴的最小直径是安装联轴器处的轴颈,为了使所选的轴与联轴器吻合，为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号。查表14-1选择转矩因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以查简明机械零件设计实用手册选取HL1型弹性套柱销联轴器其公称转矩为,半联轴器的孔径d=12mm, 所以=12mm,半联轴器长度L=52mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不

21、压在轴端上, 故VII-VIII的长度应比略短一些,现取.（3） 轴的结构设计根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 为了能与中速轴齿轮正确啮合，根据中速轴大齿轮齿宽b=25mm以及高速轴小齿轮，取。取安装齿轮处的轴段齿轮的右端采用轴肩定位,轴肩高1 mm,取.轴环宽度,取b=3mm. （4） 初步选择滚动轴承.因轴承主要受径向力，故选取深沟球轴承.参照工作要求并根据,由设计手册初步选取0基本游隙组 标准精度级的6003深沟球轴承。对于选取的深沟球轴承其尺寸为,故. 为了给右端轴承定位，取而根据三个轴的长度关系，可得出，轴承端盖的总宽度为10mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,考虑轴承座的宽度,故取.且取（5）高速轴周向固定齿轮的轴向定位采用平键连接。根据由指导书查得截面尺寸bh66。键槽用铣刀加工，取长为20mm,为了保证齿轮与轴有良好的对中性，选择齿轮轮毂与轴的配合为。 半联轴器与轴的连接选用平键bhL4416，半联轴器与轴配合为。（6）倒角与圆角由机械设计P365轴上的圆角处处R=1.0，.左轴端倒角0.8，右轴端倒角。（7）求轴上载荷 首先根据6003型轴承，知a=5mm。因此作为