二级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书

PAGE22机械设计课程设计计算说明书设计题目：二级展开式圆柱齿轮减速器设计者：指导教师：年月日一、传动方案拟定…………….……………….2二、电动机的选择……….…….2三、计算总传动比及分配各级的传动比……………….…….3四、运动参数及动力参数计算………….…….3五、传动零件的设计计算………………….….4六、轴的设计计算…………11七、滚动轴承的选择及校核计算………….…13八、键联接的选择及校核计算……………….15设计参数：运输带工作拉力:F=2.7KN运输带工作速度:V=1.6m/s滚筒直径：D=450mm；工作寿命：10年，2班制，大修期3年，所以，；H=2×8×10×300工作条件：载荷平稳，空载启动，室内工作，有粉尘；。传动装置设计：传动方案：展开式二级圆柱齿轮减速器。二、选择电机：类型：Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机；型号：工作机所需输入功率：Pw=FV/1000ηKW=2700×1.6/1000×0.95=4.55KW电机所需功率：P0=P/η1=4.55/0.890=5.11KW，其中，Η为电动机轴至卷筒轴的传动装置总效率η1电机转速选：1500；所以查表选电机型号为：Y132s-4 电机参数： 额定功率：5.5Kw 满载转速：＝1440 电机轴直径：传动比分配：传动装置总传动比i=/（）其中：为高速级传动比，为低速级传动比，且， 取，则有：;四、传动装置的运动和动力参数电机轴：；； ；高速轴：;； ;中间轴：;; ;4、低速轴：; ;5、工作轴：;; ;将以上算得的运动的动力参数列表如下： 轴名参数电动机轴=1\*ROMANI轴=2\*ROMANII轴=3\*ROMANIII轴工作轴转速n(r/min467.9767.97功率p(kw)5.115.0084.8334.6654.55转矩T(N·m)33.8933.21174.57655.4639.08传动比i1.005.4463.891.00效率0.980.9650.9650.975传动零件设计：一、齿轮设计（课本p147）高速级设计参数： 1、选材：大齿轮：45，调质处理表面淬火，硬度40~50HBS；小齿轮：45，调质处理表面淬火，硬度40~50HBS。2、按齿面接触强度设计 (1)确定公式内的各项参数值 1)试选载荷系数 1)小齿轮的工作转矩： 2)3)计算应力循环次数4)由图9-35查表的接触疲劳寿命系数5)计算接触疲劳许用应力取安全系数;计算齿轮参数1)求小齿轮分度圆直径,代入中较小的值 2)圆周速度 3)计算齿宽 4) 5)计算载荷系数 根据v=2.30m/s,8级精度,由图9-31得动载荷系数 直齿轮,假设,由表9-8查得由表9-7查得使用系数,由表9-9查得,由表9-32查得,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, 7)计算模数m 3.按齿根抗弯强度设计(1)确定公式内的各项参数数值1)查图9-39得大小齿轮的疲劳极限： ; 2)由图9-38查得抗弯疲劳寿命系数:; 3)取抗弯疲劳安全系数， 所以: 4)计算载荷系数 5)查取应力校正系数.由表9-11可查得,插值求得6)查取应力校正系数.由表9-11可查得,插值求得7)计算大,小齿轮的并加以比较小齿轮的数值大.(2)设计计算0对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m略大于由齿根弯疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m的大小取决于抗弯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,仅与齿轮直径有关,可取由抗弯强度算得的模数1.40,并就近圆为标准值,按接触强度算得的分度直径,由4.几何尺寸计算1)计算分度圆直径,2)计算中心距3)计算齿轮宽度圆整,取5.验算,合格 低速级：设计参数： 1、选材：大齿轮：45，调质处理表面淬火，硬度40~50HBS；小齿轮：45，调质处理表面淬火，硬度40~50HBS。2、按齿面接触强度设计 (1)确定公式内的各项参数值 1)试选载荷系数 1)小齿轮的工作转矩： 2)3)计算应力循环次数4)由图9-35查表的接触疲劳寿命系数5)计算接触疲劳许用应力取安全系数;计算齿轮参数1)求小齿轮分度圆直径,代入中较小的值 2)圆周速度 3)计算齿宽 4) 5)计算载荷系数 根据v=0.682m/s,8级精度,由图9-31得动载荷系数 直齿轮,假设,由表9-8查得由表9-7查得使用系数,由表9-9查得,由表9-32查得,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, 7)计算模数m 3.按齿根抗弯强度设计(1)确定公式内的各项参数数值1)查图9-39得大小齿轮的疲劳极限： ; 2)由图9-38查得抗弯疲劳寿命系数:; 3)取抗弯疲劳安全系数， 所以: 4)计算载荷系数 5)查取应力校正系数.由表9-11可查得,插值求得6)查取应力校正系数.由表9-11可查得,插值求得7)计算大,小齿轮的并加以比较小齿轮的数值大.(2)设计计算0对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m略大于由齿根弯疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m的大小取决于抗弯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,仅与齿轮直径有关,可取由抗弯强度算得的模数2.40,并就近圆整为标准值,按接触强度算得的分度直径,由4.几何尺寸计算1)计算分度圆直径,2)计算中心距3)计算齿轮宽度圆整,取5.验算,合格 所以，计算得齿轮的参数为：高速级大2401.52214225小4412030低速级大2152.52213545小558650二、初算轴径 （轴的材料均用45号钢，调质处理）高速轴：，（外伸轴，A=107），根据联轴器参数选择；中间轴：，（非外伸轴，A=118），具体值在画图时确定；低速轴：，（外伸轴，A=107），根据联轴器参数选择。三、轴承的润滑方式选择：高速级齿轮的圆周速度为： 所以，轴承采用油润滑。高速级小齿轮处用挡油板。四、输入轴的设计计算1、轴的结构设计（1）轴上零件的定位，固定和装配两级展开式圆柱齿轮减速器中可将齿轮安排在箱体两侧，齿轮由由轴肩定位，套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩定位，轴承两端分别用端盖密封与固定。采用过渡配合固定。（2）确定轴各段直径和长度=1\*ROMANI段：d1=22mm长度取L1=52mm=2\*ROMANII段:d2=25mm初选用6205型滚动球轴承，其内径d=25mm,外径D=52mm,宽度B=15mm考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此,故=2\*ROMANII段长：L2=60mm=3\*ROMANIII段:安装轴承的轴肩定位，d3=30mmL3=3mmⅣ段直径d4=25mm长度L4=40mmⅤ段直径d5=35mm.长度L5=28mm该轴段安装高速小齿轮，齿轮分度圆直径为44mm，可以判断e<2.5m,因此，该齿轮为齿轮轴。=6\*ROMANVI段安装轴承的轴肩定位,L6=5mm=8\*ROMANVII段该段为支撑段，取d8=25mmL=15mm初选用6205型滚动球轴承，其内径d=25mm,外径D=52mm,宽度B=15mm中间轴的设计计算1、轴的结构设计（1）轴的零件定位，固定和装配齿轮的一端用轴肩定位，另一段用套筒固定，传力较方便。两端轴承常用同一尺寸，以便加工安装与维修，为便于装拆轴承，轴承上轴肩不宜太高。轴承两端分别用端盖密封与固定。（2）确定轴的各段直径和长度=1\*ROMANI段：取d1=35mm初选6027型滚动球轴承，其内径为35mm，外径为72mm，宽度为17mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长20mm，则该段长L1=37mm。=2\*ROMANII段：安装高速大齿轮段长L2=23mm直径d2=40mm。=3\*ROMANIII段：固定=2\*ROMANII段齿轮轴肩取d3=50mmL3=8mm=4\*ROMANIV段：取d4=40mmL4=48mm该轴段安装低速小齿轮，齿轮分度圆直径为55mm，安装轴径为40mm，可以判断e<2.5m,因此，该齿轮为齿轮轴。齿轮距=3\*ROMANIII段轴径4mm。=5\*ROMANV段：d5=35mmL5=30mm轴承选6027型滚动球轴承，内径d=35mm,外径D=72mm，宽度B=17mm(3)按弯扭复合强度计算低速小齿轮①求分度圆直径：已知d1’=55mm②求转矩：已知T=2\*ROMANII=174.57N·m③求圆周力Ft’：Ft’=2T=2\*ROMANII/d1’=2×174.57×103/55=6348N④求径向力Fr’：Fr’=Ft·tanα=6348×0.364=1929.8N高速大齿轮①求分度圆直径：已知d1=240mm②求转矩：已知T=2\*ROMANII=174.57N·m③求圆周力Ft：Ft=2T=2\*ROMANII/d1=2×174.57×103/240=1454.75N④求径向力Fr：Fr=Ft·tanα=1454.75×0.364=529.5N求支反力Fz、Fz’、Ry、Ry’在垂直面中可得Ry+Ry’=Fr+Fr’=1\*GB3①以Ry为支点，由力矩方程可得43Fr+（43+43）Fr’=（43+43+45）Ry’=2\*GB3②代入数据，可得：Ry=1018.6NRy’=1440.7N在水平面中同理可得：Fz=2554.25NFz’=4644.9N截面C在垂直面弯矩为MC1=115.63N·m(3)截面C在水平面弯矩为MC2=209.02N·m(4)计算合成弯矩MC=（MC12+MC22）1/2=（115.632+209.022）1/2=238.87N·m(5)计算当量弯矩：取α=1Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[238.872+(1×174.57)2]1/2=295.86N·m(6)校核危险截面C的强度由式（10-3）σe=Mec/（0.1d）=295.86×103/(0.1×313)=99.31Mpa<[σ-1]b=268Mpa∴此轴强度足够输出轴的设计计算1、轴的结构设计（1）轴的零件定位，固定和装配两级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承非对称分布，齿轮右面用轴肩定位，左面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承依次从右面装入。（2）确定轴的各段直径和长度初选6210型深沟球轴承，其内径为50mm，大径90mm,宽度为20mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为20mm，则1段长41mm，2段安装齿轮段长度为43mm，d=52mm,轴肩定位为3mm,3段d=54mm,L=40mm,4段取套筒长为20mm，初选6210型深沟球轴承，其内径为50mm，大径90mm,宽度为20mm，故此段长40mm，5段d=48mm，L=45mm，六段d=47mm，L=50mm。七、滚动轴承的选择及校核计算根据根据条件，轴承预计寿命16×300×3=14400小时1、计算输入轴承（1）已知nⅡ=1440r/min两轴承径向反力：FR1=FR2=500.2N初先两轴承为滚动球轴承6205型根据课本得轴承内部轴向力FS=0.63FR则FS1=FS2=0.63FR1=315.1N(2)∵FS1+Fa=FS2Fa=0故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端FA1=FS1=315.1NFA2=FS2=315.1N(3)求系数x、yFA1/FR1=315.1N/500.2N=0.63FA2/FR2=315.1N/500.2N=0.63根据课本得e=0.68FA1/FR1<ex1=1FA2/FR2<ex2=1y1=0y2=0(4)计算当量载荷P1、P2根据课本P263表（11-9）取fP=1.5根据课本P262（11-6）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×500.2+0)=750.3NP2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N(5)轴承寿命计算∵P1=P2故取P=750.3N∵角接触球轴承ε=3根据手册得6205型的Cr=14000N75191h>14400h∴预期寿命足够2计算中间轴承(1)已知nⅢ=264.4r/minFa=0FR=FAZ=903.35N试选6210型深沟球轴承根据课本得FS=0.063FR,则FS1=FS2=0.63FR=0.63×903.35=569.1N(2)计算轴向载荷FA1、FA2∵FS1+Fa=FS2Fa=0∴任意用一端为压紧端，1为压紧端，2为放松端两轴承轴向载荷：FA1=FA2=FS1=569.1N(3)求系数x、yFA1/FR1=569.1/903.35=0.63FA2/FR2=569.1/930.35=0.63根据课本P263表（11-8）得：e=0.68∵FA1/FR1<e∴x1=1y1=0∵FA2/FR2<e∴x2=1y2=0(4)计算当量动载荷P1、P2根据表（11-9）取fP=1.5根据式（11-6）得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×903.35)=1355NP2=fP(x2FR2+y2FA2)=1.5×(1×903.35)=1355N(5)计算轴承寿命LH∵P1=P2故P=1355ε=3根据手册得6205型的Cr=14000N根据课本得：ft=1根据课本=69527h>14400h∴此轴承合格3、计算输出轴承(1)已知nⅢ=67.94r/minFa=0FR=FAZ=903.35N试选6210型深沟球轴承根据课本得FS=0.063FR,则FS1=FS2=0.63FR=0.63×903.35=569.1N(2)计算轴向载荷FA1、FA2∵FS1+Fa=FS2Fa=0∴任意用一端为压紧端，1为压紧端，2为放松端两轴承轴向载荷：FA1=FA2=FS1=569.1N(3)求系数x、yFA1/FR1=569.1/903.35=0.63FA2/FR2=569.1/930.35=0.63根据课本P263表（11-8）得：e=0.68∵FA1/FR1<e∴x1=1y1=0∵FA2/FR2<e∴x2=1y2=0(4)计算当量动载荷P1、P2根据表（11-9）取fP=1.5根据式（11-6）得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×903.35)=1355NP2=fP(x2FR2+y2FA2)=1.5×(1×903.35)=1355N(5)计算轴承寿命LH∵P1=P2故P=1355ε=3根据手册得6205型的Cr=14000N根据课本得：ft=1根据课本=270576h>14400h∴此轴承合格八、键联接的选择及校核计算I轴：1〉输入轴与联轴器联接采用平键联接轴径dI1=16mm,LI1=52mm查手册得，选用A型平键，得：键b×h=5mm×5mml=LI1-b=52-5=47mmTI=17N?mh=5mm根据课本式得σp=4TI/dI1hl=4×17×1000/16×5×47=18.09Mpa<[σR](110Mpa)II轴:1〉中间轴与高速大齿轮联接用平键联接轴径dII2=40mmLII2=20mmTII=94.78Nm查手册选用C型平键键b×h=12mm×8mml=LII2=20mmh=8mm据课本校核公式得σp=4TII/dII2hl=4×94780/40×20×8=59.24Mpa<[σp]中间轴与低速小齿轮联接用平键联接轴径dII2=30mmLII2=40mmTII=94.78Nm查手册选用A型平键键b×h=8mm×7mml=LII2-b=40-8=32mmh=7mm据课本校核公式得σp=4TII/dII2hl=4×94780/30×7×32=56.42Mpa<[σp]III轴：1〉低速轴与低速大齿轮联接用平键联接轴径dIII4=50mmLIII4=35mmTII=377.39Nm查手册选用C型平键键b×h=14mm×9mml=LIII4=35mm取h=9mm据课本校核公式得σp=4TIII/dIII4hl=4×377390/50×35×9=95.8Mpa<[σp]2〉输出轴与联轴器联接采用平键联接轴径dIII6=40mmLIII6=60mmTIII=377.39Nm查手册选用A型平键 键b×h=12mm×8mml=LIII6-b=60-12=48mmh=8mm据课本校核公式得σp=4T/dII2hl=4×377390/40×8×48=98.28Mpa<[σp]所以各键强度足够.基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发