展开式二级圆柱齿轮减速器设计说明书样本

目录前言 4第一章设计阐明书 5§1.1设计题目 5§1.2工作条件 5§1.3原始技术数据（表1） 5§1.4设计工作量 5第二章 机械装置总体设计方案 6§2.1电动机选取 6§2.1.1选取电动机类型 6§2.1.2选取电动机容量 6§2.1.3拟定电动机转速 6§2.2传动比分派 7§2.2.1总传动比 7§2.2.2分派传动装置各级传动比考虑到传动装置外部空间尺寸取V 7§2.3运动和动力参数计算 7§2.3.10轴（电动机轴）： 7§2.3.21轴（高速轴）： 7§2.3.32轴（中间轴）： 8§2.3.43轴（低速轴）： 8§2.3.54轴（卷筒轴）： 8第三章重要零部件设计计算 9§3.1展开式二级圆柱齿轮减速器齿轮传动设计 9§3.1.1高速级齿轮传动设计 9§3.1.2低速级齿轮传动设计 12§3.3轴系构造设计 16§3.3.1高速轴轴系构造设计 16§3.3.2中间轴轴系构造设计 18§3.3.3低速轴轴系构造设计 21第四章 减速器箱体及其附件设计 25§4.1箱体构造设计 25§4.2减速器附件设计 27第五章 运送、安装和使用维护规定 281、减速器安装 282、使用维护 283、减速器润滑油更换： 28参考文献 28小结 30前言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重要实践环节。本课程设计培养了咱们机械设计中总体设计能力，将机械设计系列课程设计中所学关于机构原理方案设计、运动和动力学分析、机械零部件设计理论、办法、构造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联系更为紧密。此外，它还培养了咱们机械系统创新设计能力，增强了机械构思设计和创新设计。本课程设计设计任务是展开式二级圆柱齿轮减速器设计。减速器是一种将由电动机输出高转速降至规定转速比较典型机械装置，可以广泛地应用于矿山、冶金、石油、化工、起重运送、纺织印染、制药、造船、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她先修课知识，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、机械传动及普通机械基本设计办法和环节，培养学生工程设计能力和分析问题，解决问题能力；提高咱们在计算、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基本技能，同步给了咱们练习电脑绘图机会。最后借此机会，对本次课程设计各位指引教师以及参加校对、协助同窗表达衷心感谢。由于缺少经验、水平有限，设计中难免有不当之处，恳请各位教师及同窗提出宝贵意见。第一章设计阐明书§1.1设计题目用于带式运送机展开式二级圆柱齿轮减速器。传动装置简图如下图1所示。图SEQ图\*ARABIC1§1.2工作条件持续单向运转，有轻微振动，空载启动，运送带速度容许速度误差为。有效期限为，小批量生产，两班制工作。§1.3原始技术数据（表1）表1展开式二级圆柱齿轮减速器设计原始技术数据数据组编号12345678910运送机工作轴转矩T/(N·m)800850900950800850900800850900运送带工作速度v/(m/s)1.21.251.31.351.41.451.21.31.351.4运送带滚筒直径D/mm360370380390400410360370380390本设计阐明书以第1组数据为设计根据§1.4设计工作量（1）减速器装配图一张；（0号图纸）（2）零件工作图三张（大齿轮，轴，带轮，2号图纸）；（3）设计阐明书一份。机械装置总体设计方案§2.1电动机选取§2.1.1选取电动机类型按工作规定选用Y系列（IP44）全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机。该电动机工作条件为：环境温度-15-+40℃§2.1.2选取电动机容量电动机所需工作功率（kW）为工作机所需功率（kW）为传动装置总效率为按《机械课程设计手册》表2-4拟定各某些效率为:联轴器效率为，闭式齿轮传动效率，滚动轴承，卷筒效率，代入得所需电动机功率为因载荷平稳，电动机额定功率略不不大于即可。由《机械课程设计手册》表20-1，Y系列电动机技术数据，选电动机额定功率为7.5kW。§2.1.3拟定电动机转速卷筒轴工作转速普通，二级圆柱齿轮减速器为，故电动机转速可选范畴为符合这一范畴同步转速有750r/min,1500r/min和3000r/min,其中减速器以1500和1000r/min优先，因此现以这两种方案进行比较。由《机械课程设计手册》第二十章有关资料查得电动机数据及计算出总传动比列于表2：表2额定功率为时电动机选取对总体方案影响方案电动机型号额定功率/kW同步转速/满载转速/(r/min)电动机质量/kg总传动比1Y132M-47.51500/14408122.52Y160M7.51000/97011915.2表2中，方案1与方案2相比较，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量及总传动比，为使传动装置构造紧凑，兼顾考虑电动机重量和价格，选取方案2。§2.2传动比分派§2.2.1总传动比§2.2.2分派传动装置各级传动比减速器传动比为15.2,对于两级卧式展开式圆柱齿轮减速器，为了分派均匀取，计算得两级圆柱齿轮减速器高速级传动比，低速级传动比。§2.3运动和动力参数计算§2.3.10轴（电动机轴）：§2.3.21轴（高速轴）：§2.3.32轴（中间轴）：§2.3.43轴（低速轴）：§2.3.54轴（卷筒轴）：运动和动力参数计算成果加以汇总，列出表3如下：项目电动机轴高速轴中间轴低速轴卷筒轴转速（r/min）970970227.263.863.8功率(kW)7.57.4256.996.576.5转矩(N*m)7373294983953.5传动比14.273.561效率0.990.940.940.98第三章重要零部件设计计算§3.1展开式二级圆柱齿轮减速器齿轮传动设计§3.1.1高速级齿轮传动设计1．选定齿轮类型、精度级别、材料及齿数1）按以上传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。2）运送机为普通工作，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。3)材料选取。考虑到制造以便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性，两级圆柱齿轮大、小齿轮材料均用合金钢，热解决均为调质解决且大、小齿轮齿面硬度分别为240HBS,280HBS，两者材料硬度差为40HBS。4）选小齿轮齿数，大齿轮齿数为，取。2．按齿面接触强度设计由设计公式进行试算，即拟定公式内各计算数值试选载荷系数2)由以上计算得小齿轮转矩3)查表及其图选用齿宽系数，材料弹性影响系数，按齿面硬度小齿轮接触疲劳强度极限；大齿轮接触疲劳强度极限。4)计算应力循环次数5)按接触疲劳寿命系数计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1％，安全系数S=1由得（2）计算：1)带入中较小值，求得小齿轮分度圆直径最小值为2)圆周速度：3)计算齿宽：4)计算齿宽与齿高比：模数： 齿高：∴5)计算载荷系数：依照,7级精度，查得动载系数对于直齿轮查得使用系数用插值法查得7级精度小齿轮非对称布置时，由，可查得故载荷系数6)按实际载荷系数校正分度圆直径：7）计算模数：3．按齿根弯曲强度计算：弯曲强度设计公式为拟定公式内各计算数值查图得小齿轮弯曲疲劳强度极限大齿轮弯曲疲劳强度极限;查图取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,得计算载荷系数K.查取齿形系数.查表得查取应力校正系数.查表得计算大、小齿轮并加以比较.大齿轮数值大.设计计算对比计算成果,由齿面接触疲劳强度计算模数不不大于由齿根弯曲疲劳强度计算模数,由于齿轮模数大小要取决于弯曲强度所决定承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定承载能力,仅与齿轮直径(即模数与齿数成积)关于,可取弯曲强度算得模数2.2，并接近圆整为原则值,按接触强度算得分度圆直径,算出小齿轮齿数，大齿轮齿数，取.这样设计出齿轮传动,即满足了齿面接触疲劳强度,又满足齿根弯曲疲劳强度,并做到构造紧凑,避免挥霍.4.几何尺寸计算（1）分度圆直径：（2）中心距：（3）齿轮宽度：取§3.1.2低速级齿轮传动设计1．选定齿轮类型、精度级别、材料及齿数1）按以上传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。2）运送机为普通工作，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。3)材料选取。考虑到制造以便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性，两级圆柱齿轮大、小齿轮材料均用合金钢，热解决均为调质解决且大、小齿轮齿面硬度分别为240HBS,280HBS，两者材料硬度差为40HBS。4）选小齿轮齿数，大齿轮齿数为，取。2．按齿面接触强度设计由设计公式进行试算，即拟定公式内各计算数值试选载荷系数由以上计算得小齿轮转矩查表及其图选用齿宽系数，材料弹性影响系数，按齿面硬度小齿轮接触疲劳强度极限；大齿轮接触疲劳强度极限。计算应力循环次数5)按接触疲劳寿命系数6)计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1％，安全系数S=1由得（2）计算：1)带入中较小值，求得小齿轮分度圆直径最小值为2)圆周速度：3)计算齿宽：4)计算齿宽与齿高比：模数： 齿高：∴5)计算载荷系数：查得动载系数对于直齿轮查得使用系数用插值法查得7级精度小齿轮非对称布置时，由，可查得故载荷系数6)按实际载荷系数校正分度圆直径：7）计算模数：3．按齿根弯曲强度计算：弯曲强度设计公式为拟定公式内各计算数值查图得小齿轮弯曲疲劳强度极限大齿轮弯曲疲劳强度极限;查图取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,得计算载荷系数K.查取齿形系数.查表得查取应力校正系数.查表得计算大、小齿轮并加以比较.大齿轮数值大.设计计算对比计算成果,由齿面接触疲劳强度计算模数不不大于由齿根弯曲疲劳强度计算模数,由于齿轮模数大小要取决于弯曲强度所决定承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定承载能力,仅与齿轮直径(即模数与齿数成积)关于,可取弯曲强度算得模数3，并接近圆整为原则值,按接触强度算得分度圆直径105,算出小齿轮齿，大齿轮齿数，取.这样设计出齿轮传动,即满足了齿面接触疲劳强度,又满足齿根弯曲疲劳强度,并做到构造紧凑,避免挥霍.4.几何尺寸计算（1）分度圆直径：（2）中心距：（3）齿轮宽度：取，§3.3轴系构造设计§3.3.1高速轴轴系构造设计一、轴构造尺寸设计依照构造及使用规定,把该轴设计成阶梯轴且为齿轮轴,共分七段,其中第5段为齿轮,如图2所示：图2由于构造及工作需要将该轴定为齿轮轴,因而其材料须与齿轮材料相似,均为合金钢,热解决为调制解决，材料系数为110。因此,有该轴最小轴径为：考虑到该段开键槽影响,轴径增大6%,于是有:原则化取其她各段轴径、长度设计计算根据和过程见下表:表6高速轴构造尺寸设计阶梯轴段设计计算根据和过程计算成果第1段(考虑键槽影响)21.762560第2段(由唇形密封圈尺寸拟定)30(27.848)50第3段由轴承尺寸拟定(轴承预选6007)3525第4段42.5(41.3)145第5段齿顶圆直径齿宽6570第6段4110第7段3525二、轴受力分析及计算轴受力模型简化(见图3)及受力计算图3L1=92.5L2=192三、轴承寿命校核鉴于调节间隙以便,轴承均采用正装.预设轴承寿命为3年即12480h.校核环节及计算成果见下表:表7轴承寿命校核环节及计算成果计算环节及内容计算成果6007轴承A端B端由手册查出Cr、C0r及e、Y值Cr=12.5kNC0r=8.60kNe=0.68计算Fs=eFr(7类)、Fr/2Y(3类)FsA=1809.55FsB=1584.66计算比值Fa/FrFaA/FrA>eFaB/FrB<e拟定X、Y值XA=1,YA=0，XB=1YB=0查载荷系数fP1.2计算当量载荷P=Fp(XFr+YFa)PA=981.039PB=981.039计算轴承寿命9425.45h不大于12480h由计算成果可见轴承6007合格.§3.3.2中间轴轴系构造设计一、轴构造尺寸设计依照构造几使用规定该轴设计成阶梯轴且为齿轮轴,共分五段,其中第II段和第IV段为齿轮,如图4所示:图4由于构造及工作需要将该轴定为齿轮轴,因而其材料须与齿轮材料相似,均为合金钢,热解决为调制解决,取材料系数因此,有该轴最小轴径为：因键槽开在中间，其影响不预考虑原则化取其她各段轴径、长度设计计算根据和过程见下表:表8中间轴构造尺寸设计阶梯轴段设计计算根据和过程计算成果第1段由轴承尺寸拟定(轴承预选6008)33.64025第2段(考虑键槽影响)45(44.68)77.5第3段5012.5第4段99109第5段4639第6段4025二、轴受力分析及计算轴受力模型简化(见图5)及受力计算L1=51L2=105.75L3=图5由高速轴受力分析知：三、轴承寿命校核鉴于调节间隙以便,轴承均采用正装.预设轴承寿命为3年即12480h.校核环节及计算成果见下表:表9轴承寿命校核环节及计算成果计算环节及内容计算成果6007A端B端由手册查出Cr、C0r及e、Y值Cr=29kNC0r=19.2kNe=0.68拟定X、Y值X=1Y=0查载荷系数fP1.2计算当量载荷P=Fp(XFr+YFa)PA=4976.72PB=5982.60计算轴承寿命10179.13h不大于12480h由计算成果可见轴承6007合格,§3.3.3低速轴轴系构造设计轴构造尺寸设计依照构造几使用规定该轴设计成阶梯轴,共分八段,如图6所示:图6考虑到低速轴载荷较大，材料选用45,热解决调质解决,取材料系数因此,有该轴最小轴径为：考虑到该段开键槽影响,轴径增大6%,于是有:原则化取其她各段轴径、长度设计计算根据和过程见下表:表10低速轴构造尺寸设计阶梯轴段设计计算根据和过程计算成果第1段(考虑键槽影响)(由联轴器宽度尺寸拟定)52.4960(55.64)142第2段(由唇形密封圈尺寸拟定)64(63.84)50第3段6616第4段由轴承尺寸拟定(轴承预选6014C)7024第5段7875第6段208820第7段齿宽+1080(79.8)119第8段7024二、轴受力分析及计算轴受力模型简化(见图7)及受力计算图7L1=71.5L2=119由中间轴受力分析知：三、轴承寿命校核鉴于调节间隙以便,轴承均采用正装.预设轴承寿命为3年即12480h.校核环节及计算成果见下表:表11轴承寿命校核环节及计算成果计算环节及内容计算成果6014A端B端由手册查出Cr、C0r及e、Y值Cr=98.5kNC0r=86.0kNe=0.68计算比值Fa/FrFaA/FrA<eFaB/FrB>e拟定X、Y值XA=1YA=0查载荷系数fP1.2计算当量载荷P=Fp(XFr+YFa)PA=5796.24PB=6759.14计算轴承寿命763399h不不大于12480h由计算成果可见轴承6014AC、6007均合格，最后选用轴承四、轴强度校核经分析知C、D两处为也许危险截面，现来校核这两处强度：（1）、合成弯矩（2）、扭矩T图（3）、当量弯矩（4）、校核由手册查材料45强度参数C截面当量弯曲应力：由计算成果可见C截面安全。§3.3.4各轴键、键槽选取及其校核因减速器中键联结均为静联结,因而只需进行挤压应力校核.高速级键选取及校核:带轮处键:按照带轮处轴径及轴长选键B8X7,键长50,GB/T1096联结处材料分别为：45钢(键)、40Cr(轴)二、中间级键选取及校核:(1)高速级大齿轮处键：按照轮毂处轴径及轴长选键B14X9GB/T1096联结处材料分别为：20Cr(轮毂)、45钢(键)、20Cr(轴)此时，键联结合格.三、低速级级键选取及校核(1)低速级大齿轮处键：按照轮毂处轴径及轴长选键B22X14,键长GB/T1096联结处材料分别为：20Cr(轮毂)、45钢(键)、45(轴)其中键强度最低,因而按其许用应力进行校核,查手册其该键联结合格(2)联轴器处键：按照联轴器处轴径及轴长选键16X10,键长100,GB/T1096联结处材料分别为：45钢(联轴器)、45钢(键)、45(轴)其中键强度最低,因而按其许用应力进行校核,查手册其该键联结合格.减速器箱体及其附件设计§4.1箱体构造设计依照箱体支撑强度和锻造、加工工艺规定及其内部传动零件、外部附件空间位置拟定二级齿轮减速器箱体有关尺寸如下：（表中a=225）表12箱体构造尺寸名称符号设计根据设计成果箱座壁厚δ0.025a+3=8.99考虑锻造工艺，所有壁厚都不应不大于8箱盖壁厚δ10.02a+3≥88箱座凸缘厚度b1.5δ13.35箱盖凸缘厚度b11.5δ112箱座底凸缘厚度b22.5δ22.25地脚螺栓直径df0.036a+1220.1地脚螺栓数目na≤250时，n=44轴承旁联结螺栓直径d10.75df16箱盖与箱座联接螺栓直径d2(0.5～0.6)df12轴承端盖螺钉直径和数目d3，n(0.4～0.5)df,n6,4窥视孔盖螺钉直径d4(0.3～0.4)df8定位销直径d(0.7～0.8)d28轴承旁凸台半径R1c216凸台高度h依照位置及轴承座外径拟定，以便于扳手操作为准34外箱壁至轴承座端面距离l1c1+c2+(5～10)42大齿轮顶圆距内壁距离∆1＞1.2δ1010710120螺栓扳手空间与凸缘厚度安装螺栓直径dxM8M10M12M16至外箱壁距离c1min13161822至凸缘边距离c2min11141620沉头座直径Dmin20242632油塞SEQ油塞\*ARABIC1运送、安装和使用维护规定1、减速器安装（1）减速器输入轴直接与原动机连接时，推荐采用弹性联轴器；减速器输出轴与工作机联接时，推荐采用齿式联轴器或其她非刚性联轴器。联轴器不得用锤击装到轴上。（2）减速器应牢固地安装在稳定水平基本上，排油槽油应能排除，且冷却空气循环流畅。（3）减速器、原动机和工作机之间必要仔细对中，其误差不得不不大于所用联轴器许用补偿量。（4）减速器安装好后用手转动必要灵活，无卡死现象。（5）安装好减速器在正式使用前，应进行空载，某些额定载荷间歇运转1~3h后方可正式运转，运转应平稳、无冲击、无异常振动和噪声及渗漏油等现象，最高油温不得超过100℃；并按原则规定检查轮齿面接触区位置、面积，如发现故障，应及时排除。2、使用维护本类型系列减速器构造简朴牢固，使用维护以便，承载能力范畴大，公称输入功率0.85—6660kw，公称输出转矩100—410000N.m，不怕工况条件恶劣，是合用性较好，应用量大面广产品。可通用于矿山、冶金、运送、建材、化工、纺织、轻工、能源等行业机械传动。但有如下限制条件：1.减速器高速轴转速不高于1000r/min；2.减速器齿轮圆周速度不高于20m/s；3.减速器工作环境温度为—40~45℃，低于0℃时，启动前润滑油应预热到8℃以上，高于3、减速器润滑油更换：（1）减速器第一次使用时，当运转150~300h后须更换润滑油，在后来使用中应定期检查油质量。对于混入杂质或变质油须及时更换。普通状况下，对于长期工作减速器，每500~1000h必要换油一次。对于每天工作时间不超过8h减速器，每1200~3000h换油一次。（2）减速器应加入与本来牌号相似油，不得与不同牌号油相混用。牌号相似而粘度不同油容许混合用。（3）换油过程中，蜗轮应使用与运转时相