二级直齿圆柱齿轮减速器(改后)

1、 齐齐哈尔大学普通高等教育 机械课程设计题 目： 二级圆柱齿轮减速器 学 院： 机械工程学院 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 成 绩： 2009年 12 月 11 日设 计 目 录课题任务书1一 减速器工作情况与结构分析2（一）分析传动系统的工作情况3（二）分析减速器的结构3二 传动系统运动分析计算 5（一）计算总传动比i；总效率 ；确定电机型号. 6（二）计算各级传动比和效率7（三）计算各轴的转速功率和转矩7三、传动件的设计计算8（一） V带的设计9 （二） 齿轮的设计计算和强度校核13 （三） 轴的设计计算强度校核201输入轴的设计计算2中间轴的设计计算3输出轴的设计计算和强

2、度校核四、装配图设计27（一）装备图的作用27（二）减速器装备图的绘制27五、零件图设计 31（一）零件图的作用31（二）零件图的内容及绘制31六、设计总结33七、参考文献34题目 设计如下图所某热处理车间零件清洗用传送设备。两班制工作。工作期限为8年。设计参数如下表。 1-电动机；2-带传动；3-减速器；4-联轴器；5-鼓轮；6-传送带设计参数鼓轮直径/mm 400 mm带传动速度/（m.） 1.35m.传送带主轴所需扭矩/（N.M） 2300N.M课题任务书（1）设计任务设计带式输送机的传动系统，采用二级圆柱齿轮减速器和闭式圆柱齿轮传动。（2）原始数据传送带主轴所需扭矩：4000 N.M。

3、输送带的工作速度：v=0.6m/s。输送带的鼓轮直径：d=450mm。动力来源：电压为380v的三项交流电源。工作情况：两班制，连续单项运行，载荷较平稳。使用期：10年，每年按360计算。工作环境：室内常温，灰尘较大。减速器工作情况与结构分析（一） 分析传动系统的工作情况1、传动系统的作用：作用：介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，在此起减速作用，并协调二者的转速和转矩。2、传动方案的特点：特点：结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。由于电动机、减速器与滚筒并列，导致横向尺寸较大，机器不紧凑。但齿轮的位置不对称，高速级齿轮布置在远离转矩输入端，可使轴在

4、转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部分地抵消，以减缓沿齿宽载荷分布有均匀的现象。4、画传动系统简图： 1-电动机；2-带传动；3-减速器；4-联轴器；5-鼓轮；6-传送带（二）、分析减速器的结构分析各零件作用、结构及类型：（1）、主要零部件：、轴：主要功用是直接支承回转零件，以实现回转运动并传递动力。高速轴和中速轴都属于齿轮轴；低速轴为转轴、属阶梯轴、轴承：用来支承轴或轴上回转零件、保持轴的旋转精度、减小磨擦和磨损。高、中速轴的为GB/T2761994沟球轴承6008；低速轴为GB/T2761994深沟球轴承6012。、齿轮：用来传递任意轴间的运动和动力，在此起传动及减速作

5、用二 传动系统运动分析计算1 计算总传动比i；总效率 ；确定电机型号（1）选择电动机的类型 按已知工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。（2）确定电动机的容量工作机所需功率：=从电动机到工作机传送带剪的总效率为：=*查机械设计课程设计表2-4，取故所需电动机功率为：电动机的额定功率：=（1-1.3）=2.97-3.627KW所以取电动机的额定功率为3kw。 （3）确定电动机转速查机械设计实践表3.1推荐的传动比合理范围，二级齿轮减速器传动比=822,而工作机卷筒转速为： V 带传动比范围=24，二级齿轮减速器传动比=840，总传动比的合理范围为16160所以电动机

6、的转速可选 =（16160）*25.478=（407.6484076.48）。在此范围内符合此转速要求的同步转速有1000r/min，1500r/min。为降低电动机的重量和价格，综合考虑，电动机和传动装置的尺寸，结构，电动机的功率及带传动的传动比，和减速器的传动比等因素，选择同步转速为1000r/min的Y系列电动机，型号Y1325-6。同步转速1000r/min，满载转速960r/min，额定功率3kw。2 计算传动装置的总传动比和分配各级的传动比（1） 总传动比为 =（2） 分配传动比 为使用V 带传动的外部尺寸不至过大，取所以， 为使大齿轮直径相近取i 3计算各轴的转速、功率和转矩（1

7、）各轴转速 轴：320 轴： 轴 ：（2）各轴的输入功率 轴=5.300.96=5.08kw 轴=5.080.980.97=4.84kw 轴=4.84=4.60kw鼓 =4.600.980.99=4.46kw(3) 各轴的输入转矩电动机轴：轴：轴:轴:鼓轮轴：将以上算的运动和动力参数列表如下参数电动机轴1轴2轴3轴鼓轮轴转速n/min960320100.9544.6044.60功率p/kw5.305.084.844.604.46转矩T/（N.m）52.45151.61457.87984.97955.00动比传i3.003.172.26效率0.960.9650.975三、传动件的设计计算（1）V

8、带的设计计算已知条件两班制工作，工作8年，i=3,=960,P=5.5kw1 确定计算根据已知条件，查机械设计表8-7选取。故：2选择V带的带型根据计算功率和小带轮转速查机械设计图8-11，选取V带带型为：A型带。3确定带轮的基准直径,并验算带速1）初选小带轮基准直径根据V戴的带速，参考机械设计表8-8确定小带轮的基准直径。2）验算带速V V=因为5m/s，所以带速合格。3）、计算大带轮基准直径 根据机械设计表8-8，调整大带轮基准直径。0.7（）367.5mmmm4 确定v带的中心距a和基准长度 1）初定中心距 2） 计算带所需的基准长度 =2mm mm由8-2选带的基准长度=2000mm

9、3） 计算实际中心距aa =（600+）mm mm=542.12mm=632.12mm所以，中心距的变化范围为542.12mmmm5 验算小带轮的包角 = =所以小带轮包角符合要求。6计算带的根数1）计算单根v带的额定功率根据mm和960r/min，查机械设计表8-4a得；根据960r/min、i=3和A型带，查机械设计表8-4b得KW;查机械设计8-5得、表8-2得。所以， (1.372+0.11) 1.411KW2）计算v带的根数Z=取Z=5根。7计算单根v带的初拉力由机械设计表8-3查得A型带的单位长度质量q=0.1kg/m。所以： =500N =182.89N应是带的实际初拉力。8 压

10、轴力的最小值为： =2N =1774.带轮的结构设计根据带的根数和=mm 可选用腹板式带轮一、 确定电动机的输出轴轴颈由已知条件查得：Y系列三项一部电动机的外形安装尺寸查得Y132-6 d=38mm=（1.82）d=1.9d=1.9*38=72.2mm由机械设计表8-10 A型轮槽界面尺寸=3mm,e=15mm,=11.0mm，=()B=*80=20mmB=4e+2f=60+20=80mm, =125mm,=+2=125+6=131mmL=2d=2*38=76mm ,（2）齿轮的设计计算和强度校核1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1）按图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。(2）运输机

11、为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度GB 1009588）。(3）材料选择。由10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。(4）选小齿轮齿数=25大齿轮齿数=2.26*25=56.5 ，取=57。2按齿面接触强度设计由设计计算公式（10-9a）进行试算，即2.32（1） 确定公式内的个计算数值1) 试选载荷系数=1.32) 计算小齿轮传递的转矩 = =N.mm3）由表10-7选取齿宽系数=14）由表10-6材料的弹性影响系数=189.85)由表10-21d按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限=60

12、0Mpa,大齿轮的接触疲劳极限=550 Mpa6）由公式10-13计算应力循环次数。 = 60j=60*100.95*1*(2*8*300*8)=2.326* =1.02*7）由图10-19取接触疲劳寿命系数=1.08; =1.12。8）计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1，安全系数S=1，由公式（10-12）得 =1.08*600=648 Mpa =1.12*550=616 Mpa（2）计算 1）试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。 2.32=101.6mm2）计算圆周速度v V=m/s3) 计算齿宽bB=4) 计算齿宽与齿高之比 模数 齿高 h=2.25 =5）计算载荷系数。根据v=0.

13、54m/s，7级精度，由图10-8查的动载荷系数 =1.05直齿轮，；由表10-2查的使用系数;由表10-4用插值法查的7级精度，小齿轮相对支撑非对称布置时，。=，查图10-13得;故载荷系数 =1*1.05*1*1.431=1.5036）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由公式（10-10a）得 mm7）计算模数m。 3 按齿根弯曲强度设计由公式（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，大齿轮的弯曲疲劳强度极限；2） 由图10-18取弯曲疲劳寿命系数,;3） 计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S1.4，由公

14、式（10-12）得 Mpa4） 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（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲疲劳强度算的模数3.28并就近圆整为标准值m=4mm，按接触强度算的的分度圆直径，算的小齿轮的齿数 mm大齿轮齿数 mm 这样设计出的齿轮传动，即满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根

15、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） 计算齿宽宽度 取，为使齿轮的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度大致相同，两大齿轮的润滑程度相同，在轴中的小齿轮取上述与轴的小齿轮相同，即 计算中心距 计算齿轮宽度取，。（4） 轴的设计计算强度校核 1输入轴的设计计算 1）由前面所求出输入轴功率， 2）求作用在齿轮的力 已知，圆周力：Ft=2T/d=2/108N=2808N 径向力：Fr=Ft.tan20=2808tan20=1022N 3）确定轴的最小直径 （1）选择轴的材料 选取轴的材料为45号钢，调质处理，根据表取（2）初步估算轴

16、外伸段直径：，考虑轴与联轴器有联系，故轴经可增加5%，即1.05=27.6 1.05=29mm5） 轴的结构设计（1） 确定轴上零件的布置 将齿轮布置在中间，非对称于两端轴承，齿轮用轴承与轴套作轴向固定，用平建和配合H7/r6作轴向固定，左右轴承内圈用套筒轴向固定，轴的轴向定位是用轴承盖凸缘单向固定轴承外圈来实现的轴外身段用平键周向定位。 （2）确定轴的各段直径29取d=40mm 通过轴承盖的轴径和轴承内圈配合的轴径取同一直径即在轴承产品中初步选取0基本游隙组标准精度的深沟球轴承6010，=50mm， D=80mm，B=16mm安装齿轮轴段直径=68mm、d均满足相应的标准直径，轴肩高度为75

17、mm轴套高度h=3mm轴肩圆角=2mm齿轮定位轴肩圆角半径=2.5mm（3） 确定轴的各段长度根据设定的轮毂长度113mm，取轴长长度为111mm，安装右轴承的轴径长为35mm，轴肩宽度为10mm，轴套长度15mm，安装轴承端盖的总长度为20mm，轴承端盖右端到左轴承的距离为30mm，轴径长度为70mm。（4）轴上零件的周向定位 均采用平键链接，由=68mm，查的健截面bh=2012，键槽用键槽铣刀加工长为100mm因为为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选用轮毂与轴配合H7/r6，同样大带轮与轴连接选用平键为10856mm，大带轮与轴配合H7/k6，滚动轴承与轴的同向定位是过度配合来保证的

18、，此处选轴的尺寸公差为m62 中间轴的设计计算1）由前面所求出输入轴功率， 2）求作用在齿轮的力 已知， 圆周力：Ft=2T/d=2/344N=2662N 径向力：Fr=Ft.tan20=4100tan20=967N 3）确定轴的最小直径 （1）选择轴的材料 选取轴的材料为45号钢，调质处理，根据表取（2） 初步估算轴外伸段直径：4）轴的结构设计（1） 确定轴上零件的布置 将齿轮布置在中间，非对称于两端轴承，齿轮用轴承与轴套作轴向固定，用平建和配合H7/r6作轴向固定，左右轴承内圈用轴肩和套筒固定，轴的轴向定位是用轴承盖凸缘单向固定轴承外圈来实现的轴外身段用平键周向定位。 （2）确定轴的各段直

19、径40取d=55mm 通过轴承盖的轴径和轴承内圈配合的轴径取同一直径即在轴承产品中初步选取0基本游隙组标准精度的深沟球轴承6011，=55mm，D=90mm，B=18mm安装齿轮轴段直径=70mm、=70mm、均满足相应的标准直径，轴肩高度为80mm轴套高度h=3mm轴肩圆角=2mm齿轮定位轴肩圆角半径=2.5mm（3） 确定轴的各段长度根据设定的轮毂1长度108mm，取轴长长度为106mm、轮毂2长度113mm，取轴长长度为111mm安装右轴承的轴径长为35mm，轴肩宽度为15mm，轴套长度15mm（4）轴上零件的周向定位 均采用平键链接，由=68mm，查的健截面bh=2012、键槽用键槽铣

20、刀加工长为100mm，=80mm，查的健截面bh=2214、键槽用键槽铣刀加工长为90mm因为为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选用轮毂与轴配合H7/r6，滚动轴承与轴的同向定位是过度配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为m6 输出轴的设计计算1由前面所求出输入轴功率， 2求作用在齿轮的力 已知，圆周力：Ft=2T/d=2/248N=7943.31N 径向力：Fr=Ft.tan20=7943.31tan20=2891.13N 3确定轴的最小直径 （1）选择轴的材料 选取轴的材料为45号钢，调质处理，根据表取（2）初步估算轴外伸段直径：，考虑轴与联轴器有联系，故轴经可增加5%，即1.05=51.

21、6 1.05=54.1mm4选择联轴器 轴的计算转矩为，查表14-1考虑转矩变化很小，故取=1.3 则=1.=N.mm 查标准GB/T5014-2003手册，选用TL10型弹性柱销联轴器。其公称转矩为N.mm，半联轴器的孔径d=65mm,半联轴器长度L=142mm半联轴器与轴配合的毂孔长度=107mm5 轴的结构设计1 确定轴上零件的布置 将齿轮布置在中间，非对称于两端轴承，齿轮用轴承与轴套作轴向固定，用平建和配合H7/r6作轴向固定，左右轴承内圈用轴套固定，轴的轴向定位是用轴承盖凸缘单向固定轴承外圈来实现的，轴外身段用平键周向定位。 2确定轴的各段直径联轴器的轴段直径取d=65mm ，=75

22、mm选用滚动轴承6015系列，D=115mm，d=75mm,B=20mm安装齿轮轴段直径=80m，、d均满足相应的标准直径，轴肩=86mm，=75mm,轴套高度h=3mm轴肩圆角=2mm齿轮定位轴肩圆角半径=2mm3 确定轴的各段长度根据设定的轮毂长度108mm，取轴长长度为106mm，安装右轴承的轴径长为35mm，轴肩宽度为15mm，轴套长度15mm，安装轴承端盖的总长度为20mm，轴承端盖左端到轴肩的距离为30mm，轴径长度为50mm。4轴上零件的周向定位 均采用平键链接，由=80mm，查的健截面bh=2214，键槽用键槽铣刀加工长为90mm因为为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选用轮

23、毂与轴配合H7/r6，半联轴器与轴连接，选用平键为1811100mm,半联轴器与轴配合为H7/r6，滚动轴承与轴的周向定位是过度配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为m6验算轴的弯扭组合强度（1） 确定轴承支点位置由滚动轴承B=20，a=B/2=10mm（2） 确定轴承支点间的距离轴承支点间的距离为 L=B/22+215+108+108+16=282（3）绘制轴的受力 从动轴上齿轮的作用力为 圆周力：Ft=7943N 径向力：Fr=2891N7 计算支反力 （1）求水平面的支反力 （2）垂直面内支反力 总弯矩 总弯矩：= =因为进行校核时通常校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面即D处的强度，取=0.6

24、轴的计算应力： 前面已选定轴的材料为45号钢，调质处理=60Mpa,因此四、装配图设计（一）、装配图的作用作用：装配图表明减速器各零件的结构及其装配关系，表明减速器整体结构，所有零件的形状和尺寸，相关零件间的联接性质及减速器的工作原理，是减速器装配、调试、维护等的技术依据，表明减速器各零件的装配和拆卸的可能性、次序及减速器的调整和使用方法。（二）、减速器装配图的绘制1、装备图的总体规划：（1）、视图布局：、选择3个基本视图，结合必要的剖视、剖面和局部视图加以补充。、选择俯视图作为基本视图，主视和左视图表达减速器外形，将减速器的工作原理和主要装配关系集中反映在一个基本视图上。布置视图时应注意：a

25、、整个图面应匀称美观，并在右下方预留减速器技术特性表、技术要求、标题栏和零件明细表的位置。b、各视图之间应留适当的尺寸标注和零件序号标注的位置。（2）、尺寸的标注：、特性尺寸：用于表明减速器的性能、规格和特征。如传动零件的中心距及其极限偏差等。、配合尺寸：减速器中有配合要求的零件应标注配合尺寸。如：轴承与轴、轴承外圈与机座、轴与齿轮的配合、联轴器与轴等应标注公称尺寸、配合性质及精度等级。查3P106表7-2。、外形尺寸：减速器的最大长、宽、高外形尺寸表明装配图中整体所占空间。、安装尺寸：减速器箱体底面的长与宽、地脚螺栓的位置、间距及其通孔直径、外伸轴端的直径、配合长度及中心高等。（3）、标题栏

26、、序号和明细表：、说明机器或部件的名称、数量、比例、材料、标准规格、标准代号、图号以及设计者姓名等内容。查GB10609.1-1989和GB10609.2-1989标题栏和明细表的格式。、装备图中每个零件都应编写序号，并在标题栏的上方用明细表来说明。（4）、技术特性表和技术要求：、技术特性表说明减速器的主要性能参数、精度等级、表的格式参考3P108表7-3，布置在装配图右下方空白处。、技术要求包括减速器装配前、滚动轴承游隙、传动接触斑点、啮合侧隙、箱体与箱盖接合、减速器的润滑、试验、包装运输要求。2、绘制过程：（1）、画三视图：、绘制装配图时注意问题： a先画中心线，然后由中心向外依次画出轴、

27、传动零件、轴承、箱体及其附件。b、先画轮廓，后画细节，先用淡线最后加深。c、3个视图中以俯视图作基本视图为主。d、剖视图的剖面线间距应与零件的大小相协调，相邻零件剖面线尽可能取不同。e、对零件剖面宽度 的剖视图，剖面允许涂黑表示。f、同一零件在各视图上的剖面线方向和间距要一致。、轴系的固定：a、轴向固定：滚动轴承采用轴肩和闷盖或透盖，轴套作轴向固定；齿轮同样。b、周向固定：滚动轴承采用内圈与轴的过渡配合，齿轮与轴除采用过盈配合还采用圆头普通平键（2）、润滑与密封、润滑： 齿轮采用浸油润滑。参考1P245。当齿轮圆周速度 时，圆柱齿轮浸入油的深度约一个齿高，三分之一齿轮半径，大齿轮的齿顶到油底面

28、的距离3060mm。参考1P310。、密封：防止外界的灰尘、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂的漏失。查4P383表10-37，高低速轴密封圈为：唇形密封圈（FB型）GB/T9877.1-1998。（3）、减速器的箱体和附件：、箱体：用来支持旋转轴和轴上零件，并为轴上传动零件提供封闭工作空间，防止外界灰砂侵入和润滑逸出，并起油箱作用，保证传动零件啮合过程良好的润滑。 材料为：HT200。加工方式如下：加工工艺路线：铸造毛坯时效油漆划线粗精加工基准面粗、精加工各平面粗、半精加工各主要加工孔精加工主要孔粗、精加工各次要孔加工各紧固孔、油孔等去毛刺清洗检验、附件：包括窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴承盖、定位销、启箱螺钉、油标、放油孔及放油螺塞、起吊装置。3、完成装配图：五、零件图设计（一）、零件图的作用： 作用：1、反映设计者的意图，是设计、生产部门组织设计、生产的重要技术文件。 2、表达机器或部件运载零件的要求，是制造和检验零件的依据。（二）、零件图的内容及绘制：1、选择和布置视图：（1）、轴：采用主视图和剖视图。主视图按轴线水平布置，再在键槽处的剖面视图。（2）、齿轮：采用主视图和侧视图。主视图按轴线水平布置（全剖），反映基本形状；侧视图反映轮廓、辐板、键槽等。2、合理标注尺寸及偏差：（1）、轴：参考3P113，径向尺寸以轴线为基准标注，