机械设计课程设计两级圆柱齿轮减速器的设计.doc

机械设计课程设计-装 订 线-计算说明书 院系：汽车与交通学院 专业 ：汽车服务工程 班级: 汽车102 班题目：两级圆柱齿轮减速器的设计指导教师 韩旭东 设计者: 于凯波 201024235 1. 目录-22. 设计任务书-23. 电动机的选择计算-3 3-1总传动比及分配各传动比-44. 传动装置的运动与参数的选择和计算-55. 传动零件的设计计算-6 5-1V带的选择-6 5-2齿轮的设计与计算-86. 轴的设计计算-13 6-1高速轴I及轴承的计算-13 6-2中间轴II及轴承的计算-16 6-3低速轴III及轴承的计算-207. 基本偏差确定-238. 键联接的选择和验算-249. 联轴器的选择-2610. 减速器的润滑方式的选择-2711. 总结-2812. 参考资料目录-2813. 附录-30 3 发动机的选择原始数据： 鼓轮直径 D=350mm 传送带传送速度 v=0.8m/s 传送带从动轴所需扭矩 950N.mM=F.R F=2M/D P=F.V=2MV/D=2×950×0.8/350=4.34KW传动装置总效率 =0.96×××0.99× 0.96=0.825=P/n=5.26 KW查表 可选Y系列三相异步电动机 或滚筒转速=60V/D=60×0.8/.0.35=43.7 r/min 以同步转速1500r/min及1000r/min两种方案比较 方案号型号额定功率同步转速(r/min)满载转速电动机质量总传动比15.51500144032.9525.5100096021.973-1分配传动比 =21.97/2.5=8.788 两级齿轮减速器高速级的传动比 =3.44 低速级传动比 O轴（电动机轴）： I轴:减速器高速轴 II轴：减速器中间轴 r/min III轴：减速器低速轴 IV轴：传动滚筒 轴序号功率P/KW转速n/(r/min)转矩T/N.m传动型式传动比效率05.596054.7带传动250.95I5.225384129.9齿轮传动3.440.96II5.02111.63429.46齿轮传动2.550.96III4.8243.781051.42联轴器1.00.98IV4.7243.781029.605.传动零件的设计计算 5-1、V带的选取 1、由机械设计书上表8-3，当把原动机每天工作时间定为10-16h 得 2、根据，小带轮转速，由图8-10可知，工作点处于A、B相邻区之间。 方案一：选取B型带 3、希望结构紧凑，由表8-4和8-2a，取 ， 则大轮直径 由表8-4 取 转速误差 < 5 合适 4、验证带速 < 25m/s 合适 5、选定中心距 （大概取值为（11.5）根据结构要求 取 6、初算带的基准长度 由表8-1选取带基准长度 7、实际中心距 8、小带轮包角 >120 满足要求。 9、单根V带传递功率的增量根据 查表8-2a用平均法求得 10、单根V带传递功率的增量已知B型V带， 传动比 查表8-2b得 (平均法选值） 11、计算V带根数 应用平均法选值 （表8-5）（表8-6） 取根 所用V带为 B-1600×2 12、作用在带轮轴上的力 作用在轴上的力 13、带轮结构设计5-2 、减速器低速级斜齿圆柱齿轮设计 1、已知T=429.46N.m n=111.63 r/min i=2.55(1) 、根据工作要求，选择齿面硬度350HBS 小齿轮选用40，调质，硬度调为260HBS 大齿轮选用42，调质，硬度调为220HBS 小齿轮 大齿轮（2） 、选择齿宽系数 见课本P185 由于轻型减速器，取（3） 、确定载荷系数K 见课本P183 因齿轮相对轴承对称布置，且带式传输机载荷较平稳故取K=1.5（4） 、初步计算中心距 由公式（9-27) （5） 、选择齿数、螺旋角，确定模数 取小齿轮齿数 ，取 中心距取为217，初选 1、根据P163 表9-1 取或8 在范围内 2、时 无解 所以（6） 、分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 中心距 大齿轮齿宽 取 小齿轮齿宽 取 因小齿轮轮齿面硬，为便于安装，故齿宽大些，以免工作时在大齿轮齿面上造成压痕（7） 、由表9-3 取9级精度 2、验算轮齿弯曲疲劳强度 （1）、由表9-3 （2） 、查齿形系数 由表9-6得 > 应验算小齿轮 由式（9-30)(3) 、 < 验算合用 五、减速器高速级直齿圆柱齿轮传动 1、已知T=129.9 （1) 、确定作用在小齿轮上的转矩 （2) 、根据工作要求，采用硬度350HBS 大齿轮选用45钢，调质260HBS 小齿轮选用45钢，调质220HBS 由表9-5确定 小齿轮 大齿轮 （3) 、选择 （4) 、确定载荷系数K 因齿轮相对轴承对称布置，且载荷平稳，取K=1.5（5) 、计算中心距a （6） 、选择齿数和模数 取 取（7） 、小齿轮分度圆直径及齿顶圆直径 大齿轮分度圆直径及齿顶圆直径 中心距 大齿轮宽度 取 取（8） 、根据齿轮精度等级 取用8级精度 2、 轮齿弯曲强度验算 根据表9-7 （2) 、 查齿形系数 > 所以验算小齿轮（3） 、 <192MPa 所以安全 3、结构设计6. 轴的设计计算 6-1减速器高速级(直齿） 选择轴的材料为45钢 正火处理 轴端最小直径 直齿轮螺旋角 径向力 轴向力 设计高速级轴承 课本P297 , 因为 轴承的设计使用寿命根据P301取12000h 由P297公式 额定动载荷 又根据轴端最 小直径不小于28考虑到轴的直径变化以及经济性 选用轴承6207（1） 、决定支点反作用力及弯曲力矩 截面I-I的弯曲力矩 截面I-I的垂直面弯矩 合成弯矩 转矩 =1.299 从图中判断I-I面弯矩值最大，面II-II 纯扭故决定直径时，据两截面计算 已知轴为45钢，正火 查机械设计基础 第七版 陈云飞 卢玉明主编P262表12-3得 计算I-I处当量弯矩 II-II处当量弯矩 I-I处直径 I-I处有键槽，轴的直径增加3%，并考虑结构要求，取 II-II处也有键槽，轴的直径也要略加大，取 6-2 减速器中间轴设计 中间轴传递功率5.02kw,转速，扭矩（1） 、选择轴的材料 减速器传递功率为中小功率，选45钢，正火处理。（2） 、按扭转强度估算轴径 由P261表12-2 （3） 、设计轴结构，选取轴承 初步选取7309AC B=25mm 则 L=187.5mm 取 取 >e >e 取 X=0.41 Y=0.87 初步选取7309AC轴承 合成弯矩 当量弯矩 （II-II） dII (I-I) dI 6-3.减速器低速轴 （1） 、选择轴的材料 传递小功率所以选45钢，正火处理。（2） 、按扭转强度估算轴径 （3） 、设计轴，选取轴承 初选7013AC轴承 部分数据已给出 垂直面 水平面 取 取 >e >e X=0.47 Y=0.87 <35.5KN 所以选取的7013AC轴承能满足使用要求。 7.基本偏差确定 根据互换性与技术测量P43 确定轴上的尺寸 基本偏差、并在P21得到偏差数值减速器主要零件荐同配合 机械课程设计 P174齿轮、带轮、联轴器的配合选用挡油盘与轴的配合选用轴承盖与箱体孔的配合配合选用与密封件接触段轴公差带为P148 滚动轴承与轴和座孔的配合<0.15所以轴公称内径=35 与轴配合选用k6 与座孔选用H7机械设计基础 第七版 陈云飞 、卢玉明主编P1048.键的选择及其强度校核（1) 、高速轴 根据工作需求，选松连接的半圆键、材料45钢 正火处理1处与联轴器相连 d=28mm 由表7-2 选用8×7轴t=4.0 键长50 验算挤压强度条件 <70MPa剪切强度条件 <120MPa符合要求4处与齿轮链接 选松连接的半圆键 材料45钢 正火处理选用10 t=5.0 键长40mm验算 挤压强度条件 <70MPa剪切强度条件 <120MPa符合要求（2） 、中间轴2处与齿轮连接 选松连接的半圆键 材料45钢 正火处理 由表8-2 选用149 轴t=5.5 键长36 验算挤压强度条件 <150MPa剪切强度条件 <120MPa符合要求4处与齿轮连接 选1811 t=7.0 l=63mm 键长63验算挤压强度条件 <150MPa剪切强度条件 <120MPa符合要求（3） 、低速轴1处与联轴器连接选松连接半圆键 45钢 正火处理 选1610 t=6.0mm验算挤压强度条件 <150MPa剪切强度条件 <120MPa符合要求6处与齿轮连接 d=67mm 选松连接半圆键 45钢正火处理 20×12 t=7.5 挤压强度条件 <150MPa剪切强度条件 <120MPa符合要求9.联轴器的选择HL型弹性柱销联轴器的选择高速级轴 选用HL2 联轴器28×62 GB5014-85 主动端 Y型轴孔 L=62mmA型键槽 从动端 Y型轴孔 L=62mmT=129.9N.m<Tn=315 n=384r.min<5600符合要求低速轴 选用 HL4联轴器 55×112 GB5014-85 主动端 Y型轴孔L=112mmA型键槽T=1051.42N.m<1250N.m n=43.78r.min 符合要求10.润滑油及润滑方式的选择本减速器采用油润滑方法选取全损耗系统用油（GB443-89）牌号：L-AN22 因为此牌号润滑油主要适用于小型机床齿轮箱，传动装置轴承，中小型电机，风动工具等。11. 总结 通过三周的课程设计我们小组完成了减速器内部结果的设计，包括内部主要零件的选择，以及各种尺寸的计算，而且我们还做出了相应的零件图以及装配图，大家齐心协力并最终满意的完成任务。由于在设计方面我们没有足够的经验，在设计中难免会出现这样那样的问题，比如有的地方原本设计的尺寸太小，虽然可以作图，但是实际中根本无法加工；还有我们对轴承的选择以及润滑油的选择等可能不够经济型，这些都是我们的不足，后期针对这些情况我们都应该一一去弥补。可喜之处是：通过这次课程设计，我们学会了团结合作，也熟练了CAD以及WORD的应用，我们感觉到自己在课本上学到的东西终于能够用到实际的设计上了，大家都感到非常有成就感，对以后的学习也有了更多的兴趣。最后感谢评委老师为我们此次的课程设计做出指正，并希望此次答辩顺利完成。12. 参考文献陈云飞、卢玉明机械设计基础（第七版） 高等教育出版社 张琳、杨月英主编机械制图中国建材工业出版社刘鸿文材料力学（第5版）高等教育出版社魏斯亮、李时骏主编互换性与技术测量（第二版）北京理工大学出版社巩云鹏、田万禄、张祖立、黄秋波主编机械设计课程设计东北大学出版社附录图一 两级圆柱齿轮减速器零件图 P=4.34kw=0.825=5.26 KW=8.788 dIIdI 图二 两级圆柱齿轮装配图