机械设计课程设计说明书展开式二级圆柱齿轮减速器.doc

2010/2011学年 第二学期机械设计课程设计题目名称 _学院（系）_专 业 _班 级 _学 号 _姓 名 _指导老师 *大学2011年6月设计题目：展开式二级圆柱齿轮减速器设计数据：运送带传递的有效圆周力F=3100N设计要求：原动机为电动机，齿轮单向传动，有轻微冲击工作条件：连续单向运转 工作时有轻微震动 空载启动 使用期限为八年 单班工作制(每班8小时)传动示意图如下：目录一、 选择电动机二、 确定传动装置的总传动比和分配传动比三、 计算传动装置的运动和动力参数四、 设计V带和带轮五、 链传动的设计 六、 齿轮的设计 七、 齿轮具体参数 八、 轴的设计 九、 滚动轴承的选择及校核计算 十、 轴承端盖参数 十一、 键的选择及校核 十二、 密封圈的设置 十三、 减速器机体结构和尺寸 十四、 参考资料一、 选择电动机工作机所需功率Pw：带的传动效率： 0.95每对轴承的传动效率：0.99圆柱齿轮的传动效率：0.97联轴器的传动动效率：0.99滚筒的传动效率： 0.96链的传动效率 ： 0.96说明：电动机之工作机之间的总效率根据电动机功率及转速查手册第317页表108查出电动机型号为Y123S4.额定功率为5.5kw，工作输出效率为4.7kw,工作输出效率为85.5基本符合工作要求二、 确定传动装置的总传动比和分配传动比总传动比 ：平均传动比：分配传动比： 则三、 计算传动装置的运动和动力参数将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴,2轴，3轴，4轴。 依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3之间，轴3与轴4之间的传动效率。1. 各轴转速：2.各轴输入功率： 3各轴输入转矩： 四、设计V带和带轮：1. 设计V带(1) 确定设计功率 查课本表8-7得：=1.1则计算功率 （2）选择带型 根据 , 由课本图8-12，选择A型V带。 （3）选取带轮基准直径 与 由表8-8取=75mm由式8-18得= * *（1- ）=1.67*75*（1-0.02）=122.7mm 查课本表8-8取=125mm 为带传动的滑动率=0.02（4）验算带速 带速在525m/s范围内，合适（5）取V带基准长度Ld和中心距a：初步选取中心距： 取=270mm符合0.7（+）< <2(+)由课本式8-26得: 查课本表8-2取=900mm由课本式8-27计算实际中心距：（6）验算小带轮包角 ：由课本式8-3得：(7)求v带根数z：由式8-28得： 查课本表8-3得， =1.3 查课本表8-4得, =0.08查课本表8-6得, =0.87查课本表8-5得, =0.98则取=6（8）求作用在带轮轴上的压力查课本表8-1得q=0.1kg/m，故由课本式8-29得单根V带的初拉力;(9)作用在轴上压力由式8-30得：五、 链传动的设计：1、 选择链轮齿数，根据i=2.3估计链速在0.63之间由表（8-15）知，选小链轮的齿数=25大链轮的齿数= *i链=25*2.3=57.5所以取=582、确定计算功率 由表（8-12）查得=1.0 故 = * =1.0*4.66=4.66km3、确定中心距及链节数 初选中心距 =30p 由式（8-43）得取=102mm4、确定链条型号和节距p由表8-13查得小链轮齿数系数K=1.34由图8-14查得链板疲劳破坏=1.01由表8-14查得Kp=1所需传递的功率根据n=112 =3.44 由图8-24选滚子链型号16A，链节距p=25.45、验正链速6、确定链长L和中心距a链长：L=中心距;=756.6 mm7作用于轴上的压力F=工作平稳，取压轴力系数1.2=1.2 F=4719N六、 齿轮的设计: I.第一级减速齿轮的设计（1）选择材料及确定许用应力由图5-29c查得弯曲疲劳极限应力由图5-32c查得接触疲劳极限应力2.按轮齿弯曲疲劳计算出齿轮的模数m (1)确定许用弯曲应力 由式 标准取 取 所以（2）计算小齿轮的名义转矩;（3）选取载荷系数K（1.31.7） K=1.5（4）选取齿轮参数（=1730） 选取=28 Z=i *=3.2*28=89.6 因此选取=90 齿宽系数 齿数比U=（5）确定复合齿形系数 =28 X=0 由图5-26查得 （6）确定重合度系数代入m中：按表5-1取标准模数：m=2则中心距： （7）计算传动的几何尺寸：=m =2*28=56mm= m =2*90=180mm齿宽 取3、校核齿面接触疲劳强度 由式5-27知： = =许用接触应力：由式5-34得 .第二级减速齿轮设计 1.选择材料及确定许用应力 由图5-29c查得弯曲疲劳极限应力 由图5-32c查得接触疲劳极限应力 2. 按齿轮弯曲疲劳度计算出齿轮的模数mm（1）。确定许用弯曲应力由式标准取值 取 （2）计算小齿轮的名义转矩：（4）选取齿轮参数 选取齿宽系数 齿数比u=2.4（5）确定复合齿形系数 代入m中： 按表5-1取标准模数：m=2.5则中心距：mm（7）计算传动的几何尺寸：3 校核齿面接触疲劳强度 由式5-27知： 许用接触应力： 七齿轮具体参数：1.第四个齿轮具体参数 2. 第三个齿轮具体参数 3. 第二个齿轮具体参数 C=0.3 B=8.4n=0.5 m=1 r=5八、轴的设计（1）材料：由P239表12-1选20CrMnTi渗碳淬火回火调质处理。 C=100（2）轴的结构设计：由课本P172表8-9查得：带轮宽：（3）初选齿轮端面距箱壁间的距离 滚动轴承与箱内边距 轴承处箱体凸缘宽度取 轴承盖厚度取 轴承盖与带轮距离取 轴承盖与链轮距离取 选取轴承宽度 齿轮宽度分别为 轴的设计受力分析：圆周力： 径向力：带轮压轴力： 轴段长度：求水平方向的支座反力 4.求垂直方向的支座反力 5.合成弯矩 6.求当量弯矩 7.计算最小直径 其他 轴上有键槽，d应增大5% 8.选各段轴颈和轴长轴颈 （左到右）20 25 30 35 40 51 40 30轴长 （左到右）93 62 30 57 10 35 8 30.轴的设计1.受力分析 2.轴段长度 3.求水平方向的支座反力 4.求垂直方向的支座反力 5.合成弯矩 （同上轴）6.求当量弯矩=195.92NmMC=157.77Nm7.计算最小直径其他轴上开槽，d应增大5%8.选各段轴径和轴长轴径（左到右）40 44 50 45 40 轴长（左到右）37 48 15 26 41III轴的设计1.受力分析圆周力：径向力：链轮的压轴力：2.轴段长度 （由II轴确定） （由II轴确定）3.求水平方向的支座反力4.求垂直方向的支座反力5.合成弯矩6.求当量弯矩=7.计算最小直径其他轴上有键槽，d应增大5%8.选各段轴径和轴长轴径（左到右）20 25 30 35 45 35 30轴长（左到右）93 62 23 73 35 12 24九、滚动轴承的选择及校核计算根据实际条件，轴承预计寿命小时I轴承设计 1.计算轴承径向载荷2.求当量动载荷由课本14-13选动载荷系数所以故只需校核I轴承的寿命3.基本额定动载荷由课本可知圆锥滚子轴承的寿命指数4.选轴承根据d=30 查表得当选轴承为32006时=51.8KN>此时 D=55 B=17各轴长度（左到右） 93 62 30 57 10 35 8 30II轴承设计 n=269r/minN N N N1. 计算轴承径向载荷=3272.4N=2723.72求当量动载荷有课本14-13选动载荷系数所以 故只需校核III轴承的寿命=1.23272.4=3926.883.基本额定动载荷有课本P280可知圆锥滚子轴承的寿命指数=3=3926.88=26573.54.选轴承根据d=40 查表得当选轴承为6208时此时D=80 B=18各轴长度（左到右） 37 48 15 26 41III轴承设计 n=112r/min 1. 计算轴承径向载荷 =5634.1N2.求当量动载荷由课本14-13选动载荷系数所以故只需校核VI轴承的寿命3.基本额定都动载荷由课本可知圆锥滚子轴承的寿命指数4.选轴承根据d=55 查表得当选轴承为32011时此时D=90 B=23各轴段长度十、轴承端盖参数：由机械设计手册表14-43第一根轴上（输入端无孔）轴承外径D D=55mm螺栓直径 螺栓所在中心圆 轴承端盖外径 轴承端盖凸缘厚度 轴承盖内径 止推套筒长度有结构确定第二根轴上（输入端无孔）轴承外径 螺栓直径 螺栓所在中心圆 轴承端盖外径 轴承端盖凸缘厚度 轴承盖内径 第三根轴上（输入端无孔）轴承外径 螺栓直径 螺栓所在中心圆 轴承端盖外径 轴承端盖凸缘厚度 轴承盖内径 十一、键的选择及校核第一个键选键:根据由新编机械设计手册P266表6-7选A型键校核由课本P222公式10-2得传递的转矩 轴的直径 键的工作长度 键的轮毂接触高度 由课本P222公式10-1查得 取因所以满足强度要求第二个键校核：由课本P222公式10-2得传递的转矩 轴的直径 键的工作长度 键的轮毂接触高度 由课本P222公式10-1查得 取因所以满足强度要求第三个键校核：由课本P222公式10-2得传递的转矩 轴的直径 键的工作长度 键的轮毂接触高度 由课本P222公式10-1查得 取因 所以满足强度要求十二、密封圈的设置：1. 高速轴上的密封圈d=30 D=45 B=7 =31 2. 低速轴上的密封圈 十三、减速器机体结构及尺寸减速器箱体参数：箱座厚度 箱盖厚度 箱盖凸缘厚度 箱座凸缘厚度 箱座底凸缘厚度 地脚螺栓直径 地脚螺钉数目 n 查手册的 n=6轴承旁联接螺栓直径 盖与座连接螺栓直径 轴承端盖螺钉直径 轴承端盖上螺钉数目 4视孔盖螺钉直径 6定位销直径 6，至外箱盖壁的距离 查手册得 ，至凸缘边缘的距离 查手册得 外箱壁至轴承端面距离 齿轮顶圆与内箱壁距离 箱板肋厚 箱座肋厚 轴承端盖外径 轴承端盖外径 十四、参考资料【1】 张黎骅、郑严主编新编机械设计手册，北京：人民邮电出版社，2008.5【2】 李育锡主编，机械设计课程设计，北京：高等教育出版社，2008.6【3】 黄华梁、彭文生主编，机械设计基础，北京：高等教育出版社，2007.5待添加的隐藏文字内容1D=55mm