二级减速器课程设计说明书

《机械设计》课程设计说明书-1-1设计任务书1.1设计数据及要求表1-1设计数据序号F(N)D(mm)V(m/s)年产量工作环境载荷特性最短工作年限传动方案719202650.82大批车间平稳冲击十年二班如图1-11.2传动装置简图图1-1传动方案简图1.3设计需完成的工作量（1）减速器装配图1张(A1)（2）零件工作图1张（减速器箱盖、减速器箱座-A2）；2张（输出轴-A3；输出轴齿轮-A3）（3）设计说明书1份（A4纸）2传动方案的分析一个好的传动方案，除了首先应满足机器的功能要求外，还应当工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、成本低廉以及使用维护方便。要完全满足这些要求是困难的。在拟定传动方案和对多种方案进行比较时，应根据机器的具体情况综合考虑，选择能保证主要要求的较合理的《机械设计》课程设计说明书-2-传动方案。现以《课程设计》P3的图2-1所示带式输送机的四种传动方案为例进行分析。方案a制造成本低，但宽度尺寸大，带的寿命短，而且不宜在恶劣环境中工作。方案b结构紧凑，环境适应性好，但传动效率低，不适于连续长期工作，且制造成本高。方案c工作可靠、传动效率高、维护方便、环境适应性好，但宽度较大。方案d具有方案c的优点，而且尺寸较小，但制造成本较高。上诉四种方案各有特点，应当根据带式输送机具体工作条件和要求选定。若该设备是在一般环境中连续工作，对结构尺寸也无特别要求，则方案ca、均为可选方案。对于方案c若将电动机布置在减速器另一侧，其宽度尺寸得以缩小。故选c方案，并将其电动机布置在减速器另一侧。3电动机的选择3.1电动机类型和结构型式工业上一般用三相交流电动机，无特殊要求一般选用三相交流异步电动机。最常用的电动机是Y系列笼型三相异步交流电动机。其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低，适用于不易燃、不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。此处根据用途选用Y系列三相异步电动机3.2选择电动机容量3.2.1工作机所需功率wP卷筒3轴所需功率：1000FvPW=100082.01920=574.1kw卷筒轴转速：min/13.5914.326582.0100060100060rDvnw3.2.2电动机的输出功率dP考虑传动装置的功率耗损，电动机输出功率为wdPP传动装置的总效率：《机械设计》课程设计说明书-3-4332221滚筒效率滚动轴承效率齿轮传动效率联轴器效率--------4321取96.099.097.099.04321所以86.096.099.097.099.0322所以83.186.0574.1wdPPkw3.2.3确定电动机额定功率edP根据计算出的功率dP可选定电动机的额定功率edP。应使edP等于或稍大于dP。查《机械设计课程设计》表20-1得kwPed2.23.3选择电动机的转速由《机械设计课程设计》表2-1圆柱齿轮传动的单级传动比为6~3，故圆柱齿轮传动的二级传动比为36~9，所以电动机转速可选范围为min/7.2128~17.532min/13.59)36~9(''rrninwd3.4电动机技术数据符合上述要求的同步转速有750r/min,1500r/min和3000r/min,其中减速器以1500和1000r/min的优先，所以现以这两种方案进行比较。由《机械设计课程设计》第二十章相关资料查得的电动机数据及计算出的总传动比列于表3-1：表3-1电动机技术数据方案电动机型号额定功率kW电动机转速r/min电动机质量kg总传动比同转满转总传动比高速级低速级1Y100L1-42.2150014203424642Y112M-62.2100094045164.53.5表3-1中，方案1与方案2相比较，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量及总传动比，为使传动装置结构紧凑，兼顾考虑电动机的重量和价格，选择方案2，即所选电动机型号为《机械设计》课程设计说明书-4-Y112M-6。4传动装置运动和动力参数计算4.1传动装置总传动比的计算1613.59940wmnni4.2传动装置各级传动比分配减速器的传动比i为16,对于两级卧式展开式圆柱齿轮减速器的21)5.1~1.1(ii，计算得两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比5.41i，低速级的传动比5.32i。4.3传动装置运动和动力参数计算4.3.1电动机轴运动和动力参数计算mNnPTrnnkWPPmd35.229550min/9402.2000004.3.2高速轴运动和动力参数计算mNnPTrnnkWkWPP13.229550min/940178.299.02.2111011014.3.3中间轴运动和动力参数计算mNnPTrinnkWkWPP5.959550min/9.2085.494009.299.097.0178.222211232124.3.4低速轴运动和动力参数计算mNnPTrinnkWkWPP5.3219550min/7.5909.299.097.009.23332233223《机械设计》课程设计说明书-5-5传动件的设计计算5.1高速级齿轮传动设计计算5.1.1选择材料、热处理方式和公差等级1）按以上的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。2）运输机为一般工作，速度不高，故选用8级精度（GB10095-88）。3)材料选择。考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性，圆柱齿轮的大、小齿轮材料均用45钢，小齿轮调质处理，大齿轮正火处理。由《机械设计》书表10-1得齿面硬度HBS1=217-255,HBS2=162-217,平均硬度硬度分别为236HBS,190HBS，二者材料硬度差为46HBS。4）选小齿轮的齿数231z，大齿轮的齿数为5.103235.42z，取1042z。5）选取螺旋角。初选螺旋角14。5.1.2按齿面接触强度设计由设计公式进行试算，即.)][(1.23211HEHdttzzuuTKd（5-1）(1)确定公式内的各计算数值1)试选载荷系数4.1tK2)由以上计算得小齿轮的转矩mNT13.2213)查表及其图选取齿宽系数1d，材料的弹性影响系数218.189MPaZE，按齿面硬度的小齿轮的接触疲劳强度极限MPaH5801lim；大齿轮的接触疲劳强度极限MPaH3902lim。4)计算应力循环次数9111035.1)230085(19406060hjLnN89121035.41035.1NN5)按接触疲劳寿命系数9.01HN95.02HN6)计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1％，安全系数S=1由SNlim（5-2）《机械设计》课程设计说明书-6-得MPaSMPaSHNHHNH5.37039095.05225809.0lim221lim11故：MPaMPaHHH25.44625.3705222][][][217）查图选取区域系数46.2HZ。8）查图得765.01，87.02，则635.121（2）计算：1)求得小齿轮分度圆直径1td的最小值为mmzzuuTKdHHEdtt37)25.46646.28.189(5.45.5635.1110213.24.12.)][(1.232432112)圆周速度：smndt/82.11000609403714.310006013)计算齿宽及模数：齿宽：mmdbtd373711模数:mmdmtnt56.12314cos37cos11齿高:mmmhnt51.356.125.225.2∴5.1051.337hb4）计算纵向重合度：82.114tan231318.0tan318.01zd5)计算载荷系数：根据1AK,smv/82.1,8级精度，查得动载系数1.1V，4491.1HK，35.1FK,4.1FHKK故载荷系数23.24491.14.11.1.1HHVA6)按实际载荷系数校正分度圆直径：《机械设计》课程设计说明书-7-mmddtt2.434.123.23733117）计算模数：mmdmn82.12314cos2.43cos115.1.3按齿根弯曲强度计算弯曲强度设计公式为32121cos2FSaFadnYYzYKTm（5-3）(1)确定公式内的各计算数值1)根据纵向重合度82.1，从图中查得螺旋角影响系数88.0Y2)计算当量齿数：8.11314cos104cos18.2514cos23cos33223311zzzzvv3)查图得小齿轮的弯曲疲劳强度极限;4801MPaFE大齿轮的弯曲疲劳强度极限MPaFE2502;4)查图取弯曲疲劳寿命系数;95.0,9.021FNFNKK5)计算弯曲疲劳许用应力.取弯曲疲劳安全系数S=1.4,得MPaSKMPaSKFNFNFFEFNF6.1694.125095.06.3084.14809.02221116)计算载荷系数K.079.235.14.11.11FFVAKKKKK7）查取齿形系数.查表得.169.2;6164.221FaFaYY8）查取应力校正系数.查表得801.1;5909.121SaSaYY9）计算大、小齿轮的FSaFaYY并加以比较.《机械设计》课程设计说明书-8-02302.06.169801.1169.201349.06.3085909.16164.2222111FSaFaFSaFaYYYY大齿轮的数值大.（2）设计计算mmmmmn266.102303.0635.123114cos88.022130079.2232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,由于齿轮模数的大小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(即模数与齿数的成积)有关,可取弯曲强度算得的模数1.266mm，并接近圆整为标准值mmmn2,按接触强度算得的分度圆直径mmd2.431,算出小齿轮齿数212cos2.43cos11nmdz，大齿轮齿数5.945.4212z，取952z.这样设计出的齿轮传动,即满足了齿面接触疲劳强度,又满足齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免浪费.5.1.4.几何尺寸计算（1）计算中心距：mmmzzan55.11914cos22)9521(cos2)(21将中心距圆整为120mm.（2）修正螺旋角：84.1412022)9521(arccos2)(arccos21amzzn值改变不多，故参数HZK、、等不必修正。（3）分度圆直径：mmmzdmmmzdnn56.19684.14cos295cos4.4384.14cos221cos2211（4）齿轮宽度：mmdbd4.431取mmB432mmB5015.2低速级齿轮传动设计计算《机械设计》课程设计说明书-9-5.2.1选择材料、热处理方式和公差等级1）运输机为一般工作，速度不高，故选用8级精度（GB10095-88）。2)材料选择。考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性，圆柱齿轮的大、小齿轮材料均用45钢，小齿轮调质处理，大齿轮正火处理。由《机械设计》书表10-1得齿面硬度HBS1=217-255,HBS2=162-217,平均硬度硬度分别为236HBS,190HBS，二