二级齿轮减速箱课程设计说明书

机械设计课程设计说明书设计题目二级同轴式圆柱齿轮减速器班级机自1121学号1121103120姓名王松指导教师支前锋淮阴工学院机械工程院机自专业2014年1月4日1目录一、设计任务二、电动机的选择三、传动装置的总传动比及其分配四、传动装置的运动和动力参数4.1各轴转速4.2各轴输入功率4.3各轴转矩五、齿轮的设计六、轴的设计与校核七、轴承的选择及校核八、联轴器九、减速器的润滑十、减速器箱体材料及结构尺寸2一、设计任务设计一个带式运输机用二级同轴式圆柱齿轮减速器。单班工作，载荷平稳，大修期4年，使用年限8年，（每年工作300天），小批生产。传动简图如图1所示。图1运输带工作拉力F/N:1700运输带工作上的v/(m/s):1.4卷筒直径D/mm：282二、电动机的选择1.传动带的功率Pw=2.480kW2.设定二对联轴器传动效率1=0.99二对圆柱齿轮传动效率2=0.97四对轴承传动效率3=0.98卷筒传动效率4=0.96∴总效率η=η12×η22×η34=0.8533.电动机输出功率：Pd=P/η=2.8kw查设计手册选择电动机型号为：Y100L2-4电动机型号为：Y100L2-4技术数据如下表格电动机型号额定功率（Kw）同步转速（r/min）满载转速（r/min）堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y100L2-43150014302.22.3三、传动装置的总传动比及其分配1.计算总传动比075.15941430wmnni2.传动比i1=i2=3.883四、计算传动装置的运动和动力参数设输入轴为1轴，中间轴为2轴，输出轴轴为3轴,卷筒轴为4轴。1.各轴转速：n1=nm=1430r/minn2=nm/i1=368r/minn3=n2/i2=95r/min2.各轴输入功率：P1=Pd×η1=2.8×0.99=2.772kwP2=P1×η2η3=2.772×0.98×0.97=2.635kwmin/r4960*1000vnwD4P3=P2×η2η3=0.834×0.98×0.97=2.505kwP4=P3×η1=0.793×0.99=2.480kw3.各轴输入转距：Td=9550×Pd/nm=9550×2.8/1430=18.70N·mT1=Td×η1=18.70×0.99=18.513N·mT2=T1×i1×η2η3=18.513×3.883×0.98×0.97=68.335N·mT3=T2×i2×η2η3=68.335×3.883×0.98×0.97=252.237N·mT4=T3×η1=252.237×0.96=242.148N·m轴号功率P（Kw）转矩T(N·m)转速n（r/min)传动比i效率η电机轴2.818.7014301.000.991轴2.77218.51314303.8830.972轴2.63568.3353683.8830.973轴2.505252.237951.000.9954卷筒轴2.480242.14895五．齿轮的设计(1).选精度等级、材料及齿数①运输机一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。②材料选择。选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为270HBW，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为230HBW。③选小齿轮齿数z1=23，大齿轮齿z2=89④选取螺旋角。初选螺旋角β=13o经软件计算得出如下齿轮1.2数据设计传递功率/kW:2.77200小轮最高转速/(r/min):1429.95小轮最大扭矩/(N.mm):18513.00预期工作寿命/h:38400第Ⅰ公差组精度(运动精度):7第Ⅱ公差组精度(运动平稳性):7第Ⅲ公差组精度(接触精度):7名义传动比:3.88实际传动比:3.876使用系数:1.10动载系数:1.11接触强度齿间载荷分配系数:1.74接触强度齿向载荷分布系数:1.26弯曲强度齿间载荷分配系数:1.74弯曲强度齿向载荷分布系数:1.22支承方式:非对称支承传动方式:闭式传动齿面粗糙度Rz/μm:3.20润滑油运动粘度V40/(mm^2/s):22.00小轮齿数z1:23小轮齿宽b1/mm:40小轮变位系数x1/mm:0.0000螺旋角(°):11.7569小轮分度圆直径/mm:58.73齿轮法向模数mn/mm:2.50小轮计算接触应力/MPa:368.67小轮接触疲劳许用应力/MPa:580.41小轮接触疲劳极限应力/MPa:716.00小轮计算弯曲应力/MPa:45.09小轮弯曲疲劳许用应力/MPa:401.12小轮弯曲疲劳极限应力/MPa:271.007小轮材料及热处理方式:合金钢调质小轮齿面硬度/HV10:270.00小轮节圆直径/mm:58.73小轮齿根圆直径/mm:52.48小轮齿顶圆直径/mm:63.73小轮齿顶圆齿厚/mm:1.78重合度:2.57大轮齿数z2:89中心距/mm:143大轮齿宽b2/mm:35大轮变位系数x2/mm:0.0000大轮分度圆直径/mm:227.27大轮计算接触应力/MPa:368.67大轮接触疲劳许用应力/MPa:457.39大轮接触疲劳极限应力/MPa:485.00大轮计算弯曲应力/MPa:44.59大轮弯曲疲劳许用应力/MPa:288.89大轮弯曲疲劳极限应力/MPa:195.00大轮齿面硬度/HBW:210.00大轮材料及热处理方式:结构钢正火大轮节圆直径/mm:227.27大轮齿根圆直径/mm:221.028大轮齿顶圆直径/mm:232.27大轮齿顶圆齿厚/mm:1.84啮合角(°):20.39极限传递功率(kW):4.26682齿轮1.2数据设计传递功率/kW:2.77200小轮最高转速/(r/min):1429.95小轮最大扭矩/(N.mm):18513.00预期工作寿命/h:38400第Ⅰ公差组精度(运动精度):7第Ⅱ公差组精度(运动平稳性):7第Ⅲ公差组精度(接触精度):7名义传动比:3.88实际传动比:3.87使用系数:1.10动载系数:1.11接触强度齿间载荷分配系数:1.74接触强度齿向载荷分布系数:1.33弯曲强度齿间载荷分配系数:1.74弯曲强度齿向载荷分布系数:1.29支承方式:非对称支承传动方式:闭式传动9齿面粗糙度Rz/μm:3.20润滑油运动粘度V40/(mm^2/s):22.00小轮齿数z1:23小轮齿宽b1/mm:50小轮变位系数x1/mm:0.0000螺旋角(°):11.7569小轮分度圆直径/mm:58.73齿轮法向模数mn/mm:2.50小轮计算接触应力/MPa:329.57小轮接触疲劳许用应力/MPa:580.41小轮接触疲劳极限应力/MPa:716.00小轮计算弯曲应力/MPa:36.69小轮弯曲疲劳许用应力/MPa:401.12小轮弯曲疲劳极限应力/MPa:271.00小轮材料及热处理方式:合金钢调质小轮齿面硬度/HV10:270.00小轮节圆直径/mm:58.73小轮齿根圆直径/mm:52.48小轮齿顶圆直径/mm:63.73小轮齿顶圆齿厚/mm:1.78重合度:2.83大轮齿数z2:8910中心距/mm:143大轮齿宽b2/mm:45大轮变位系数x2/mm:0.0000大轮分度圆直径/mm:227.27大轮计算接触应力/MPa:329.57大轮接触疲劳许用应力/MPa:457.39大轮接触疲劳极限应力/MPa:485.00大轮计算弯曲应力/MPa:36.29大轮弯曲疲劳许用应力/MPa:288.89大轮弯曲疲劳极限应力/MPa:195.00大轮齿面硬度/HBW:210.00大轮材料及热处理方式:结构钢正火大轮节圆直径/mm:227.27大轮齿根圆直径/mm:221.02大轮齿顶圆直径/mm:232.27大轮齿顶圆齿厚/mm:1.84啮合角(°):20.39极限传递功率(kW):5.33923六、轴的设计与校核最小轴径的设计111.选材、热处理选45钢调质220HBW---250HBW2.初算轴径低速轴的最小直径7.3595505.212033npCd∵单键槽增大5%-7%∴35.7（1+6%）=37.8mm此轴承受的转矩为T3=252.237N·m与之相联的联轴器需满足此转矩。∴综上取d=38mm结构设计12低速轴的强度校核T=18.513NFt=623NFr=623.tan20/cos11.5679=232NFa=Ft.tan11.5679=127.5NMa=Fa.d/2=3825N130MAFt×34=F2NH×71F2NH=298NF1NH=Ft-F2NH=623-298=325NF2NV=Fa=127.5NFr.37+Ma=F1NV.71F1NV=175NF2NV=Fr-F1NV=57NM1V=F1NV.34=5950NmmM2V=M1V-Ma=2150NmmMH=F1NH.L2=11050NmmM1=NMMVH12550221M2=NMMVH11252222Mca=NTM16834221MPaMPaWMca7521ca强度满足七、联轴器GY型凸缘联轴器J型轴孔八、减速器的润滑1）齿轮的润滑因齿轮的圆周速度12m/s,所以用浸油润滑的润滑方式。高速齿轮浸入油里约0.7个齿高，但不小于10mm，低速齿轮浸入油高度约为一个齿高，也不小于10mm，2）滚动轴承的润滑因润滑油中的传动零件（齿轮）的圆周速度1.52/ms，所以采用飞溅润滑，通过箱壁的油槽传输。九、减速器箱体材料及结构尺寸材料Q235A14箱体壁厚mmmma8575.6025.0取8mm箱盖壁厚mmmma886.502.01取18mm箱体凸缘厚度箱座1.512bmm箱盖111.512bmm箱底座22.520bmm加强肋厚度箱座0.856.8mmmmmdf275.175.01d箱盖110.856.8mmm地脚螺钉直径148.171236.daoof取mmf17d地脚螺钉数目n=4轴承旁连接螺栓直径mmdf75.1275.01d取d1=12mm箱盖、箱座联结螺栓直径mmdf2.105.8)6.05.0(2d取d2=10mm螺栓间距200Lmm观察孔盖螺钉直径mmdf8.61.5)4.03.0(4d取d4=6mm12fddd至箱外壁距离118Cmm12fddd至凸缘的距离216Cmm轴承旁凸台半径1216RCmm箱体外壁至轴承座端面距离112(510)40lCCmm