二级圆柱齿轮减速器-课程设计

机械设计说明书题目：二级圆柱齿轮减速器学号：姓名：学院：专业：班级：导师：目录绪论、机械设计基础课程设计任务书…………………….1一、传动方案的拟定及说明…………………………….2二、电动机的选择……………………………………….2三、计算传动装置的运动和动力参数………………….3四、传动件的设计计算…………………………………..5五、轴的设计计算……………………………………….15六、铸件减速器机体结构尺寸计算表及附件的选择......22七、润滑与密封方式的选择、润滑剂的选择………….26八、课程设计总结…………………………….…………27九、参考资料目录…………………………….…………28一、课程设计的内容设计带式输送机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器（见图1）。设计内容应包括：传动装置的总体设计；传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择；减速器装配图和零件工作图设计；设计计算说明书的编写。图1二、课程设计的要求与数据已知条件：1．运输带工作拉力：F=1.8kN；2．运输带工作速度：v=1.1m/s；3．卷筒直径：D=350mm；4．工作条件：单向运转，有轻微振动，经常满载，空载起动，单班制工作、使用期限5年，输送带速度容许误差为±5％。三、课程设计应完成的工作1．减速器装配图1张；2．零件工作图2张（轴、齿轮各1张）；3．设计说明书1份。专业文档供参考，如有帮助请下载。设计计算及说明结果一、传动方案的拟定及说明传动方案给定为二级减速器（包含带轮传动和两级圆柱齿轮传动减速），说明如下：为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速Wn，即min1.603501.1100060100060rDvnW由于齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大刚度，并将齿轮安装在输入轴的远端，使轴在弯矩作用下产生的弯矩变形和在转矩作用下产生的扭矩变形部分抵消，以减少载荷齿宽分布不均的现象，且工作转速一般、结构简单紧凑、加工方便、成本低、传动效率高以及使用和维护方便所以此展开式二级直齿圆柱齿轮减速系统能满足工作要求。二、电动机选择1．电动机容量1)卷筒轴的输出功率ＰＷkWFvPW210001.1×180010002)电动机输出功率ＰdWdpP传动装置的总效率54233221式中，...21为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由参考书附表2-3查得：弹性联轴器99.01；滚子轴承98.02；圆柱齿轮传动97.03；卷筒轴滑动轴承95.04；V带传动5=0.96则784.096.095.097.098.099.024min1.60rnWkWPW2784.0专业文档供参考，如有帮助请下载。设计计算及说明结果故kWpPWd6.2784.022．电动机额定功率edP由附表6-1选取电动机额定功率kWPed33．电动机的转速为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由任务书中推荐减速装置传动比范围60~8i，则电动机转速可选范围为min/3606~8.480)60~8(1.602rinnWd可见只有同步转速为1000r/min的电动机均符合。选定电动机的型号为Y132S--6。主要性能如下表：电机型号额定功率满载转速起运转矩最大转矩Y132S--63KW960r/min2.02.24、计算传动装置的总传动比i并分配传动比1）、总传动比i=161.60960nnwm（符合8i60）2)、分配传动比假设V带传动分配的传动比2i1，则二级展开式圆柱齿轮减速器总传动比。i=8ii1二级减速器中：高速级齿轮传动比5.38*5.1i*5.1i2。低速级齿轮传动比3.25.38iii23。三、计算传动装置的运动和动力参数1．各轴转速减速器传动装置各轴从高速轴至低速轴依次编号为：Ⅰ轴、Ⅱ轴、kw6.2Pdi=162i=3.53i=2.3专业文档供参考，如有帮助请下载。设计计算及说明结果Ⅲ轴。各轴转速为：min/6.593.21.137min/1.1375.3480min/4802960imin/9603210rinnrinnrnnrnnmm2．各轴输入功率按电动机所需功率dP计算各轴输入功率，即kWPPkWPPkWPPkWPPdd3.297.098.04.24.297.098.05.25.296.06.26.2323250第三根轴的功率，第二根轴的功率，第一根轴的功率，电动机的输入功率，3．各轴输入转矩T(N•m)mmNmmNiTTmmNmmNnPT44150460060105296.0106.2106.29606.21055.91055.9mmNmmNiTTmmNmmNiTT553325422106.33.297.098.01066.1107.15.397.098.01053将计算结果汇总列表备用。项目电动机高速轴Ⅰ中间轴Ⅱ低速轴ⅢN转速（r/min）960480137.159.6P功率（kW）2.62.52.42.3转矩T(N•m)4106.241055107.15106.3i传动比23.52.3min/6.59min/1.137min/480min/9600rnrnrnrnkWPkWPkWPkWP3.24.25.26.20mmNTmmNT440105106.2mmNTmmNT55106.3107.1专业文档供参考，如有帮助请下载。设计计算及说明结果效率0.960.960.96四、传动件的设计计算3.1带传动的设计3.1.1V带传动设计要求1.带传动设计的主要内容选择合理的传动参数；确定带的型号、长度、根数、传动中心距、安装要求、对轴的作用力及带的材料、结构和尺寸等。2.设计依据传动的用途及工作情况；对外廓尺寸及传动位置的要求；原动机种类和所需的传动功率；主动轮和从动轮的转速等。3.注意问题带传动中各有关尺寸的协调，如小带轮直径选定后要检查它与电动机中心高是否协调；大带轮直径选定后，要检查与箱体尺寸是否协调。小带轮孔径要与所选电动机轴径一致；大带轮的孔径应注意与带轮直径尺寸相协调，以保证其装配稳定性；同时还应注意此孔径就是减速器小齿轮轴外伸段的最小轴径。3.1.2V带传动设计的计算（以下设计所需查表的数据均查自《机械设计基础》第二版刘江南郭克希主编湖南大学出版社）1求计算功率CP:根据公式：CP=AKP查表9-5知AK=1.2，得CP=1.22.6=3.1kw2选择普通V带型号根据CP=3.1kw和mn=960r/min，查表9-8知选用A型V带。3确定带轮基准直径1d2d查表9-2知A型V带轮的最小基准直径为75mm又kw1.3Pc选择A型V带专业文档供参考，如有帮助请下载。设计计算及说明结果从图9-8中查出1d建议值为80-100mm故暂取1d=100mm由式（9-6）得大带轮的基准直径为：2d=i1d（1-)=2100(1-0.02)=196mm按表9-2取2d=200mm，此时实际传动比将发生改变，、i=1n/2n=2d/1d(1－)≈2d/1d=1.96传动比改变量为（（、i－i）/i）×100％=2%若仅考虑带传动本身，误差在5％以内是允许的。4验算带速v因为v=1d0n/601000=(3.14100960)/(601000)=5.02m/s因为55.0225，故带速合适。5确定基准长度dL和实际中心距因为0.7（1d＋2d）≦0≦2（1d＋2d），即0.7（100＋200）≦0≦2（100＋200）所以有210≦0≦600初定中心距0=300又因为0L=20＋(/2)(1d＋2d)＋212)-dd(/40将数据带入上式得0L=1079.6由表9-3选用基准长度dL=1000mm又因为实际中心距≈0＋（dL－0L）/2=300mm100d1mm200d296.1i、V=5.02mm6.1079L0专业文档供参考，如有帮助请下载。设计计算及说明结果＋（1000－1079.6)/2=260.2mm中心距变动范围为：min=－0.015dL=260.2－0.015×1000=25.2mm，max=＋0.03dL=260.2＋0.03×1000=290.2mm。6验算小带轮包角1由式1≈。180－（（2d－1d）/）×。3.57=。180－（（200－100）/260.2）×。3.57=。158。120合适7确定V带根数z由式z=cP/（（0P＋0P）KLK）查表9-4查得0P=0.95kw，查表9-6得0P=0.11kw，查表9-7查得K=0.94，查表9-3查得LK=0.89则：z=3.1/（（0.95＋0.11）0.940.89）=3.5取z=4根8求初拉力0F及带轮轴上的压力QF由式0F=500cP/zv(2.5/K－1）＋q2v，查表9-1知q=0.1kg/m,得0F=500×3.1/（4×5.02）×（2.5/0.94－1）＋0.1×5.02×5.02=133.7N由式QF=2z0Fsin(1/2)=2×4×133.7×sin(158/2)=1049.95N为方便数据查阅，绘制表3-1：V型带传动相关数据mm2.260V带根数Z=4N7.133F0N95.1049FQ专业文档供参考，如有帮助请下载。设计计算及说明结果计算功率cP（kw）传动比i带速V(m/s)带型根数单根初拉力（N）压轴力（N）3.125.02A864.10小带轮直径(mm)大带轮直径(mm)中心距(mm)基准长度（mm）4133.7小带轮包角100200260.21000163.4602减速器传动零部件-高速级齿轮的设计计算1）选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数按照已经选定的传动方案，高速级齿轮选择如下：（1）.齿轮类型选用直齿圆柱齿轮传动（2）.齿轮精度等级由于带式输送机速度较慢，查表6-5，选择8级精度等级（3）.材料选择在确定大小齿轮时，由于小齿轮受载荷更频繁，故要使小齿轮硬度比大齿轮高30-50HBS，所以选择小齿轮40Cr调质硬度241-286HBS大齿轮45钢调质硬度217-255HBS2）初步选取主要参数。取小齿轮齿数1z=24，大齿轮齿数2z=i×1z=3.5×24=84，取2z=84，齿数比=i=3.5，取齿宽系数d=13）按齿面接触疲劳强度设计计算由式（6-19）计算小轮分度圆直径1d≧321)/()/1(d/2(HHEZZZKT）确定各参数值载荷系数，查表6-6，取K=1.2小齿轮名义转矩1T=9.55×610×P/1n=9.55×610×2.5/480=5×410N.mm材料弹性影响系数查表6-8，EZ=189.8aMP84Z25.3i1dmm.N105T41专业文档供参考，如有帮助请下载。设计计算及说明结果④区域系数：HZ=2.5⑤重合度系数因为t=1.88－3.2（（1/1Z）＋(1/2Z)）=1.88－3.2((1/24)＋1/84)=1.7Z=3/4t=3/)7.1-4(=0.88⑥许用应力，查表6-19（a）1limH=750MPa，2limH=600MPa查表6-7，按一般可靠度要求取：HS=1则1H=1limH/HS=750/1=750MPa2H=2limH/HS=600/1=600MPa取俩式计算中较小值，即H=600MPa于是1d≧321)/()/1(d/2(HHEZZZKT）将上述数据带入