机械设计课程设计-二级展开式圆柱齿轮减速器(含全套图纸)

课程设计报告二级展开式圆柱齿轮减速器姓名：学院：专业：年级：学号：指导教师：2006年6月29日一.设计题目设计一用于卷扬机传动装置中的两级圆柱齿轮减速器。轻微震动，单向运转，在室内常温下长期连续工作。卷筒直径D=500mm,运输带的有效拉力F=10000N,卷筒效率=0.96,运输带速度v0.3m/s,电源380V,三相交流.二.传动装置总体设计：1.组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。2.特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3.确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。其传动方案如下：三．选择电动机1.选择电动机类型：按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭型结果，电压380V，Y型。2.选择电动机的容量Pd电动机所需的功率为：PWaKWPWFVKW1000PdFV1000aKWa1所以由电动机到运输带的传动总功率为1—带传动效率：0.96—每对轴承的传动效率：0.99—圆柱齿轮的传动效率：0.96—联轴器的传动效率：0.99—卷筒的传动效率：0.96则：a10.960.9940.9620.990.960.79所以pdFV94650.33.8KW100010000.81a3.确定电动机转速卷筒的工作转速为n6010V00D6010000.311.46500r/min查指导书第7页表1：取V带传动的传动比i带2；二级圆柱齿轮减速器传动比i减速器840，所以总传动比合理范围为i总16160，故电动机转速的可选范围是：n电机ni卷筒总r/min符合这一范围的同步转速有750、1000和1500r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案如下：方案电动机型额定功率同步转速额定转速重量总传动比号KWr/minr/minN1Y112M-2415001440470125.652Y132M1-64100096073083.773Y160M1-84750720118062.83综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和带传动、减速器的传动比，可见第二方案比较适合。因此选定电动机型号为Y132M1-6，其主要参数如下；四.确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：i总n电机n总96083.7711.46分配传动比：取i带2.8，则i1i2i经计算2=4.4783.77ii2，取i16.95，29.92，12.8注：i带ii为带传动比，1为高速级传动比，2为低速级传动比。五.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；01，，，—依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与轴4之间的传动效率。1.各轴转速：n1nm960342.86r/mini带2.8n2n1342.8649.33r/mini16.95n249.3311.45r/mini24.31n3n4=n3=11.45r/min2.各轴输入功率：P1Pd013.80.963.65KW0150.980.97KW3.4712P2P1123.67P3P2233.40P4P3343.30.980.97KW3.30230.980.993.2KW343.各轴输入转矩：Td9550Pd3.80955037.80Nmnw960T1Tdi带37.802.80.96101.61NmT2T1i1101.616.950.980.97671.30NmT3T2i2671.304.310.980.972750.37NmT4T327500.980.992668.41Nm1-3轴的输出功率、输出转矩分别为各轴的输入功率、输入转矩乘轴承传动效率0.99。运动和动力参数结果如下表：轴名功率PKW转钜TN.m转速r/min输入输出输入输出电动机轴3.837.809601轴3.653.58101.6199.58342.862轴3.473.40671.30657.8749.333轴3.303.232750.372695.3611.454轴3.203.142668.412615.0411.45六.设V计带和带轮：1.设计V带①确定V带型号K查机械设计基础课本表p20513-6得：A=1.3，则pcKAPd1.33.524.6KW，又nm=960r/min,由图13-15确定选取A型普通V带，取，取=0.02，标准化得D2D1=125，D2i带D1=375②验算带速：VD1n11259606.2825601000601000m/s0.7(D1D2a02(D1D2)③确定带的基准长度：取a0=1.2（D1D2+）=1.2（125+375）=600L2ao2(D1D2)D2D1L2011mm,由表13-2选取d=20004ao④确定实际中心距aLL20002011aaod600595mm22⑤验算小带轮包角1D2D157.3160120a⑥计算V带的根数Z：1180由表13-3查得由表13-4查得ZP01.4KW，由表13-5查得K=0.95，由表13-2查得KL=1.03P0=0.11KW，则V带的根数PC4.42.84(PoPo)KKL(1.380.108)0.9591.09因此取Z=3⑦计算作用在带轮轴上的载荷Fz由表13-1查得A型V带单位长度质量q=0.1Kg/m,所以单根V带张紧力F0500(P2.52.54.561)Cqv2500(1)0.16.282190.5NKzv0.95936.28故作用在轴上载荷1163Fz2zF0sin23190.5sin1130.4N22七.齿轮的设计：1.高速级大小齿轮的设计1）选择齿轮材料：大小齿轮都选用45钢，小齿轮调质处理，硬度230，大齿轮正火处理，硬度210。2）确定许用应力：[H]a.许用接触应力：limb12limbKHLSH查精密机械设计课本表11-7得=570N/mm，limb2550N/mm2。故应按接触极限应力较低的计算，即只需求出对于调质处理的齿轮，SH[H]2。=1.1550N/mm2500N/mm21.1b.许用弯曲应力：[H]2[F]FlimbKFCKFLSF由表11-10知Flimb1=190N/mm2Flimb2180N/mm2取SF=1.4，所以[F]1190N/mm2136N/mm21.4[F]2180N/mm2129N/mm21.4a0.5，测3）根据接触强度设计：9级精度制造，载荷系数K=1.2，取齿宽系数中心距a(6.951)31016001.23352()199.3mm0.56.95500z选定1=30,z2uz16.9530209md11.67mmz1am(z1z2)239mm2b=aa0.5X239=119.5mm4）验算弯曲应力d12dm由图8-44查得,x=0z1z2FYF2T1KKV=30，YF1=2.60=2.14=209，YF2[F]113644.2N/mm2YF12.60[F]212960.3N/mm2YF22.14[F]1[F]2,故应计算大齿轮的弯曲应力，YF1YF2F144.2N/mm2[F]1，弯曲强度足够。2.低速级大小齿轮的设计：①齿轮材料的选择：小齿轮选用35MnB调质，硬度260HBS，大齿轮选用SiMn调质，硬度225HBS。②确定许用应力：[H]limbKHLSHa.许用接触应力：查表8-10得limb12=700N/mmlimb2540N/mm2故应按接触极限应力较低的计算，即只需求出对于调质处理的齿轮，SH[H]2。=1.1540N/mm2491N/mm21.1b.许用弯曲应力：[H]2[F]FlimbKFCKFLSF2N/mm=240由表8-11知Flimb1Flimb2180N/mm2取SF=1.3所以[F]1240N/mm2185N/mm21.3180N/mm2138N/mm21.3③根据接触强度设计：[F]2d1Kd3u1d[H]2uT1K取K=1.2，齿宽a0.5d1(4.311)36713001.23352()296.5mm0.54.31491121z取1=28,z2uz1121，故实际传动比i=4.3228模数m2a2X296.53.98Z1Z228121am(z1z2)2=298mmB=aa0.5X298149mm取b2149mm,b1154mm④验算弯曲应力：d12dm由图8-44查得,x=0YF1YF2FYF2T1KKV=2.63=2.16F163.5N/mm〈[F1]F252.1N/mm2〈[F2]弯曲强度足够。八．减速器机体结构尺寸如下：名称机座厚度机盖厚度机盖凸缘厚度符号δd1计算公式d=0.025a+3?8d1=0.02a+3?8b1=1.5d1结果98121423M24b1机座凸缘厚度b机座底凸缘厚度b2地脚螺钉直径地脚螺钉数目dfnb=1.5db2=2.5ddf=0.036a+12a250500时，n=6d1=0.75df6M12轴承旁联结螺栓d1直径盖与座联结螺栓d2直径轴承端盖螺钉直d3径视孔盖螺钉直径d4定位销直径dfM10108834221828165015100.85dd2=（0.50.6）dfd3=（0.40.5）dfd4=（0.30.4）dfdC1C2d=（0.70.8）d2查手册表11—2，d1，d2至外箱壁的距离dfd2至凸缘边，查手册表11—2缘距离外箱壁至轴承端l1面距离大齿轮顶圆与内D1箱壁距离齿轮端面与内箱D2壁距离箱盖，箱座肋厚m1,ml1=C1+C2+（510）D11.2dD2dm1换0.85d1,mm1=8m=9轴承端盖外径D2轴承旁联结螺栓距离S轴承孔直径+（5—5.5）120（I轴）d3125（II轴）150（III轴）120（I轴）SD2125（II轴）150（III轴）九．轴的设计：1．高速轴的设计：①材料：选用45号钢调质处理，查表10-2取②各轴段直径的确定：[]=35N/mm，C=1002dC3pn，p=3.65,则3.6522.0mm，因为装小带轮的电动机轴径d38，又因为高速轴342.86d1(0.81d.2)P，查手册886表7-7，取由d11003第一段轴径装配大带轮，且d1=36,L1=60mm,d2因为大带轮靠轴肩定位，所以取d3d4d5=40,L2=58，L3段装配轴承，取d3=45，选用6309轴承，d4=28，段是定位轴承，取=50，L4根据箱体内壁线确定后再确定。段装配齿轮直径：判断是否做成齿轮轴edd4t11.25m2t查手册得1=3.3，得e=2.22.51.253.125,因此做成齿轮轴.此时齿宽为30。d6装配轴承所以d6d3LL==45，6=3=28L12.校核该轴和轴承：=75，L2=215，L3=100作用在齿轮上的圆周力为：Ft2T12101.6110002709.6Nd1302.52709.6tg20986.2N径向力为FrFtgt作用在轴1