二级直齿圆柱齿轮减速器_课程设计

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1、机械设计课程设计说明书设计题目：二级直齿圆柱齿轮减速器 设计者：第四维指导教师：刘博士2011年12月23日整理为word格式目录一、设计题目 3二、传动装置总体设计 3三、选择电动机 3四、确定传动装置传动比分配5五、计算传动装置运动和动力参数5六、齿轮的设计6七、减速机机体结构设计13八、轴的设计14九、联轴器的选择23十、减速器各部位附属零件设计 23十一、润滑方式的确定24整理为word格式一.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=220mm,运输带的有效拉力F=1500N,运输带速度,电源380V,三相交流.

2、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：三选择电动机整理为word格式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 电动机所需的功率为： 所以 由电动机到运输带的传动总功率为 联轴器效率：0.99滚动轴承的传动效率：0.98圆柱齿轮的传动效率：0.97卷筒的传动效率：0.96则：所以 3.确定电动机转速卷筒的工作转速为 二级圆柱

3、齿轮减速器传动比所以电动机转速可选范围为 符合这一范围的同步转速有750、1000和1500r/min。根据容量和转速，由书本表14.1或有关手册选定电动机型号为Y100L-4。其主要性能如下表：整理为word格式电动机型号额定功率KW同步转速r/min额定转速r/minY100L1-4 2.2150014202.22.2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Y100L1-4，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： 分配传动比：，取，经计算注： 为高速级传动比，为低速级传动比。五.计算传动装置的运动和

4、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；，依次为联轴器、轴承、齿轮传动和卷筒的的传动效率。1.各轴转速：整理为word格式 =2.各轴输入功率： 3.各轴输入转矩： 1-3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：功率P/KW转矩T/(Nmm)转速n/(r/min)传动比i效率电动机轴2.0214201轴2.00142010.992轴1.90312.14.550.953轴1.81963.250.95卷筒轴1.769610.97整理为word格式六.齿轮的设计.高速级大小齿轮的设计1材料选择,由表10-1选择小

5、齿轮材料为40Cr,硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS2 选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取3按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即（1）确定公式内内的各计算数值1）试选载荷系数2）计算小齿轮的传递转矩3）由表10-7选取齿宽系数4）由表10-6查的材料的弹性系数5）由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限。6）由式计算应力循环次数。7)由图10-19取接触疲劳寿命系数,.8)计算疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由式得整理为word格式（2）计算1）试算小齿轮的分度圆直径，代入中较小的值。

6、2）计算圆周速度v.3)计算齿宽b。4)计算齿宽与齿高之比。 模数 齿高 5）计算载荷系数。根据v=2.44m/s，7级精度，由图10-8查得动载系数，直齿轮，,由表10-2查得使用系数由表10-4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，由查图10-13得,故载荷系数6)按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式得整理为word格式7）计算模数。4. 按齿根弯曲强度设计由式得弯曲强度的设计公式为(1)确定公式内的各计算数值1）由式查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限2）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数,3)计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数,由式得4)计算载荷

7、系数K。5)查取齿形系数。由表10-5查得 ，6）查取应力校正系数。由表10-5查得 ，7）计算大小齿轮的并加以比较。整理为word格式大齿轮的数值大。（2）设计计算对此计算结果，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m的大小主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，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲强度算得的模数1.03并就近圆整为标准值m=2.5mm,按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数大齿轮齿数 ，取5几何尺寸计算（1）计算分度圆直径(2) 计算中心距(3) 计算齿轮宽度取,.低速级大小齿轮的设计：1. 材料选择.由表1

8、0-1选择小齿轮材料为40Cr,硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢硬度为240HBS，二者材料硬度差40HBS。2. 选小齿轮齿数，大齿轮齿数3.按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即整理为word格式（1）确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数2）计算小齿轮的传功转矩3）由表10-7选取齿宽系数4）由表10-6查得材料的弹性影响系数5）由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限6）由式计算应力循环次数7）由图10-19取接触疲劳寿命系数,8）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，由式得（2）计算1）试算小齿轮分度圆直径，代入中较小

9、的值2）计算圆周速度v整理为word格式3）计算齿宽b4）计算齿宽与齿高之比模数 齿高 5）计算载荷系数。根据v=0.87m/s，7级精度，由图10-8查得动载系数直齿轮，由表10-2查得使用系数由表10-4用差值法查得7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时由,查图10-13得,故载荷系数6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，有式得7）计算模数m4. 按齿根弯曲强度设计由式得弯曲强度的设计公式为（1）确定公式内的各计算数值1）由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲强度极限整理为word格式 2）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数, 3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系

10、数S=1.4，由式得4）计算载荷系数K5）查取齿形系数由表10-5查得 , 6）查取应力校正系数。由表10-5查得 , 7）计算大小齿轮的并加以比较大齿轮的数值大（2）设计计算对此计算结果，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m的大小主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做决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲强度算得的模数1.65并就近圆整为标准值m=2，按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数整理为word格式大齿轮齿数 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到了结构紧凑。避免浪费5.

11、几何尺寸计算（1）几何分度圆直径（2）计算中心距（3）计算齿轮宽度取， 七减速器机体结构尺寸如下名称符号计算公式结果机座厚度10机盖厚度10机盖凸缘厚度15机座凸缘厚度15机座底凸缘厚度25地脚螺钉直径M16地脚螺钉数目4轴承旁联结螺栓直径M12盖与座联结螺栓直径=（0.5 0.6）M10轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）8视孔盖螺钉直径=（0.30.4）5整理为word格式定位销直径=（0.70.8）8，至外箱壁的距离查手册表112342218，至凸缘边缘距离查手册表1122816外箱壁至轴承端面距离=+（510）50大齿轮顶圆与内箱壁距离1.215齿轮端面与内箱壁距离16箱盖，箱座肋厚77

12、轴承端盖外径轴承孔直径+（55.5）72（I 轴）77（II 轴）97（III轴）轴承旁联结螺栓距离72（I 轴）77（II 轴）97（III轴）八轴的设计 轴的设计轴是减速器的主要零件之一，轴的结构决定轴上零件的位置和有关尺寸。1中间轴图4-1 轴的材料选用45钢，调质处理。按文献【一】表15-3，取A0=110mm。于是，取。输出轴最小直径显然是安装轴承处直径，由文献【二】表12.1，根据轴最小直整理为word格式径是30mm，轴承可选圆柱滚子轴承N205E型，其基本尺寸为dDB=255215mm,故此处轴的直径为25mm，即段上的直径d1=25mm。此段长度l1=15mm。 段轴直径取,

13、段处轴肩的高度h=（0.070.1）d1=2.13mm。因为该轴肩不承受轴向力，故取h=2mm，此处有键，直径增大5%，则此处轴的直径d3=35mm。又因为此处与齿轮配合，故其长度应略小于齿宽，取l3=32mm。段，齿轮的定位轴肩高度h=（0.070.1）d2=2.53.4mm，因为它不承受轴向力，故取h=3mm，即d4=47mm。取l4=20mm。段与齿轮配合，其直径与处相等，即d5= =35 mm。该段长度应略小于齿轮的宽度，取l5=58 mm。段轴直径与段相等，即d6= =30 mm。l6=27mm。段轴直径与段相等，即，。中间轴的总长2 输入轴图 4-2 轴的材料选用45钢，调质处理。

14、按文献【一】表15-3，取A0=110mm。于是，因为处有单键槽轴应增大5%，则取，即d1=14mm。l1=32mm。段处轴肩的高度h=（0.070.1）d1=1.261.8mm。而且该段安装轴承，轴需与轴承配合，由文献【二】表12.1，故轴承可选圆柱滚子轴承N204E,其基本尺寸为,故轴的直径，。整理为word格式段与齿轮配合，其长度应略小于齿宽B，轴肩的高度，取，故，段定位轴肩高度，取，故，。段轴直径，。段轴直径，输入轴的总长3 输出轴图 4-3轴的材料选用45钢，调质处理。按文献【一】表15-3，取A0=110mm。于是，有单键槽轴应增大5%，故取，即。段安装轴承，轴需与轴承配合。由文献

15、【二】表12.1，故轴承可选圆柱滚子轴承N207E型，其基本尺寸为。故轴的直径，。段，故轴的直径。轴长。 段轴肩的高度h=（0.070.1）d3=3.855.5mm，取h=4mm，故d4=55mm。l4=10mm。段与齿轮配合，其长度略小于齿宽B，。段轴直径，。整理为word格式输出轴的总长 轴的校核1 输入轴的校核 (1).计算齿轮受力圆周力： 径向力： (2).计算支反力F=0, Ft1+Ft2Ft=0MD=0，FtL3Ft1(L2+L3)=0 解得：Ft1=549.35N, Ft2=216.35NF=0,Fr1+ Fr2 =FrMD=0，FrL3Fr1(L2+L3)=0解得：Fr1=20

16、0N, Fr2=78.7NC处水平弯矩MH= Ft1L2=549.3551= Nmm垂直弯矩MV= Fr1L2=20051= Nmm合成弯矩M=MH2+MV2= Nmm弯矩合成强度校核 =0.6,查文献【一】表15-1知，=60MPa所以，安全。 (3).精确校核轴的疲劳强度 1）危险截面为齿轮截面 2）齿轮截面左侧截面校核抗弯截面系数 抗扭截面系数 弯矩为整理为word格式截面弯曲应力为 扭转切应力为 由文献【一】表15-1，B=640MPa，-1=275 MPa，-1=155 MPa 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及，按文献【一】附表3-2查取 =2.01，=1.38又由附图3-1

17、查取轴材料的敏性系数， =0.74，=0.77故有效应力集中系数为 1=1.75 1=1.29由附图3-2的尺寸系数由附图3-3的扭转尺寸系数轴按磨削加工，由附图3-4查得表面质量系数轴未经表面强化处理，即。综合影响系数为：1=2.08 1=1.52钢特性系数为 ，取 ，取计算安全系数的值，则，故可知其安全。整理为word格式3）齿轮截面右侧截面校核抗弯截面系数 抗扭截面系数 弯矩M为截面弯曲应力为 扭转切应力为 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及，按文献【一】附表3-2查取 =2.0，=1.31又由附图3-1查取轴材料的敏性系数， =0.74，=0.77故有效应力集中系数为 1=1.7

18、4 1=1.24由附图3-2的尺寸系数 由附图3-3的扭转尺寸系数轴按磨削加工，由附图3-4查得表面质量系数 轴未经表面强化处理，即。综合影响系数为：1=2.2 1=1.5钢特性系数为 ，取 ，取计算安全系数的值，则整理为word格式，故可知其安全。因无瞬时过载以及严重的应力循环对称性，故可略去静强度校核。所以，该轴是合格的。 2 输出轴的校核 (1). 计算齿轮受力圆周力： 径向力：(2).计算支反力F=0, Ft1+Ft2Ft=0 MD=0，FtL3Ft1(L2+L3)=0解得：Ft1=679N, Ft2=1299NF=0,Fr1+ Fr2 =Fr MD=0，FrL3Fr1(L2+L3)=

19、0 解得：Fr1=247.2N, Fr2=472.8N C处水平弯矩MH= Ft1L2=679120.5= Nmm垂直弯矩MV= Fr1L2=247.2120.5=2.98104 Nmm合成弯矩M=MH2+MV2= Nmm弯矩合成强度校核 =0.6,查文献【一】表15-1知，=60MPa所以，安全。 (3).精确校核轴的疲劳强度 1）危险截面为齿轮截面 2）齿轮截面左侧截面校核 抗弯截面系数 抗扭截面系数 整理为word格式 弯矩为截面弯曲应力为 扭转切应力为 由文献【一】表15-1，B=640MPa，-1=275 MPa，-1=155 MPa 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及，按文献

20、【一】附表3-2查取 =1.91，=1.28又由附图3-1查取轴材料的敏性系数， =0.78，=0.81故有效应力集中系数为 1=1.71 1=1.23由附图3-2的尺寸系数 由附图3-3的扭转尺寸系数 轴按磨削加工，由附图3-4查得表面质量系数轴未经表面强化处理，即。综合影响系数为：1=2.50 1=1.57钢特性系数为 ，取 ，取m=0,m=7.035 MPa; a=4.15 MPa, a=7.035 MPa计算安全系数的值，则整理为word格式，故可知其安全。3）齿轮截面右侧截面校核抗弯截面系数 抗扭截面系数 弯矩M为截面弯曲应力为 扭转切应力为 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及

21、，按文献【一】附表3-2查取 =1.35，=1.11又由附图3-1查取轴材料的敏性系数， =0.75，=0.79故有效应力集中系数为 1=1.26 1=1.09由附图3-2的尺寸系数 由附图3-3的扭转尺寸系数 轴按磨削加工，由附图3-4查得表面质量系数 轴未经表面强化处理，即。综合影响系数为：1=1.97 1=1.37钢特性系数为 ，取 ，取m=0,m=8.25 MPa; a=4.87 MPa, a=8.25 MPa计算安全系数的值，则整理为word格式，故可知其安全。 因无瞬时过载以及严重的应力循环对称性，故可略去静强度校核。所以，该轴是合格的。九.联轴器的选择输入轴联轴器选择 联轴器的计

22、算转矩,查表14-1,考虑到转矩变化很小,故取,则:,按照计算转矩应小于联轴器公称转矩条件,查手册,选用ML1型弹性联轴器,其公称转矩为,轴孔直径14mm,半联轴器长度。输出轴联轴器选择 ，查手册，选用LT6型弹性套柱销联轴器，其公称转矩为250000，轴孔直径35mm,半联轴器长度。十. 减速器的各部位附属零件的设计1窥视孔盖与窥视孔：在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔, 大小只要够手伸进操作可。以便检查齿面接触斑点和齿侧间隙,了解啮合情况.润滑油也由此注入机体内.2放油螺塞放油孔的位置设在油池最低处，并安排在不与其它部件靠近的一侧，以便于放油，放油孔用螺塞堵住并加封油圈以加强密封

23、。3油标油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量.因此要安装于便于观察油面及油面稳定之处即低速级传动件附近；用带有螺纹部分的油尺，油尺上的油面刻度线应按传动件浸入深度确定。4通气器 减速器运转时，由于摩擦发热,机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从缝隙向外渗漏整理为word格式,所以在机盖顶部或窥视孔上装通气器，使机体内热空气自由逸处，保证机体内外压力均衡，提高机体有缝隙处的密封性，通气器用带空螺钉制成.5启盖螺钉为了便于启盖，在机盖侧边的边缘上装一至二个启盖螺钉。在启盖时，可先拧动此螺钉顶起机盖；螺钉上的长度要大于凸缘厚度，钉杆端部要做成圆柱形伙半圆形，以免顶坏螺纹；螺钉直径与凸缘连接螺栓相

24、同。在轴承端盖上也可以安装取盖螺钉,便于拆卸端盖.对于需作轴向调整的套环,装上二个螺钉,便于调整.6定位销为了保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联接凸缘的长度方向两端各安置一个圆锥定位销。两销相距尽量远些，以提高定位精度。如机体是对称的,销孔位置不应对称布置.7环首螺钉、吊环和吊钩 为了拆卸及搬运，应在机盖上装有环首螺钉或铸出吊钩、吊环，并在机座上铸出吊钩。8调整垫片 用于调整轴承间隙,有的起到调整传动零件轴向位置的作用.9密封装置在伸出轴与端盖之间有间隙,必须安装密封件,以防止漏油和污物进入机体内. 10 键的设计输入轴联轴器段配合键,取平键,中间轴配合键取平键、平键，输出轴配合键取平键、平键。十一. 润滑方式的确定因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于，所以采用脂润滑，箱体内选用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度。 友情提示：本资料代表个人观点，如有帮助请下载，谢谢您的浏览！ 整理为word格式