二级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书中北大学.doc
【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流二级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书中北大学.精品文档.机 械 零 件 课 程 设 计说 明 书 设计题目:二级齿轮减速器(II-15) 班级:06020142 姓名:XXX 指导老师:XXX 设计日期:06.05.23-08.06.05中北大学机械工程与自动化学院机械设计制造及其自动化专业一、设计题目：二级直齿圆柱齿轮减速器1 要求：拟定传动关系：由电动机、V带、减速器、联轴器、工作机构成。2 工作条件：双班工作，有轻微振动，小批量生产，单向传动，轴承寿命年，减速器使用年限为年,运输带允许误差5%。3 已知条件：运输带速度0.324m/s，卷筒直径300mm 运输带有效拉力8400N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、齿轮的设计：1、基本数据。 材料:高速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为250HBS。高速级大齿轮用钢正火，齿面硬度为220HBS。（1） 带式输送机输出的功率; P=F*V/1000=8400*0.324=2.7kw（2） 功率电机所需： 0.833 3267w3.3kw（3） 输送机卷筒的转速:=60*1000*0.324/(*300)=20.64r/min（4） 传动比分配: =69.28 V带适合的传动比取21.65按展开式布置.取可算出5.7 3.86（5） 各轴转速:446.9 r/min79.8 r/min 20.67r/min 20.67r/min（6） 各轴功率:3.14kw3.05 kw2.96 kw 2.91 kw （7） 各轴转矩: =67N.m365 N.m1367.6 N.m1340 N.m选材及确定许用应力 小齿轮 40 调质 HB=251 大齿轮 45 调质 HB=241 查课本第166页表11-7得： 查课本第165页表11-4得：1.1 1.3。故585/1.1=667Mpa 557 Mpa。查课本第168页表11-10C图得： 。故454 Mpa 342 Mpa。2、高速级大小齿轮的设计(软齿闭式传动，用A方案,根据高速级，低速级分别设计) 、对于高速级齿轮：4.6 100N.m 446.9 r/min按齿面接触强度设计：查课本第164页表11-3得：载荷系数，由于是非对称布置；查得， 计算小齿轮直径： 58mm取=52mm中心距 =194.4调整中心距让194.4同时尾数为0或5考虑高速级大齿轮与低速级大齿轮相差不大取当 195 则=22.5 取23 =128实际传动比： =188.75 不行 当1953则=19.7 取20 =112实际传动比： =198 不行 当 200 2.5则=24.2 取25 =140实际传动比： =206.25不行 当200 3则=20.2 取21 =118实际传动比： =208.5 不行 当205 2.5则=24.4 取24 =136实际传动比： =200 行60 340齿宽：60=42取40 45高速级大齿轮： 40 136高速级小齿轮： 45 24、验算轮齿弯曲强度： 查课本第167页表11-9得：2.75 2.2 1.6 1.83按最小齿宽40：117.9Mpa<107.9Mpa < 所以安全。3、低速级大小齿轮的设计：、材料：低速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为250HBS。低速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为220HBS。 3.86 101.3mm 取=102mm247.86mm调整中心距：让247.86mm同时其尾数为0或5当 250 则=41 =159实际传动比： =250 行102.5 397.5齿宽：71.75 则取70 75低速级大齿轮：70 159 低速级小齿轮：75 41、验算轮齿弯曲强度：查课本第167页表11-9得： 2.45 1.82 2.21 1.68按最小齿宽70计算：201Mpa<196.4Mpa<安全4、验算运动误差： 20.64 r/min 70.631460/70.63=20.01r/min (20.01-20.64)/ 20.64*100%=3.05%<5% 合格。四、设计V带和带轮：1.设计V带确定V带型号查课本表13-8得： =*=3.96kw根据=3.96kw, ,由课本图13-5，选择A型V带.查课本第206页表13-7取100。=313.5mm所以取=315mm为带传动的滑动率。验算带速：=7.48m/s 带速在范围内，合适。取V带基准长度和中心距a：初步选取中心距a：，260.4<a<744 取=565。由课本第195页式（13-2）得：=2*500+*370+=1802mm查课本第202页表13-2取1800mm。由课本第206页式13-6计算实际中心距：564mm。验算小带轮包角：由课本第195页式13-1得：。合适。I=3.21求V带根数Z：由课本第204页式13-15得：查课本第203页表13-3由内插值法得1.3kw0.17kw。查课本第202页表13-2得1.01。查课本第204页表13-5由内插值法得。 2.77取3根。求作用在带轮轴上的压力：查课本201页表13-1得q=0.1kg/m，故由课本第197页式13-7得单根V带的初拉力： 138.4N作用在轴上压力：2*3*138.4*=811.44N。五、轴的设计：高速轴设计： 材料：选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2 C=112 =3.14kw。 =67N.m =446.9r/min 各轴段直径的确定：22.4 圆整为25进行结构设计30127451984045604530102255115435画受载简图: 作用在齿轮上的 圆周力为： 425N径向力为：313*tg=153N作用在轴1带轮上的外力： 2233N 1593* tg=804N求垂直面的支反力： 685N -27N求水平面的支承力：1904N 995N求选定截面的弯矩，并画弯矩图。 截面I的弯矩：995*60=59700N.m-1620N.m59722N.m 截面II的弯矩：153230N.m4158N.m=153286 N.m弯矩和扭矩图： 画当量弯扭图（弯扭合成）传动的扭矩T等于常数，有轻微振动，单向传动，取 63012 N.m 154602 N.m当量应力的计算:对于界面I，由于和齿轮周向固定，有键槽，计算轴径降低4%25*96%=24mm 45.58N/ 28.17N/确定:由P241表14-1得=65N/ 由14-3得 =60MPa由于 <， < 所以轴I设计合理。皮带轮处键的选择：带轮处，轴径d=25，由表查得键宽b=8,h=7, L=35 所以有轻微振动。轴承的选择：轴径d=35,由设计手册查得，轴承代号为6307，D=72,B=19,中间轴的设计：材料：选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取 C=112。根据课本14-2得： 38.08mm 圆整为40mm进行结构设计:456250452575406853画轴承的受载简图:作用在1、2齿轮上的圆周力：2*365*1000/102.5=7.12N 2*365*1000/340=2.15N 径向力： 2.6N 0.774N求垂直面的支反力:=5171N4.1N求水平面的支承力： 1.855N-59N求选定断面的弯矩，并画弯矩图:截面I：3127 N.mm217300 N.mm217323 N.mm截面II：=11173 N.mm256300 N.mm256545 N.mm截面III：130065 N.mm356799 N.mm379779 N.mm弯矩和扭矩图：当量弯扭矩： 传动的扭矩T等于常数，有轻度振动，单向传动,取a=0.3243330 N.m278895 N.m395270 N.m画当量弯扭图：求当量应力： 对于截面I，由于和齿轮圆向固定有键槽，计算轴径降低4% 48mm 22 N/ 25.2 N/ 35.74 N/确定： 轴的材料选用45#，调质处理，由表查得 由表查得=60Mpa所以中间轴设计合理。键的选择：在齿轮处，轴径d=50mm. 由表查得，键宽b=14mm 高h=9mmL=36mm 有静载荷轴承的选择：轴径d=45,由设计手册查得，轴承代号为6309，D=72,B=19,低速轴的设计：材料：选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2 C=112。 各轴段直径的确定：58.24mm 圆整为65mm进行结构设计820.56575859880751057537136135.576.5联轴器上的力: =26049N作用在齿轮上的圆周力为：6881N径向力为： 9378N 2477N求轴承反力: 垂直面： 45243N -12313N 水平面：14500N -7599N求选定截面的弯矩，并画弯矩图：截面I的弯矩：-581323.5 N.m-941944.5N.m=-1100000 N.m截面II的弯矩：=1972000 N.m=6153048 N.m=6500000 N.m弯矩和扭矩图：传动的扭矩T等于常数，有轻微振动，单向传动，取1180000 N.mm 6510000 N.mm画当量弯扭图（弯扭合成）对于界面I，由于和齿轮周向固定，有键槽，计算轴径降低4%80*96%=76.8mm 26 N/ 52.4 N/确定： 轴的材料选用45#，调质处理，由表查得 由表查得=60Mpa所以中间轴设计合理。轴承寿命计算：轴径d=75,由设计手册查得，轴承代号为6015，D=125,B=22,六、联轴器的选择：计算联轴器所需的转矩： 查课本269表17-1取 查手册94页表8-7选用型号为HL6的弹性柱销联轴器。七、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。
