同轴式二级减速器课程设计说明书.doc

机械设计课程设计说明书一. 题目9：带式输送机同轴式二级圆柱齿轮减速器设计下图为某厂自动送料输送机传动系统运动简图。输送带速度允许误差±5%，工作机效率为0.96，每日两班制工作，每班为8小时，使用年限为10年，带式输送机连续单向运转，工作过程有轻度振动，空载启动。1电动机 2V带传动 3同轴式二级圆柱齿轮传动 4联轴器 5带式输送机二、原始数据运输机工作轴转矩T(N.m)输送带速度v(m/s)运输带卷筒直径D(mm)使用年限(每年按300天计)135047010部件因素选择动力源电动机齿轮直齿传动平稳高速级，低速级做成直齿轴承此减速器轴承所受轴向力不大球轴承联轴器结构简单，耐久性好弹性联轴器目过程分析类型根据一般带式输送机选用电动机选择功率工作机所需有效功率为PwTn/（9550圆柱齿轮传动效率(两对)为1滚动轴承传动效率(四对)为2弹性联轴器传动效率3 输送机滚筒效率为4V带传动效率5电动机输出有效功率为型号查得型号Y160M_4封闭式三相异步电动机参数如下额定功率p=11kW满载转速1460r/min同步转速1500 r/min目过程分析分配传动比传动系统总传动比其中i是传动系统总传动比，多级串联传动系统总传动等于各级传动比连乘积；nm是电动机满载转速，r/min；nw 为工作机输入轴转速，r/min。计算如下, 取i:总传动比 ：v带传动比 ：低速级齿轮传动比 ：高速级齿轮传动比目过程分析传动系统运动与动力参数计算设：从电动机到输送机滚筒轴分别为1轴、2轴、3轴、4轴；对应于各轴转速分别为、 、 、 ；对应各轴输入功率分别为、 、 、 ；对应名轴输入转矩分别为、 、 、 ；相邻两轴间传动比分别为、 、 ；相邻两轴间传动效率分别为、 、 。轴号电动机两级圆柱减速器工作机1轴2轴3轴4轴转速n(r/min)n0=1460n1=730n2n3n4功率P(kw)P1P2P3P4转矩T(N·m)T1T2T3T4=1300两轴联接V带齿轮齿轮传动比 ii01=2i12i23传动效率011223V带设计1、 确定计算功率查得工况系数2、 选择V带带型选择B型带3、 确定带轮基准直径并验算速度1、 初选小带轮直径2、 验算带速4、 计算大带轮基准直径 圆整后5005、 确定V带中心距a与基准带长Ld1、 初选=1055mm2、 计算所需基准长度选择基准带长=3150mm3、 计算实际中心距中心距变化范围是1213mm. 1065mm6、 验算小带轮包角7、 计算带根数1、 计算单根V带额定功率2.512KW0.972、 计算V带根书圆整z=5根8、 计算最小初拉力9、 计算压轴力1选精度等级、材料及齿数，齿型1）确定齿轮类型两齿轮均为标准圆柱直齿轮2）材料选择小齿轮材料为（调质），硬度为，大齿轮材料为钢（调质），硬度为HBS，二者材料硬度差为HBS。）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度2按齿面接触强度设计按式（1021）试算，即）确定公式内各计算数值（）试选（2）计算小齿轮传递转矩（3）选取齿宽系数（4）选取弹性影响系数系数（5）查表得安齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限查表得安齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限（6）计算循环次数（）由图查得接触疲劳强度寿命系数0.9，（）计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为，安全系数为S=1，由式得）计算（）试算小齿轮分度圆直径（）计算圆周速度（）计算齿宽及模数（）计算载荷系数K动载荷系数直齿轮（）按实际载荷系数校正所算得分度圆直径，由式得（）计算模数m弯曲强度设计公式（1） 确定公式各计算数值1、 小齿轮弯曲疲劳强度极限，小齿轮弯曲疲劳强度极限2、 弯曲疲劳寿命系数3、 计算弯曲疲劳许用应力 4、计算载荷系数4、 齿形系数5、 应力校正系数6、计算（2）、设计计算m=4，4、几何尺寸设计（1）、分度圆直径=115；=392.5；（2）、计算中心距254（3）、计算齿轮齿宽77.5；=90；801选精度等级、材料及齿数，齿型1）确定齿轮类型两齿轮均为标准圆柱直齿轮2）材料选择小齿轮材料为（调质），硬度为，大齿轮材料为钢（调质），硬度为HBS，二者材料硬度差为HBS。）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度2按齿面接触强度设计按式（1021）试算，即）确定公式内各计算数值（）试选（2）计算小齿轮传递转矩（3）选取齿宽系数（4）选取弹性影响系数系数（5）查表得安齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限查表得安齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限（6）计算循环次数（）由图查得接触疲劳强度寿命系数0.90，（）计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为，安全系数为S=1，由式得540Mpa）计算（）试算小齿轮分度圆直径（）计算圆周速度（）计算齿宽及模数（）计算载荷系数K动载荷系数直齿轮（）按实际载荷系数校正所算得分度圆直径，由式得（）计算模数m弯曲强度设计公式（2） 确定公式各计算数值6、 小齿轮弯曲疲劳强度极限，小齿轮弯曲疲劳强度极限7、 弯曲疲劳寿命系数8、 计算弯曲疲劳许用应力 4、计算载荷系数9、 齿形系数10、 应力校正系数6、计算大齿轮数值大（2）、设计计算 27.17 圆整后284、几何尺寸设计（1）、分度圆直径=116；=396（2）、计算中心距256（3）、计算齿轮齿宽116；=125；120八、高速轴设计1、轴上功率P，转速n与转矩T2、作用在齿轮上力2315.27N；压轴力1697.38N；为啮合角为3、初步确定轴最小直径转矩载荷系数；计算转矩168.55N.m，选择HL1型弹性柱销联轴器，半联轴器及轴配合鼓孔直径38mm4、轴结构设计12345677845；50；53；63；25；94；55；91；22；29；12处键选择8×7×70，倒角为1.6，67处键选择16×10×70，倒角为1.6。5、求轴上力载荷水平面H垂直面V支持力1050.3N，1821.75N，弯矩M177376.28N.mm，总弯矩扭矩T轴弯矩图轴转矩图6、按弯扭合成应力校核轴强度×55×55×55； 故安全可靠 7、精确校核轴疲劳强度（1）判读危险截面经过判断5面为危险界面(2)截面左侧抗弯截面系数抗扭截面系数截面上弯矩应力截面上扭转应力轴材料为45号钢，调质处理，截面上由于轴肩而形成理论应力集中系数与查表，因，经过差值后得到2.28；轴材料敏感系数0.804；轴材料有效应力集中系数=2.03；轴尺寸系数0.725；轴表面质量系数； 轴综合系数2.89；碳钢特性系数；于是计算安全系数值（3）截面右侧抗弯截面系数21600抗扭截面系数43200截面上弯矩应力截面上扭转应力过盈配合处值，经过查表得=2.65；表面质量系数；轴综合系数；于是计算安全系数值九、中速轴设计1、轴上功率P，转速n与转矩T2、作用在齿轮上力齿轮2上力2217.05N；806.94N；齿轮3上力7442.95N；2709.01N；3、初步确定轴最小直径4、轴结构设计123457650；60；71；60；50；120；140；116.；118；100；12及56处对应是轴承选用6311轴承23处键选择16×10×63，倒角为1.6，67处键选择16×10×110，倒角为1.6。5、求轴上力载荷水平面H垂直面V支持力4873.24N，1773.71，弯矩M125933.65N.mm，总弯矩扭矩T轴弯矩图轴转矩图6、按弯扭合成应力校核轴强度×50×50×50； 故安全可靠 7、精确校核轴疲劳强度（1）判读危险截面经过判断5面为危险界面(2)截面左侧抗弯截面系数抗扭截面系数截面左侧弯矩为M=575645mm截面上弯矩应力截面上扭转应力轴材料为45号钢，调质处理，截面上由于轴肩而形成理论应力集中系数与查表，因0.033，经过差值后得到2.13；轴材料敏感系数；轴材料有效应力集中系数=1.92；轴尺寸系数0.68；轴表面质量系数； 轴综合系数2.92；碳钢特性系数；于是计算安全系数值（3）截面右侧抗弯截面系数抗扭截面系数截面左侧弯矩为M=575645mm截面上弯矩应力截面上扭转应力过盈配合处值，经过查表得=2.65；表面质量系数；轴综合系数2.74；于是计算安全系数值十、低速轴设计1、轴上功率P，转速n与转矩T2、作用在齿轮上力齿轮4上力7127.26N；2594.11N；3、初步确定轴最小直径联轴器载荷系数为0.6，计算转矩Tca=803.96N.mm，故选择HL3弹性柱销联轴器4、轴结构设计87654732169；76；80；85；95； 75； 142；100；106；113；20； 50； 56处对应是轴承选用6316轴承12处键选择为18×11×125；78处键选择为20×12×100倒角选择78处为1.6，12处为25、求轴上力载荷水平面H垂直面V支持力1115.52N，1478.59N，弯矩M730492.65N.mm，总弯矩扭矩T轴弯矩图轴转矩图6、按弯扭合成应力校核轴强度×80×80×80； 故安全可靠 7、精确校核轴疲劳强度（1）判读危险截面经过判断6面为危险界面(2)截面左侧抗弯截面系数抗扭截面系数截面上弯矩应力截面上扭转应力轴材料为45号钢，调质处理，截面上由于轴肩而形成理论应力集中系数与查表，因0.014，经过差值后得到2.26；轴材料敏感系数；轴材料有效应力集中系数=2.27；轴尺寸系数0.609；轴表面质量系数； 轴综合系数3.46；碳钢特性系数；于是计算安全系数值（3）截面右侧抗弯截面系数51200抗扭截面系数102400截面上弯矩应力截面上扭转应力过盈配合处值，经过查表得=2.75；2. 2表面质量系数；轴综合系数2.83；于是计算安全系数值十一、轴承校核1、 高速轴上轴承，轴承型号为6310；(1)、求比值2748.09N；，n=730r/min（2）查得X=1；Y=0；（3） 当量动载荷为查表得当量动载荷系数（4） 要求工作寿命时间C=38，理论工作时间150264.31h>h1 故可以使用2、中速轴上轴承，轴承型号为6310；(1)、求比值（2）查得X=1；Y=0；（5） 当量动载荷为查表得当量动载荷系数（6） 要求工作寿命时间查表得C=38，理论工作时间150264.31h>h1 故可以使用3、低速轴上轴承，轴承型号为6316；(1)、求比值（2）查得X=1；Y=0；（7） 当量动载荷为查表得当量动载荷系数（8） 要求工作寿命时间查表得C=122理论工作时间3667036.8h>h1 故可以使用1润滑方式选择 因为此变速器为闭式齿轮传动，又因为齿轮圆周速度，所以采用将大齿轮轮齿浸入油池中进行浸油润滑。考虑到高速级大齿轮可能浸不到油，所以在大齿轮下安装一小油轮进行润滑。轴承利用大齿轮转动把油溅到箱壁油槽里输送到轴承机型润滑。2密封方式选择由于I，II，III轴及轴承接触处线速度，所以采用毡圈密封。3润滑油选择因为该减速器属于一般减速器，查机械设计手册可选用工业齿轮油N200（SH0357-92）。机座壁厚=0.025a+58mm机盖壁厚115a+58mm机座凸缘壁厚12mm机盖凸缘壁厚b1112mm机座底凸缘壁厚b2=2.520mm地脚螺钉直径df =0.036a+12mm地脚螺钉数目a<250,n=66轴承旁联接螺栓直径d1=0.75 dfmm机盖及机座联接螺栓直径d2d20.6) df10mm联接螺栓d2间距L=150200160mm轴承盖螺钉直径d30.5) df7mm窥视孔螺钉直径d40.4) df6mm定位销直径0.8) d27mm轴承旁凸台半径R10 mm轴承盖螺钉分布圆直径D13(D为轴承孔直径)D11=mmD12=mmD13=mm轴承座凸起部分端面直径D2= D13D21=mmD22=mmD23=mm大齿顶圆及箱体内壁距离1110mm齿轮端面及箱体内壁距离22>9 mm两齿轮端面距离4=55 mmdf,d1,d2至外机壁距离C1=1.2d+(58)C1f=26mmC11=21mmC12=18mmdf,d1,d2至凸台边缘距离C2C2f=22mmC21=17mmC22=15mm机壳上部（下部）凸缘宽度K= C1+ C2Kf=48mmK1=38mmK2=33mm轴承孔边缘到螺钉d1中心线距离e=(11.2)d113mm轴承座凸起部分宽度L1C1f+ C2f+(35)52 mm吊环螺钉直径13mm1机械设计课程第八版 濮良贵 纪名刚 主编 高等教育出版社2007年 2机械设计课程设计 周元康 林昌华 张海兵 编著 重庆大学出版社2004年3机械设计师袖珍手册 毛谦德 李振清 主编 机械工业出版社1994年4实用机械设计手册上中国农业机械化科学研究院编 中国农业机械出版1985年 5机械原理第七版 孙桓 陈作模 葛文杰 主编 高等教育出版社年2007第 25 页