二级齿轮减速箱设计说明书(共41页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上题目 二级圆柱齿轮减速器设计说明书 姓名与学号 指导教师 年级与专业 10级机械电子工程 目录设计任务1、设计一用于胶带输送机卷筒。2、原始条件与数据胶带送机两班制连续单向运转，载荷平稳，空载启动，室内工作有粉尘；使用寿命限0年，大修期3年。该动力来源为三相交流电，在中等机械厂小批生产。输送带允许误差为5%。输送带的有效拉力 输送带的工作速度 输送带的卷筒直径 前言1、题目分析由有条件可知，该环境中适合采用闭式齿轮传动。考虑电机的转速与齿轮的传动比，采用二级传动比较适合。由于载荷平稳，最终决定使用二级圆柱齿轮设计该减速器 2、传动方案拟定采用带式输送机传动系统方案如下

2、图所示如下图所示设计内容计算及说明结果一、电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算1、传动总效率2、电动机的所需要的输入功率3、确定电动机的转速4、电动机的选择5、传动装置的的总传动比及其分配6、运动参数及动力参数计算二、齿轮的设计1、齿轮的选型、材料、精度等级、齿数2、高速级齿轮的尺寸设计3、高速级齿轮的尺寸设计4、设计小结表格三、轴的设计以及校核1、材料的选择2、轴的总体装配效果以及轴向关键尺寸的定位3、按照转矩设计轴的最小直径第I轴第II轴第III轴3、计算高速轴小齿轮受力4、计算中间轴小齿轮受力5、计算轴承反力和轴的弯矩第I轴第II轴第III轴6、轴的弯矩图第I轴第II轴第III轴7

3、、轴的结构I轴II轴8、精确校准轴的疲劳强度第I轴弯曲应力扭转应力查表得以下系数校核第II轴弯曲应力扭转应力查表得以下系数校核第III轴弯曲应力扭转应力查表得以下系数校核四、轴承的选型与计算校验1、第I轴轴承的选型与校验第II轴第III轴五、键的选型与校核 1、第I轴联轴器处2、第II轴大齿轮处3、小齿轮处4、第III轴1、大齿轮处5、联轴器处六、箱体及其配件的设计1、箱体的结构形式2、铸造箱体的结构分析3、箱体大小的设计4、箱体接合面凸缘设计5、下箱座凸缘设计6、输油沟的设计七、附件及说明1、 轴承端盖材料2、各端盖结构第I轴轴承闷盖第I轴轴承透盖第II轴轴承闷盖第III轴轴承闷盖第III轴

4、轴承透盖2、油标材料结构3、 排油孔螺塞材料结构4、 检查孔盖板材料结构5、通气器材料结构6、 起吊装置箱座上的吊钩箱盖上的吊耳环7、 定位销8、 起盖螺钉9、小结表格八、润滑与密封的选择滑块联轴器效率滚动轴承效率8级精度齿轮传动效率，稀油润滑弹性联轴器总的传动效率，其中所以卷筒的工作转速传动比的范围由表2-3 14页 可知为840选取同步转速为1500的电机查表8-184 327页选用型号满载转速 额定功率1440 取两级援助齿轮减速器高速级的传动比可得 ，考虑到啮合齿轮齿数互质已经取整的要求作出下面的调整 电动机轴 轴（高速轴） 轴（中间轴） 轴（低速轴） 轴（滚筒轴）电动机1轴2轴3轴卷

5、筒转速14401440270.6875.4676.39功率3.43.353.233.123.06转矩 22.3822.22116.75389.24389.55传动比15.353.631效率0.9850.9650.9650.98各轴运动和动力参数如下表1、选齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）齿轮类型按展开式结构设计齿轮箱，为了是传动平稳、满足强度要求，选用斜齿圆柱齿轮传动。（2）材料及热处理由表10-1，小齿轮材料为钢（调制），硬度为240HBS；大齿轮材料为45钢（正火），硬度为200HBS。二者硬度差为40HBS。（3）精度等级选用8级 （4）齿数高速级低速级 按齿面接触强度设计齿轮尺寸由

6、设计计算公式 进行计算。各计算数值1.试选载荷系数。2. 3.取齿宽系数4.查表可得材料的弹性影响系数5.确定接触需用应力查表可得 故有：计算小齿轮分度圆速度 计算中心距取初选计算齿轮模数取整得计算螺旋角计算齿轮的主要尺寸及圆周速度中心距取齿轮宽度 取圆周速度满足8级精度等级的要求校核齿轮弯曲强度校核公式：计算当量齿数： 查取齿形系数查得：确定需用弯曲应力查表可得 故有校核计算校核计算安全按齿面接触强度设计齿轮尺寸由设计计算公式 进行计算。各计算数值1.试选载荷系数。2. 3.取齿宽系数4.查表可得材料的弹性影响系数5.确定接触需用应力查表可得 故有：计算小齿轮分度圆速度 计算中心距取初选计算

7、齿轮模数取整得计算螺旋角计算齿轮的主要尺寸及圆周速度中心距取齿轮宽度 取圆周速度满足8级精度等级的要求校核齿轮弯曲强度校核公式：计算当量齿数： 查取齿形系数查得：确定需用弯曲应力查表可得 故有校核计算校核计算安全材料中心距a(mm)模数m(mm)齿数z分度圆d(mm)螺旋角齿宽d(mm)一级小齿轮40MnB钢调制11922037.4816.1641大齿轮45钢正火107200.537二级小齿轮40MnB钢调制15123266.6516.271大齿轮45钢正火113235.3567三根轴均选用45号钢，并作调质处理，查表的如下图所示 由公式 其中 输入功率 转速 （轴所受弯矩较大，故取较大值）

8、得 由于该轴上有键槽，应加大（37）%并圆整，故取考虑到与联轴器和轴承的配合取 得考虑到与联轴器和轴承的配合取 得考虑到与联轴器和轴承的配合取扭矩 圆周力 径向力 轴向力 齿轮所受扭矩 圆周力 径向力 轴向力 水平面内 竖直面内 轴承1所受径向力 轴承2所受径向力水平面面的弯矩竖直面弯矩= - =合成的弯矩 查表可知 根据脉动变化转矩取当量弯矩水平面内 竖直面内 轴承3所受径向力 轴承4所受径向力水平面面的弯矩竖直面弯矩= - =合成的弯矩 当量弯矩 水平面内 竖直面内 轴承5所受径向力 轴承6所受径向力水平面面的弯矩竖直面弯矩= - =合成的弯矩 当量弯矩均取当量弯矩与扭矩最大处轴进行疲劳校

9、核 齿轮轴一体处按齿根圆直径进行校核 弯曲等效系数 剪切等效系数 表面质量系数 按无限寿命计算，取寿命系数 有效应力集中系数 绝对尺寸系数 调质处理45号钢、轴材质均匀、在和与应力计算较精确，取S=2 满足要求 有效应力集中系数 绝对尺寸系数 满足要求 有效应力集中系数 绝对尺寸系数 满足要轴承均选用选用AC型角接触球轴承（）选用7206AC当量动载荷计算 轴承1： 得 轴承2： 得 该运动为平稳或有轻微冲击，故选 取 轴承1当量动载荷轴承2当量动载荷轴承寿命计算公式 其中 C由查表知 ， 对球轴承 轴承1寿命：选用7207AC 轴承3： 得 轴承4： 得 轴承3当量动载荷轴承4当量动载荷 ，

10、 轴承寿命：选用7211AC轴承5： 得 轴承6： 得 轴承5当量动载荷轴承6当量动载荷， 轴承6寿命： 经计算轴承寿命均大于实际所需轴承寿命三年（300163=14400h），满足要求选用A型普通平键，材料为钢，静载荷。查表得许用应力 轴的直径 ，查设计手册得 宽度，高度，键长，A型键计算长度 满足要求 选用A型普通平键，材料为钢，静载荷。查表得许用应力 轴的直径 ，查设计手册得 宽度，高度，键长，C型键计算长度 满足要求 选用A型普通平键，材料为钢，静载荷。查表得许用应力 轴的直径 ，查设计手册得 宽度，高度，键长，A型键计算长度 满足要求 选用A型普通平键，材料为钢，静载荷。查表得许用应

11、力 轴的直径 ，查设计手册得 宽度，高度，键长，A型键计算长度 满足要求选用A型普通平键，材料为钢，静载荷。查表得许用应力 轴的直径 ，查设计手册得 宽度，高度，键长，A型键计算长度 满足要求箱体采用灰铸铁HT200制造，制造方式为铸造，箱体壁厚。 箱体是支承和固定减速器零件及保证传动件啮合精度的重要机件，对减速器的性能、尺寸、重量和成本均有较大影响。箱体的具体结构与减速器传动件、轴系和轴承部件以及润滑密封等密切相关，同时还应综合考虑使用要求、强度、刚度及铸造、机械加工和装拆工艺等多方面因素。箱体的上下箱厚度箱体内侧壁与小齿轮两端面间距，与齿顶圆间距上箱内顶壁与大齿轮齿顶圆间距下箱内底壁与大齿

12、轮齿顶圆间距考虑到传动齿轮的大小，确定箱体大小 为使上下箱体可靠地定位与联接，其接合面均向外作出一定的凸缘，凸缘宽度由其联接螺栓所需的扳手空间等尺寸c1、c2而定。 另外，为适应轴承宽度与安放轴承盖，不是加大箱体厚度，而是在座孔周围箱壁扩展成具有一定宽度L的轴承支座。根据螺栓直径M10查表得 凸缘结构如图 为使下箱体与其他座架联接，下箱体亦需做出凸缘底座。底部凸缘宽度由其地脚螺栓直径所需的c1、c2决定。 另外，为了增加轴承座的刚度，轴承座处设肋板，肋板厚度为 取 根据螺栓直径M14查表得 凸缘及肋板结构如图 油沟采用铸造方式制造。 结构如图 轴承盖的结构型式选用螺钉联接式，铸造，材料为HT1

13、50 油标是用来指示箱内油面高度，杆式油标上有按最高和最低油面确定的刻度线，观察时摆出杆式油标，其上的油痕判断油面高度是否合适。油标应安置在油面稳定及便于观察之处，故择安装在减速器低速轴附近。 选用杆式油标，材料为Q235 为了换油及清洗箱体时排出油污，所以在箱体底座部有吃最低处设有排油孔，平时排油孔由排油孔螺塞与封油垫封住。 排油孔螺塞材料Q235 封油垫材料石棉橡胶纸 为了检查传动件啮合情况、润滑状态及向箱内注油，在箱盖上部便于观察传动件啮合区的位置开足够大的检查孔，平时则将检查孔板盖上并用螺钉予以固定，盖板与箱盖凸台接合面间加装防渗透的纸质封油垫片。 检查孔盖板选用Q215 封油垫选用石

14、棉橡胶纸 为沟通箱体内外气流使箱体内的气压不会因减速器运转时的温升而增加、从而造成减速器密封处渗透，在检查孔盖板上安装通气器，而且通气器结构应具有防止灰尘进入箱体以及足够的通气能力。 通气器选用Q235，用螺纹联接在检查孔盖板上 为吊运减速器及起吊箱盖，在箱座与箱盖上铸有吊钩和吊耳环 为确定箱座与箱盖的相互位置，保证轴承座孔的镗孔精度与装配精度，在箱体的联接凸缘上距离尽量远处安置两个定位销，而且设置在不对称的位置。箱盖、箱座装配时在剖分面上所涂密封胶给拆卸箱盖带来不便，为此在箱盖的凸缘联接处加工出螺孔，拆卸时，拧动装于其中的起盖螺钉便可方便地顶起箱盖。名 称符号二级圆柱齿轮减速器/mm箱座壁厚

15、8箱盖壁厚8箱座凸缘厚度15箱盖凸缘厚度15箱座底凸缘厚度20底脚螺栓直径14底脚螺栓数目6轴承旁联接螺栓直径10箱盖与箱座联接螺栓直径8联接螺栓的间距150轴承端盖螺钉直径8,10,10定位销直径6螺栓扳手空间与凸缘宽度安装螺栓直径M10至外箱壁距离16至凸缘边距离14轴承旁凸台半径14凸台高度根据扳手操作方便为准外箱壁至轴承座端面距离37大齿轮顶圆与内壁距离13齿轮端面与内壁距离8箱盖、箱座肋厚9、9轴承端盖外径102,122,150轴承端盖凸缘厚度9 齿轮圆周最大速度为2.4m/s12m/s，故采用浸油润滑。即将齿轮浸入油中，当齿轮回转时粘在其上的油液被带到啮合区进行润滑，同时油池的油被

16、甩上箱壁，有助于散热。 由v=2.4m/s，选用320工业闭式齿轮油 浸油齿轮速度为2.4m/s，采用飞溅润滑。在箱座接合面上制出输油沟，箱盖内壁与其接合面相接处制出倒棱，让飞溅到箱盖内壁的油汇集到油沟内，而后流入轴承室进行润滑。 选用毡圈式密封。利用矩形截面的毛毡圈嵌入梯形槽内所产生的对轴的压紧作用，防止润滑油漏出和外界杂质灰质等侵入轴承室。 小的斜齿轮分度圆直径小于座孔直径且轴承采用飞溅润滑，油刚从啮合区挤出，温度高且带有磨屑等杂物，故采用挡油环密封。 在箱盖与箱体接合面上涂密封胶密封 检查孔盖板、排油螺塞与箱体的接合面采用纸封油垫（石棉橡胶纸）进行密封，螺钉式轴承端盖与箱体之间也采用纸封

17、油垫（石棉橡胶纸）进行密封1500斜齿轮小齿轮钢（调制）大齿轮45钢（正火）圆周速度满足要求安全圆周速度符合要求安全 取取取箱体：铸造 HT200轴承端盖：铸造 HT150油标：Q235排油螺塞：Q235封油垫： 石棉橡胶纸检查孔盖板： Q235封油垫： 石棉橡胶纸通气器：Q235小结机械设计课程设计是机械课程当中一个重要环节通过了八周的课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练，对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。设计过程中发现理论知识学的不牢固，大学学过的许多专业知识自己没有系统的整理和消化，很多简单的知识点要重新看书才能回忆起来，在边计算边画图边改正就发现自己走了很多弯路，比如由于传动比分配的不是很合理导致设计齿轮时发现齿轮与轴会发生碰撞而重新设计。同时也更加熟练的运用了CAD等制图软件。在此，真诚地感谢老师和同学在此次课程设计中给我全力的帮助！ 参考文献1机械设计课程设计，浙江大学出版，陈秀宁，施高义 编著，2010年4月第四版；2机械设计浙江大学出版社，陈秀宁，顾大强主编，2010年2第二版； 3图学基础教程，高等教育出版社，陆国栋，张树友，谭建荣，施岳定 编，2006年5月第二版；4图学应用教程，高等教育出版社，陆国栋，张树友，谭建荣，施岳定 主编，2010年7月第二版。专心-专注-专业