二级直齿圆柱齿轮减速器课程设计.doc

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1、【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课程设计.精品文档.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：单班工作，有轻微振动，空载起动，单向传动，减速器使用年限为8年,运输带允许误差5%。3 已知条件：运输带速度0.8m/s，卷筒直径380mm 运输带所需扭矩460N.m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

2、。 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; PW= F*V/1000w .F= 2T/D=460*2000/380=2421N PW=2.04kw功率电机所需： V带=0.95齿轮=0.97平皮带=0.97 轴承=0.98 0.784 2.6kw（2） 输送机卷筒的转速:=60*1000*0.8/(*380)=40.23r/min（3） 传动比分配: V带适合的传动比 二级减速器840 n电= nw i 总=（16160）40.23 = 643.68643

3、6.8 所以可以由表10-2知：转速为1000r/min的电机 Y132S-6 额定功率为3kw，转速为960r/min =23.86V带适合的传动比取i=2.88.52按展开式布置.1齿=(1.31.4)2齿，取 1齿=1.32齿 1齿* 1.32齿=减可算出3.33 2.56（4） 各轴转速:342.9 r/min103.0 r/min 40.23r/min 40.23r/min（5） 各轴功率:2.47kw2.35kw2.23 kw 2.14 kw （6） 各轴转矩: =68.79N.m217.89 N.m529.37 N.m508.00 N.m2主要的零部件的设计计算1、高速级大小齿轮

4、的设计 1选定齿轮类型,精度等级、材料及齿数1） 按以上的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。2） 运输机为一般工作，速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）。3） 材料选择。考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性，两级圆柱齿轮的大、小齿轮材料军用合金钢、热处理均为调质处理且大、小齿轮的齿面硬度分别为240HBS,280HBS,二者材料硬度差为40HBS。4） 选小齿轮的齿数Z=20，大齿轮的齿数为Z2=3.3320=66.6,取Z2 =67。2按齿面接触强度设计 由设计公式进行试算，即（1） 确定公式内的各计算数值1） 试选载荷系数Kt=1.32） 由以上计算得小齿轮的转矩:T

5、1= Nmm=2.586 Nmm 3）由表10-6查得材料的弹性影响系数由图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4）计算应力循环次数： =60 =609601（183008）=1.1065) 由图10-19取接触疲劳强度寿命系数； 。6）计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%，安全系数S=1，(2)计算： 1) 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。2) 计算圆周速度3） 计算齿宽b=3) 计算齿宽与齿高比： 模数： mm 齿高： h=2.252.07=4.66mm 所以：=8.8674） 计算载荷系数：根据V=2.06m/s，7级精度，由图10-8得动

6、载系数1.08对于直齿轮=1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，1.418由，查图10-13得故载荷系数 K=1.251.0811.418=1.9145） 按实际载荷系数校正分度圆直径：6） 计算模数： m=3按齿根弯曲强度计算： 弯曲强度设计公式为 m(1) 确定公式内的各计算数值1） 由图10-20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取弯曲疲劳强度寿命系数；3） 计算弯曲疲劳许用应力。 取弯曲疲劳安全系数S=1.4，得 MPa Mpa 4)计算载荷系数。 5)查取齿形系数。 查表10-5查得 6)查取应

7、力校正系数。 查表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 对比计算结果，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（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲算得的模数1.55mm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mm，算出小齿轮齿数 大齿轮齿数 ，取=64 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足齿根弯曲疲劳强度，并做到了结构紧凑，避免浪费。 4几何尺寸计算 （1）分度圆直径：（2）中心距： （

8、3）齿轮宽度：3、低速级大小齿轮的设计： 1. 选用齿轮类型、精度等级、 材料及齿数 1）按以上的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。 2）运输机为一般工作，速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）. 3)材料选择。考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性，两级圆柱齿轮的大、小齿轮材料均用合金钢，热处理均为调质处理且大、小齿轮的齿面硬度分别为240HBS, 280HBS,二者材料硬度差为40HBS。 4）选小齿轮的齿数,大齿轮的齿数为，取。2.按齿面接触强度设计 1） 由设计公式进行试算，即 2）、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

9、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 、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：201Mpa196.4Mpa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2

10、06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：，260.4a744 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

11、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

12、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: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

13、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.mm37

14、9779 N.mm弯矩和扭矩图：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820.565

15、75859880751057537136135.576.5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。