yf二级直齿圆柱齿轮减速器课程设计说明书.docx

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1、yf二级直齿圆柱齿轮减速器课程设计说明书 yf二级直齿圆柱齿轮减速器课程设计说明书 目录 设计题目：二级直齿圆柱齿轮减速器 (3) 一、传动装置总体设计： (3) 一、选择电机 (4) 二、对比选择各电机 (4) 三、确定传动装置的总传动比和分配传动比 (5) 四、计算传动装置的运动和动力参数 (5) 五、设计V带和带轮 (7) 六、齿轮的设计 (8) 二、箱体设计 (11) 三、轴的设计 (13) 一、高速轴设计 (13) 二、中间轴的设计 (17) 三、从动轴的设计 (22) 四、高速轴齿轮的设计 (26) 五.联轴器的选择 (27) 六、润滑方式的确定 (27) 七.参考资料 (27)

2、设计题目：二级直齿圆柱齿轮减速器 要求： 运输带卷筒转速为35r/min 减速箱输出轴功率P为3.5马力 一、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： 一、选择电机 . 计算电机所需功率d P ： 查手册第3页表1-7： 1带传动效率：0.96 2每对轴承传动效率：0.99 3圆柱齿轮的传动效率：0.98 4联轴器的传动效率：0.99 5卷筒的传动效率：0.96 计算总传动比： 4 212

3、345=?=0.829 45w P P =? 3.1w d P P KW = = 由于需选择功率大于3.1kw 的电机，故考虑选择功率为4kw 的电机。 二、对比选择各电机 电动机型号，因此有3种传动比方案如下： 方案 电动机型号 额定功率 同步转速 r/min 额定转速 r/min 重量 总传动比 三、确定传动装置的总传动比和分配传动比： 总传动比：96050.5319 n i n = =总卷筒 分配传动比：取 3.05i =带 则1250.53/3.0516.49i i ?= ()121.31.5i i =取121.3i i =经计算2 3.56i =1 4.56i = 注：i 带为带轮传

4、动比，1i 为高速级传动比，2i 为低速级传动比。 四、计算传动装置的运动和动力参数： 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 01122334,依次为电机与轴 1，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与轴4之 间的传动效率。 . 各轴转速：11440 507/min 2.8 m n n r i = =带 121507116/min 4.37 n n r i = = 23211635/min 3.36 n n r i = = 2计算各轴输入功率：1 3.10.95 2.95v p p kW =?=?=电带 21 2.950.990.98 2.86p p kW =?=?=轴承齿轮 32

5、2 2.860.990.98 2.49p p kW =?=?=轴承齿轮 43 2.490.990.99 2.44p p kW =?=?=轴承联轴器 3计算各轴转矩： 111 2.959550 955055.6.507p T N m n =?= 222 2.869550 9550235.5.116p T N m n = 333 2.499550 9550689.3.34.4p T N m n = 141 2.449550 9559675.4.34.5 p T N m n = 运动和动力参数结果如下表： 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min 输入 输出 输入 输出 电动机轴 3.67

6、36.5 960 1轴 3.52 3.48 106.9 105.8 314.86 2轴 3.21 3.18 470.3 465.6 68 3轴 3.05 3.02 1591.5 1559.6 19.1 4轴 3 2.97 1575.6 1512.6 19.1 五、设计V 带和带轮1.设计V 带 选胶带型号 查课本205P 表13-6得：4.1=A K 则 1.4 3.1 4.34c A d P K P kW =?=?= 1500/min n r = 根据c P =4.34, 0n =1500r/min,由课本205P 图13-5，选择A 型V 带，取 190d =。 ()1 212 1 2.8

7、900.98247n d d n = ?-=?=查课本第206页表13-7取2250d =。 为带传动的滑动率0.01 0.02=。 验算带速：11 901440 6.8/601000 601000 d n V m s ?= =? 故此带速是在525/m s 范围 内，合适。 确定中心距，带长，验算包角： 初步选取中心距a ：120220.7()2()d d a d d +。 求V 带根数Z ：由课本第204页式13-15得：()00L c P Z P P K K =+? 查课本第203页表13-3由内插值法得0 1.07P =。 传动比：21250 2.83(1)90(10.02) d i

8、d = =-?- 由表 12-4确定单根V 带额定功率增量 0 0.17P kw ?= 包角修正系数 0.95K = V 带根数： ()()00 4.34 3.841.070.170.960.95 L c P Z P P K K = =+?+? 取4Z =根。 求作用在带轮轴上的压力Q F ：查课本201页表13-1得q=0.10kg/m ，故由课本第 197页式13-7得单根V 带的初拉力： 220500 2.5500 4.34 2.5 (1)(1)0.10 6.81354 6.80.96 c P F qv N zv K ?= -+=-+?=? 作用在轴上压力： 0158.52sin 241

9、35sin 106122 Q F ZF N =?=。 六、齿轮的设计： 1高速级大小齿轮的设计： 选择材料： 高速级小齿轮均选用45#钢调质，齿面硬度为220HBS 。 高速级大齿轮选用45#钢正火，齿面硬度为190HBS 。 查课本第166页表11-7得：lim 1 550H Mpa = lim 2540H Mpa =。 查课本第165页表11-4得： 1.05H S = 1.35F S =。 故lim 1 1 550523.81.05H H H Mpa Mpa S = = lim 22530504.71.05 H H H Mpa Mpa S =。 查课本第168页表11-10C 图得：li

10、m 1 190F Mpa = lim 2180F Mpa =。 故lim 1 1 190140.71.35F F F Mpa Mpa S = = lim 22180133.31.35 F F F Mpa Mpa S =。 由于齿轮是软齿面闭式传动，所以按齿面接触强度设计，再按齿根弯曲强度校核 齿轮9级精度制造，查课本第164页表11-3得：载荷系数 1.2K =，取齿宽系数0.3a ?= 计算中心距：由课本第165页式11-5得： (1 2 2 3 33335335 1.255.610i 1 4.461154504.20.3 4.37H a KT a mm i ? +=+= ? ? ? ? 初

11、选： 当a=155,m=3时，1221,99z z =,返算得：a=155.5 故不满足 当a=160,m=3时，1226,105z z =，返算得：a=161.5 故不满足 当a=155,m=2.5时，1223,101z z =，返算得：a=155,故这种选择合适。 齿宽：0.315546.5a b a ?=?= 由于考虑到小齿轮更易被破环，故取149b =246.5b = 1157.5d mz mm =，22252.5d mz mm = 验算轮齿弯曲强度： 查课本第167页表11-9得： 1 2.8F Y = 2 2.23F Y = 按最小齿宽284b =计算：111113 22 22 1

12、.252.6 2.81052.91550.3 2.523 F F F KT Y Mpa bm Z ?=? 22 121 2.2352.942.12.8 F F F F F Y Mpa Y = ?=?= 所以弯曲强度符合要求。 齿轮的圆周速度：1 1 23 2.5314.8 1.16/601000 601000 d n V m s ?= = =? 查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。 2低速级齿轮（第二对齿轮）的设计： 料：低速级小齿轮选用45#钢调质，齿面硬度为220HBS 。 低速级大齿轮选用45#钢正火，齿面硬度为190HBS 。 查课本第166页表11-7得：lim 1

13、 550H Mpa = lim 2540H Mpa =。 查课本第165页表11-4得： 1.05H S = 1.35F S =。 故lim 1 1 550523.81.05H H H Mpa Mpa S = = lim 22530504.71.05 H H H Mpa Mpa S =。 查课本第168页表11-10C 图得：lim 1 190F Mpa = lim 2180F Mpa =。 故lim 1 1 190140.71.35F F F Mpa Mpa S = = lim 22180133.31.35 F F F Mpa Mpa S =。 按齿面接触强度设计：9级精度制造，查课本第16

14、4页表11-3 得：载荷系数 1.2K =，取齿宽系数0.4?= 计算中心距： 由课本第165页式11-5得： (2 2 2 3 33335335 1.2235.5101 3.431200.6504.20.4 3.36H KT a i mm i ? +=+= ? ? ? ? 初选： 当a=205,m=2.5时, 1238,128,z z =返算得a=207.5 故不满足 当a=205,m=3时，1231,104z z =，返算得 a=202.5,故不满足 当a=210，m=2.5时，1239,131z z =，返算得a=212.5,故不满足 当a=210,m=3时，1232,108z z =，

15、返算得a=210,故满足条件 计算宽度: 0.421084a b a ?=?= 由于小齿轮更易破坏，则小齿轮要设计宽一些，故取：1289,84b b = 低速级大齿轮：284b = 2108Z = 低速级小齿轮：189b = 132Z = 1196d mz mm =，22324d mz mm = 验算轮齿弯曲强度：查课本第167页表11-9得： 3 2.58F Y = 4 2.22F Y = 计算：1 113122122 1.2227.6 2.581070.6125427 F F F KTY Mpa bm Z ?=? 4 2 343 40.7F F F F F Y Mpa Y = ?=安全。 轮的圆周速度：11 32368 0.12/601000 601000 d n V m s ?= = =? 查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。 二、箱体设计 箱体结构尺寸确定如下： 名称 符 号 计算公式 结果 箱座厚度 83025.0+=a 10 箱盖厚度 1 8302.01+=a 10 箱盖凸缘厚度 1b 115.1=b 15 箱座凸缘厚 b 5.1=b 15