二级展开式圆柱齿轮减速器(工程训练).doc

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1、机械设计课程设计 二级展开式圆柱齿轮减速器姓 名：XXX学 院：南昌大学科学技术学院系 别：机电系专 业：机械设计制造及其自动化年 级：2010学 号：XXX指导教师：XXX2012年12月24日目录一传动方案拟定3二电动机的选择 4三计算传动装置的总传动比及分配7四轴径的初拟定9五传动齿轮的设计 10六滚动轴承的选择 17七轴上零件位置的固定方式 20八键的设计和计算 21九V带和皮带轮的设计 23十联轴器的选择25 十一.减速器附件的选择 25十二.润滑与密封 27十三.设计小结29十四.参考资料 30一.拟定传动方案设计带式运输机传动装置（简图如下） 该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸

2、振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。 总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。.原始数据：滚筒圆周力F(N)带速V（m/s）滚筒直径D(mm)24001.0320.工作条件：工

3、作年限工作班制工作环境荷载性质102清洁平稳.检修期：3年大修；.动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V;.运输带速度允许误差：5%；.制造条件及生产批量：中等规模机械厂制造，小批量生产。二电动机的选择1.选择电动机（1）电动机类型和结构形式按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y系列异步交流三相异步电动机，电压380V。（2）电动机容量卷筒轴的输出功率Pw电动机输出功率PdPd=传动系统的总效率=1233245式中1，2从电动机到圆筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4查得:V带传动1=0.96，滚动轴承2=0.99，圆柱齿轮传动3=0.97，弹性联轴器4=0.99，卷筒轴滑动

4、轴承5=0.96=0.96x0.993x0.972x0.99x0.960.83故Pd=2.89kW电动机额定功率Ped，由第20章表20-1取Ped=3kW(3)电动机的转速 nw =r/minV带传动常用传动比范围i1=24,两级圆柱齿轮传动比范围i2=860,于是电动机转速可选范围为nd =nw i1 i2=60x(24)x(860)=96014400r/min可见同步转速为1500r/min和3000r/min的电动机均合适。为使转动装置的传动比较小，结构尺寸紧凑，这里选用同步转速为1500r/min的电动机，电动机参数如下表Y100L2-4电动机参数额定功率kW同步转速（r/min）满

5、载转速（r/min）315001420系统的总传动比 i= 根据V带传动比的常用范围I0=24,取i0=2.5于是两级圆柱齿轮减速器传动比 i减=i/ i0=9.47对于两级展开式圆柱齿轮减速器i1=(1.11.5) i2，其中i1为高速级传动比，i2为低速级传动比。取i1=1.2 i2,于是i2=i1=1.2x2.80=3.36传动比分配总传动比V带传动比高速级圆柱齿轮低速级圆柱齿轮23.672.53.362.80三.计算传动装置的总传动比并分配传动比1. 计算传动装置的运动和动力参数.各轴的转速0轴 轴 轴 轴 轴 0转速r/min1420568169.0560.3860.38输入功率kW

6、2.892.772.662.552.52转矩Nm19.4446.57150.27403.32398.58效率0.960.990.970.990.96传动比 2.5 3.36 2.80四各传动轴轴径的初部拟定 P为该轴的传输功率（见上表）n为该轴的转速A0为轴材料的许用扭转矩应力的选用系数A0（126103）一般选用45钢A0取120轴 轴 轴轴结合滚动轴承尺寸表（机械设计指导书180页）取 五. 传动齿轮的设计选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1.按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，软齿轮面闭式传动。2.运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)。3.材料选

7、择。由机械设计选择齿轮材料为45钢（调质）。4.模数计算 （mm）N为齿轮的传递功率Z为大齿轮的齿数N为大齿轮的转数5.各齿轮参数计算齿轮2齿轮1和齿轮2能啮合，所以模数相等。取分度圆直径齿根圆直径 齿顶圆直径 齿轮1分度圆直径齿根圆直径 齿顶圆直径 齿轮4齿轮3和齿轮4能啮合，所以模数相同。取 分度圆直径齿根圆直径 齿顶圆直径 齿轮3分度圆直径齿根圆直径 齿顶圆直径 6.计算轴的中心距轴和轴的距离轴和轴的距离7.计算齿轮的厚度齿轮2齿轮1B1=B2+(35) 取B1=B2+4=50+4=54mm齿轮4齿轮3B3=B4+(35) 取B3=B4+4=75+4=79mm8.齿轮的机构设计小齿轮采用

8、齿轮轴结构，大齿轮采用实心打孔式结构大齿轮2的有关尺寸计算如下：轴孔直径35.5mm 轮毂长度 与齿宽相等 腹板中心孔直径 轮毂直径轮缘厚度 板厚度 腹板孔直径齿轮倒角 取齿轮2如下图大齿轮4的有关尺寸计算如下：轴孔直径45mm 轮毂长度 与齿宽相等 腹板中心孔直径 轮毂直径轮缘厚度 板厚度 腹板孔直径齿轮倒角 取齿轮4图如下图所示9.齿轮传动参数表名称符号单位高速级低速级小齿轮（3）大齿轮（4）小齿轮（1）大齿轮（2）中心距amm142.5107传动比i3.362.80模数mmm32压力角2020齿数Z20502369分度圆直径dmm60754650齿顶圆直径damm66544154齿根圆直

9、径dfmm52.567.55045齿宽bmm64605046材料45454545热处理状态调质调质调质调质齿面硬度HBS280280280280六滚动轴承的选择考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用深沟球轴承。根据轴的大小查机械设计指导书180也表10-1轴选用6204轴选用6206轴选用6208各轴承参数表轴承代号基本尺寸/mm安装尺寸/mm基本额定/kNdDBrsdaDares动载荷Cr静载荷Cor620220471412641112.86.65620630621613656119.511.562084080181.14773129.518.0寿命计算：轴承6204 1.查机械设计指导书表1

10、0-1，得深沟球轴承6204 2.查机械设计得 X=1, Y=03.计算轴承反力及当量动载荷：4.已知预期得寿命 10年，两班制基本额定动载荷所以轴承6204安全，合格轴承6206 1.查机械设计指导书表10-1，得深沟球轴承6206 2.查机械设计得 X=1, Y=03.计算轴承反力及当量动载荷：由于基本只受轴向载荷，所以当量动载荷：4.已知预期得寿命 10年，两班制基本额定动载荷所以轴承6206安全，合格轴承6208 1.查机械设计指导书表10-1，得深沟球轴承6208 2.查机械设计得 X=1, Y=03.计算轴承反力及当量动载荷：由于基本只受轴向载荷，所以当量动载荷：4.已知预期得寿命

11、 10年，两班制基本额定动载荷所以轴承6208安全，合格七轴上零件位置的固定方式轴：由于高速轴齿根圆直径与轴径接近，将高速轴取为齿轮轴，使用深沟球轴承承载。轴：高速级采用齿轮轴，低速级用自由锻造齿轮，自由锻造齿轮上端用轴肩固定，下端用套筒固定，使用深沟球轴承承载。轴：采用自由锻造齿轮，齿轮上端用套筒固定，下端用轴肩固定，使用深沟球轴承承载，下端连接运输带，采用凸缘联轴器连接。各轴段长度直径数据见下图八键的设计和计算1.键类型的选择选择45号钢，其许用挤压应力=150轴（查机械设计教材106页表6-1）左端连接弹性联轴器，键槽部分的轴径为16mm，轴段长22mm，所以选择单圆头普通平键(A型)键

12、b=5mm,h=5mm,L=20mm轴轴段长为44mm，轴径为35.5mm，所以选择平头普通平键（A型）键b=10mm,h=8mm,L=36mm轴轴段长为62mm，轴径为45mm，所以选择圆头普通平键（A型）键b=14mm,h=9mm,L=56mm右端连接凸缘联轴器，键槽部分的轴径为36mm，轴段长40mm，所以选择单圆头普通平键(A型)键b=10mm,h=8mm,L=36mm2.键类型的校核轴T=46.57Nm 则强度足够， 合格轴T=150.27Nm 则强度足够， 合格轴T=403.32Nm ，则强度足够， 合格,均在许用范围内。九V带和皮带轮的设计1.功率计算 查表8-7 取2.V带的选

13、型查表8-11选择A型V带3.确定V带的基准直径并计算带速1.查表8-6及8-8选小带轮直径为2.带速验算因为在5m/s30m/s之间，所以合适。4.确定v带的中心距1.由公式初定中心距a0=230mm由表8-2选带的基准长度ld=800mm计算实际中心距5.计算小带轮包角6.计算带轮根数1.由查表8-4a的p0=0.68根据nm=1420r/min,iv=2和A型带，查表8-4b的po=0.03查表8-5的Ka=0.95查表8-2的KL=0.85V带传动主要参数名称结果带型A带轮基准直径传动比2.5基准长度800中心距220根数4十联轴器的选择由于减速器载荷比较平稳，速度不高，无特殊要求，考

14、虑装拆方便及经济问题，选用弹性套柱销联轴器 选用HL2型（GB/T 5014-85）弹性套柱销联轴器，采用Y型轴孔，C型键，轴孔直径d=2035mm,选d=35mm,轴孔长度为L=36mm十一.减速器附件的选择1.箱体设计（参照机械设计17页表2-2）名称符号参数设计原则箱体壁厚120.025a+3 =8箱盖壁厚1100.02a+3 =8凸缘厚度箱座b181.5箱盖b1151.51底座b2222箱座肋厚m10.20.85地脚螺钉型号dfM160.036a+12数目n4轴承旁联接螺栓直径d1M120.75 df箱座、箱盖联接螺栓直径尺寸d2M10（0.5-0.6）df轴承盖螺钉直径d38（0.4

15、-0.5）df观察孔盖螺钉d46（0.3-0.4）df定位销直径d8（0.7-0.8）d2d1,d2至外箱壁距离C122C1=C1mind2至凸缘边缘距离C216C2=C2min注释：a取低速级中心距，a105mm2.附件为了保证减速器的正常工作，除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外，还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度、加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位、吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。 名称规格或参数作用窥视孔视孔盖130100为检查传动零件的啮合情况，并向箱内注入润滑油，应在箱体的适当位置设置检查孔。图中检查孔设在上箱盖顶部能直接观察到齿轮啮合部

16、位处。平时，检查孔的盖板用螺钉固定在箱盖上。材料为Q235通气器通气螺塞M181.5减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大，为使箱内热胀空气能自由排出，以保持箱内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件等其他缝隙渗漏，通常在箱体顶部装设通气器。材料为Q235轴承盖凸缘式轴承盖六角螺栓（M8）固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷，轴承座孔两端用轴承盖封闭。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种。图中采用的是凸缘式轴承盖，利用六角螺栓固定在箱体上，外伸轴处的轴承盖是通孔，其中装有密封装置。材料为HT200定位销M838为保证每次拆装箱盖时，仍保持轴承座孔制造加工时的精度，应在精加工轴承孔前，在箱

17、盖与箱座的联接凸缘上配装定位销。中采用的两个定位圆锥销，安置在箱体纵向两侧联接凸缘上，对称箱体应呈对称布置，以免错装。材料为45号钢油面指示器油标尺M12检查减速器内油池油面的高度，经常保持油池内有适量的油，一般在箱体便于观察、油面较稳定的部位，装设油面指示器，采用2型 油塞M121.5换油时，排放污油和清洗剂，应在箱座底部，油池的最低位置处开设放油孔，平时用螺塞将放油孔堵住，油塞和箱体接合面间应加防漏用的垫圈（耐油橡胶）。材料为Q235起盖螺钉M1042为加强密封效果，通常在装配时于箱体剖分面上涂以水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖。为此常在箱盖联接凸缘的适当位置，加工出1个

18、螺孔，旋入启箱用的圆柱端或平端的启箱螺钉。旋动启箱螺钉便可将上箱盖顶起。起吊装置吊耳为了便于搬运，在箱体设置起吊装置，采用箱座吊耳，孔径18。十二.减速器润滑方式、密封形式1.润滑本设计采用油润滑，润滑方式为飞溅润滑，并通过适当的油沟来把油引入各个轴承中。（1）.齿轮的润滑采用浸油润滑。（2）.滚动轴承的润滑宜开设油沟、飞溅润滑。（3）.润滑油的选择齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN15润滑油。2.密封形式用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。轴与轴承盖之间用接触式毡圈密封，型号根据轴段选取。十三.设计小结 在这次课程设计的学习，

19、特别是在胡老师的悉心指导和严格要求下，我认真计算仔细画图谨慎设计，在老师及同学的帮助下以及自己的不懈努力按时完成设计作业。作为机械专业学生，以后要面向工厂面对各种各样的机器及设计图纸，所以学校安排这样的设计课程是很有必要的，也正是缘于这样一次课程设计我们才有幸和胡老师见面，当面向老一辈知识分子学习请教。正是在这样的学习过程中，我们清楚地认识到了自身的不足，在机械学习方面我们还有很长的路要走，祖国的机械事业以及四个现代化也还要靠我们去发展振兴。课本上的学习终究是片面的，只有亲手实践现场操作我们才能更好的掌握老师所教授给我们的知识。无论是理论基础，设计方案，手工绘图，CAD电脑制图，以及后期校正，

20、每一个学习环节我们都在成长，都在勇攀学术的高峰。胡老师专业知识扎实全面，讲课条理清楚详细，指导学生耐心慈祥，纠正错误及时准确，尤其是在这么大的年纪还活跃在教书育人一线，拳拳报国育人之心皇天厚土共鉴！这一次的课程设计我们学习了如何设计并指导生产一台双极圆柱齿轮减速减速器，虽然是很简单的一个机械，但是我们更深刻地了解了机械所赋予人类改变自然的能力，以及我们所从事的机械行业有着的巨大发展潜力。一个国家机械水平的高低决定了其现代化程度的高低，中国是一条正在飞速发展的巨龙，对于各式机械的需求也在日益增加，我们要为祖国设计制造出更多更好的机械，让中华民族屹立于世界民族之林！ 最后再一次感谢胡庭蔚老师！ 十四.参考文献机械设计第八版 高等教育出版社机械原理第七版高等教育出版社机械设计指导江西高校出版社互换性与测量技术基础第3版机械工业出版社工程力学中国水利水电出版社