二級直齒圓柱齒輪減速器設計說明書(中北大學)

1、機 械 零 件 課 程 設 計說 明 書 設計題目:二級齒輪減速器(II-15) 班級:06020142 姓名:XXX 指導老師:XXX 設計日期:06.05.23-08.06.05中北大學機械工程與自動化學院機械設計制造及其自動化專業(yè)一、設計題目：二級直齒圓柱齒輪減速器1 要求：擬定傳動關系：由電動機、V帶、減速器、聯(lián)軸器、工作機構成。2 工作條件：雙班工作，有輕微振動，小批量生產(chǎn)，單向傳動，軸承壽命年，減速器使用年限為年,運輸帶允許誤差5%。3 已知條件：運輸帶速度0.324m/s，卷筒直徑300mm 運輸帶有效拉力8400N二、傳動裝置總體設計：1. 組成：傳動裝置由電機、減速器、工作機

2、組成。2. 特點：齒輪相對于軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。3. 確定傳動方案：考慮到電機轉速高，傳動功率大，將V帶設置在高速級。 其傳動方案如下：三、齒輪的設計：1、基本數(shù)據(jù)。 材料:高速級小齒輪選用鋼調(diào)質，齒面硬度為250HBS。高速級大齒輪用鋼正火，齒面硬度為220HBS。（1） 帶式輸送機輸出的功率; P=F*V/1000=8400*0.324=2.7kw（2） 功率電機所需： 0.833 3267w3.3kw（3） 輸送機卷筒的轉速:=60*1000*0.324/(*300)=20.64r/min（4） 傳動比分配: =69.28 V帶適合的傳動比取21.

3、65按展開式布置.取可算出5.7 3.86（5） 各軸轉速:446.9 r/min79.8 r/min 20.67r/min 20.67r/min（6） 各軸功率:3.14kw3.05 kw2.96 kw 2.91 kw （7） 各軸轉矩: =67N.m365 N.m1367.6 N.m1340 N.m選材及確定許用應力 小齒輪 40 調(diào)質 HB=251 大齒輪 45 調(diào)質 HB=241 查課本第166頁表11-7得： 查課本第165頁表11-4得：1.1 1.3。故585/1.1=667Mpa 557 Mpa。查課本第168頁表11-10C圖得： 。故454 Mpa 342 Mpa。2、高速

4、級大小齒輪的設計(軟齒閉式傳動，用A方案,根據(jù)高速級，低速級分別設計) 、對于高速級齒輪：4.6 100N.m 446.9 r/min按齒面接觸強度設計：查課本第164頁表11-3得：載荷系數(shù)，由于是非對稱布置；查得， 計算小齒輪直徑： 58mm取=52mm中心距 =194.4調(diào)整中心距讓194.4同時尾數(shù)為0或5考慮高速級大齒輪與低速級大齒輪相差不大取當 195 則=22.5 取23 =128實際傳動比： =188.75 不行 當1953則=19.7 取20 =112實際傳動比： =198 不行 當 200 2.5則=24.2 取25 =140實際傳動比： =206.25不行 當200 3則

5、=20.2 取21 =118實際傳動比： =208.5 不行 當205 2.5則=24.4 取24 =136實際傳動比： =200 行60 340齒寬：60=42取40 45高速級大齒輪： 40 136高速級小齒輪： 45 24、驗算輪齒彎曲強度： 查課本第167頁表11-9得：2.75 2.2 1.6 1.83按最小齒寬40：117.9Mpa<107.9Mpa < 所以安全。3、低速級大小齒輪的設計：、材料：低速級小齒輪選用鋼調(diào)質，齒面硬度為250HBS。低速級大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為220HBS。 3.86 101.3mm 取=102mm247.86mm調(diào)整中心距：讓247

6、.86mm同時其尾數(shù)為0或5當 250 則=41 =159實際傳動比： =250 行102.5 397.5齒寬：71.75 則取70 75低速級大齒輪：70 159 低速級小齒輪：75 41、驗算輪齒彎曲強度：查課本第167頁表11-9得： 2.45 1.82 2.21 1.68按最小齒寬70計算：201Mpa<196.4Mpa<安全4、驗算運動誤差： 20.64 r/min 70.631460/70.63=20.01r/min (20.01-20.64)/ 20.64*100%=3.05%<5% 合格。四、設計V帶和帶輪：1.設計V帶確定V帶型號查課本表13-8得： =*=

7、3.96kw根據(jù)=3.96kw, ,由課本圖13-5，選擇A型V帶.查課本第206頁表13-7取100。=313.5mm所以取=315mm為帶傳動的滑動率。驗算帶速：=7.48m/s 帶速在范圍內(nèi)，合適。取V帶基準長度和中心距a：初步選取中心距a：，260.4<a<744 取=565。由課本第195頁式（13-2）得：=2*500+*370+=1802mm查課本第202頁表13-2取1800mm。由課本第206頁式13-6計算實際中心距：564mm。驗算小帶輪包角：由課本第195頁式13-1得：。合適。I=3.21求V帶根數(shù)Z：由課本第204頁式13-15得：查課本第203頁表13

8、-3由內(nèi)插值法得1.3kw0.17kw。查課本第202頁表13-2得1.01。查課本第204頁表13-5由內(nèi)插值法得。 2.77取3根。求作用在帶輪軸上的壓力：查課本201頁表13-1得q=0.1kg/m，故由課本第197頁式13-7得單根V帶的初拉力： 138.4N作用在軸上壓力：2*3*138.4*=811.44N。五、軸的設計：高速軸設計： 材料：選用45號鋼調(diào)質處理。查課本第230頁表14-2 C=112 =3.14kw。 =67N.m =446.9r/min 各軸段直徑的確定：22.4 圓整為25進行結構設計30127451984045604530102255115435畫受載簡圖:

9、 作用在齒輪上的 圓周力為： 425N徑向力為：313*tg=153N作用在軸1帶輪上的外力： 2233N 1593* tg=804N求垂直面的支反力： 685N -27N求水平面的支承力：1904N 995N求選定截面的彎矩，并畫彎矩圖。 截面I的彎矩：995*60=59700N.m-1620N.m59722N.m 截面II的彎矩：153230N.m4158N.m=153286 N.m彎矩和扭矩圖： 畫當量彎扭圖（彎扭合成）傳動的扭矩T等于常數(shù)，有輕微振動，單向傳動，取 63012 N.m 154602 N.m當量應力的計算:對于界面I，由于和齒輪周向固定，有鍵槽，計算軸徑降低4%25*96

10、%=24mm 45.58N/ 28.17N/確定:由P241表14-1得=65N/ 由14-3得 =60MPa由于 <， < 所以軸I設計合理。皮帶輪處鍵的選擇：帶輪處，軸徑d=25，由表查得鍵寬b=8,h=7, L=35 所以有輕微振動。軸承的選擇：軸徑d=35,由設計手冊查得，軸承代號為6307，D=72,B=19,中間軸的設計：材料：選用45號鋼調(diào)質處理。查課本第230頁表14-2取 C=112。根據(jù)課本14-2得： 38.08mm 圓整為40mm進行結構設計:456250452575406853 畫軸承的受載簡圖:作用在1、2齒輪上的圓周力：2*365*1000/102.5

11、=7.12N 2*365*1000/340=2.15N 徑向力： 2.6N 0.774N求垂直面的支反力:=5171N4.1N求水平面的支承力： 1.855N-59N求選定斷面的彎矩，并畫彎矩圖: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.mm379779 N.mm彎矩和扭矩圖：當量彎扭矩： 傳動的扭矩T等于常數(shù)，有輕度振動，單向傳動,取a=0.3243330 N.m278895 N.m395270 N.m畫當量彎扭圖：求當量應力： 對于截面

12、I，由于和齒輪圓向固定有鍵槽，計算軸徑降低4% 48mm 22 N/ 25.2 N/ 35.74 N/確定： 軸的材料選用45#，調(diào)質處理，由表查得 由表查得=60Mpa< < <所以中間軸設計合理。鍵的選擇：在齒輪處，軸徑d=50mm. 由表查得，鍵寬b=14mm 高h=9mmL=36mm 有靜載荷軸承的選擇：軸徑d=45,由設計手冊查得，軸承代號為6309，D=72,B=19, 低速軸的設計：材料：選用45號鋼調(diào)質處理。查課本第230頁表14-2 C=112。 各軸段直徑的確定：58.24mm 圓整為65mm進行結構設計820.5657585988075105753713

13、6135.576.5聯(lián)軸器上的力: =26049N作用在齒輪上的圓周力為：6881N徑向力為： 9378N 2477N求軸承反力: 垂直面： 45243N -12313N 水平面：14500N -7599N求選定截面的彎矩，并畫彎矩圖：截面I的彎矩：-581323.5 N.m-941944.5N.m=-1100000 N.m截面II的彎矩：=1972000 N.m=6153048 N.m=6500000 N.m彎矩和扭矩圖：傳動的扭矩T等于常數(shù)，有輕微振動，單向傳動，取1180000 N.mm 6510000 N.mm畫當量彎扭圖（彎扭合成）對于界面I，由于和齒輪周向固定，有鍵槽，計算軸徑降低4%80*96%=76.8mm 26 N/ 52.4 N/確定： 軸的材料選用45#，調(diào)質處理，由表查得 由表