二級減速器課程設計說明書的模版

1、 . . . 機械設計課程設計計算說明書設計題目：帶式傳輸機的傳動裝置班 級：姓 名：學 號：指導教師：二 年 月 日 XX學院機電工程系目 錄1.機械設計課程設計任務書12.電動機選擇23.計算總傳動比與分配各級的偉動比34.運動參數(shù)與動力參數(shù)計算35.傳動零件的設計計算46.軸的設計計算107.滾動軸承的選擇與校核計算188.鍵聯(lián)接的選擇與校核計算199.減速器的潤滑19心得與體會20參考文獻2123 / 251.機械設計課程設計任務書一、 設計題目：帶式傳輸機的傳動裝置題目數(shù)據(jù)：二、 運輸機工作條件工作時不逆轉(zhuǎn)，載荷有輕微沖擊；工作年限為10年，二班制；設計任務1進行二級斜齒圓柱齒輪減速

2、器傳動方案的設計（已擬定完成）2 電動機功率與傳動比分配，3 主要傳動零件的參數(shù)設計標準件的選用.4 減速器結(jié)構(gòu)、箱體各部分尺寸確定，結(jié)構(gòu)工藝性設計。5 裝配圖的設計要點與步驟等。6 設計和繪制零件工作圖7 整理和編寫設計說明書三、 設計成果要求1. 二級圓柱齒輪減速器裝配圖1；2. 零件工作圖2；3. 設計計算說明書1份。2.電動機選擇1、電動機類型的選擇： Y系列三相異步電動機2、電動機功率選擇：（1）傳動裝置的總功率：總=帶×4軸承×2齒輪×聯(lián)軸器×滾筒=0.96×0.984×0.972×0.9×0.95=0

3、.73(2)電機所需的工作功率：P工作=FV/1000總=1.6×1.3/0.73=2.85KW3、確定電動機轉(zhuǎn)速：計算滾筒工作轉(zhuǎn)速：n筒=60×1000V/D=60×1000×1.3/×370=67.14r/min經(jīng)查表按推薦的傳動比合理圍，V帶傳動的傳動比i 24，二級圓柱斜齒輪減速器傳動比i 840，則總傳動比合理圍為i a 16160，電動機轉(zhuǎn)速的可選圍為ia×n筒=（16160）×67.14=1074.2410742.4r/min符合這一圍的同步轉(zhuǎn)速有1500和3000r/min。動機，額定功率為3.04、確定電動

4、機型號綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，選定型號為Y100L24的三相異步電根據(jù)以上選用的電動機類型，所需的額定功率與同步轉(zhuǎn)速，額定功率：3KW，滿載轉(zhuǎn)速n電動1420 r/min，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。額定轉(zhuǎn)矩2.2。4、確定電動機型號綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，選定型號為Y100L24的三相異步電根據(jù)以上選用的電動機類型，所需的額定功率與同步轉(zhuǎn)速，額定功率：3KW，滿載轉(zhuǎn)速n電動1420 r/min，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。額定轉(zhuǎn)矩2.2。3.計算總傳動比與分配各級的偉動比1、總傳動比：i總=n電動/n筒=14

5、20/67.14=21.152、分配各級偉動比帶傳動的傳動比取i帶=3i總=i齒輪×i帶21.15i齒輪=i總/i帶=21.15/3=7.05則雙級圓柱齒輪減速器高速級傳動比i2=3.03i1=2.334.運動參數(shù)與動力參數(shù)計算1、計算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）n電機=1420r/minnI=nI/i帶=1420/3=473.33(r/min)nII=nI/i1=483.33/3.03=156.21(r/min)nIII=nII/i1=156.21/2.33=67.14(r/min)N= nIII=67.14(r/min)2.計算各軸的功率（KW）P工作=2.85KWP= P工作

6、5;帶=2.85×0.95=2.71KWP=P×軸承×齒輪=2.17×0.97×0.98=2.58KWP= P×軸承×齒輪=2.58×0.97×0.98=2.45KWP=P軸承×齒輪=2.45×0.99×0.98=2.38KW3計算各軸扭矩（N·m）TI=9550×PI/nI=9550×2.7/473.33=54.68TII=9550×PII/nII=9550×2.58/156.21=157.73TIII=9550×

7、PIII/nIII=9550×2.45/67.14=348.49T=9550×P/n=9550×2.38/67.14=338.53軸名功率P(KW)轉(zhuǎn)矩T( Nm)轉(zhuǎn)速(r/min)1軸2.7154.68473.332軸2.85157.73156.213軸2.45348.4967.144軸2.38338.5367.145.傳動零件的設計計算1.皮帶輪傳動的設計計算選擇普通V帶截型確定計算功率查課本表8-7得：,式中kA系數(shù)，為傳遞的額定功率,既電機的額定功率.選擇帶型號根據(jù)，,查課本表8-7和表8-11選用帶型為A型帶選取帶輪基準直徑查課本表8-6和表8-8得小帶

8、輪基準直徑.則大帶輪基準直徑,查課本表8-5后取。驗算帶速v 在525m/s圍，帶帶速合適。確定中心距a和帶的基準長度Ld初定中心距，所以帶長=.查課本表8-4選取基得實際中心距取中心距的變化圍為驗算小帶輪包角，包角合適。確定v帶根數(shù)z因，傳動比,查課本表8-4a,并由插值法得kw.查課本表8-4b,并由插值法得kw.查課本表8-2得=0.96.于是查課本表8-5,并由插值法得=0.925由公式8-20得故選Z=4根帶。計算預緊力查課本表8-3可得,故:單根普通帶緊后的初拉力為計算作用在軸上的壓軸力利用公式8-27可得壓軸力的最小值10帶輪的設計2、齒輪傳動的設計計算（1）選擇齒輪類

9、型，齒輪材料與精度等級與齒數(shù)。1）根據(jù)傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動，運輸機為一般工作機器，速度不高，選用7級精度，考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為280HBS。大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度240HBS；二者材料硬度相差40HBS. 2)采用兩對齒輪同時設計一組：初選Z1=24，Z2=Z1×3.03=72.72取Z2=72二組: 初選Z1=24，Z2=Z1×2.33=56取Z2=56(2)按齒面接觸疲勞強度設計由設計計算公式（109a）進行試算即確定公式的各計算參數(shù)如下：1）試選載荷系數(shù)kt=1.32)計算齒輪傳遞的傳矩T1

10、=5.468×N·mm T2=1.5773×N·mm3)由表10-7選取齒寬系數(shù)=14）由10-6查得材料的彈性影響系數(shù)=189.8Mp5）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強度極限Hlim1=600Mpa Hlim2=550Mpa6）由式10-13計算應力循環(huán)次數(shù)第一組：N1=60n1jLh=60×473.33×1×(2×8×300×10)=1.363×NL2=N1/i=1.363×/.303=4.5×第二組：N1=60n2jLh=60×157

11、.73×1×(2×8×300×10)=4.54×N2=N1/i=4.54×/2.33=1.95×7)由課本圖10-19查得接觸疲勞的壽命系數(shù)：第一組KHN1=0.92 KHN2=0.95第二組KHN1=0.95 KHN2=0.978）計算接觸疲勞強度，取失效概率為1%，按一般可靠度要求選取安全系數(shù)SH=1.0，由式10-12得：第一組 H1=lim1·KNH1/S=600×0.92=552MpaH2=lim2KNH2/S=550×0.95=522.5Mpa第二組 H1=lim1

12、3;KNH1/S=600×0.95=570MpaH2=lim2KNH2/S=550×0.97=522.5Mpa（3）計算1）計算小齒輪分度圓直徑，代入H中較小的值第一組 =53.8第二組 =77.372）計算圓周速度v第一組 第二組 3）計算齒寬bb=d·第一組 b=1×53.8=53.8 第二組 b=1×77.37=77.374)計算齒寬與齒高之比模數(shù)mt=/z1第一組 mt=53.8/24=2.24 第二組 mt=77.37/24=3.23齒高h=2.25mt第一組 h=2.25×2.24=5.04 第二組 h=2.25×

13、;3.22=7.255)計算載荷系數(shù)第一組 根據(jù)v1.33m/s 、7級精度、由表108查得動載系數(shù)Kv=1.05 直齒輪KHKF1由表104用插值法得7級精度，小齒輪相軸承非對稱布置時，KH=1.406由b/h=10.67, KH=1.406 查圖10-13得K地KF=1.33K=KAKVKHKF=1.25×1.05×1.406×1=1.845查得第二組 KA1.25 KV1.05 KH1.41 KF1.32K=1.25×1.04×1.41×1=1.8336)按實際的載荷系數(shù)校正所算分度圓直徑，由式1010a得d1=第一組 d1=

14、=53.8×=60.46第二組 d1= =77.37×=91.877)計算模數(shù)mm 第一組 m=60.46/24=2.52 第二組 m=91.87/24=3.83（4）按齒根彎曲強度設計由式105得彎曲強度設計公式m1.確定公式的各計算數(shù)值由圖10-20C查的小齒輪的彎曲疲勞強度極限 ；大齒輪的彎曲強度極限由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)第一組K=0.85 K=0.89第二組K=0.89 K=0.9計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4由式（10-12）得=一組=二組=計算載荷系數(shù)KK=KAKVKHKF 一組：K=1.25×1.05×

15、1×1.33=1.75 二組：K=1.25×1.04×1×1.32=1.72查取齒形系數(shù)由表10-5查得查去應力校正系數(shù)由表10-5查得計算大小齒輪的，并加以比較一組二組大齒輪的數(shù)值大。2. 設計計算一組： 二組：標準： 一組：m=2mm z=30.26=30，z=90 二組：m=2.5mm z=37, z=86對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強度算得的模數(shù)2.07并就

16、近圓整為標準值m=2.5mm，按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d=60.46算出小齒輪齒數(shù). z=37 大齒輪齒數(shù)z=86這樣設計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。2）幾何尺寸計算計算分度園直徑：d=zm=60d=37×2.5=92.5d=zm=180d=86×2.5=215計算中心距a=120a=153.75計算齒寬第一組 B1=65 B2=60第二組 B1=100 B2=956.軸的設計計算三個軸總體布置，考慮相鄰齒輪沿軸向不發(fā)生干涉，引人尺寸c=20mm?？紤]齒輪與箱體壁沿軸向不發(fā)生干涉，引入尺寸a=16mm。為

17、保證滾動軸承放入軸承座孔，計入尺寸s=8mm，通過中間軸大體確定齒輪箱軸的長度。（一）輸入軸的設計計算1. 高速軸的設計1） 求輸出軸上的功率P，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩P=2.71KW =473.33r/min=54.68Nm2） 作用在齒輪上的力已知I齒輪的分度圓直徑為=60而 F= F= F Fn= F/cos =1490N圓周力F，徑向力F的方向如圖示:3） 初步確定軸的最小直徑先按課本式15-2初步估算軸的最小直徑,選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)課本取于是得考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d=20×(1+5%)mm=21.選d=252、軸的結(jié)構(gòu)設計1）擬定軸上零件的裝配2）根據(jù)軸向定

18、位的要求確定軸各段直徑和長度根據(jù)之前設計的大帶輪，輪轂長l=60，取，直徑初步選擇滾動軸承.因軸承只受徑向力,故選用深溝球軸承6306 d×D×B=30×72×19所以 左端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位。由手冊查得6306型軸承的定位軸肩高度h=6，因此。3）根據(jù)圓柱齒輪若齒根圓到鍵槽底部距離e2.5m,應將齒輪和軸做成一體，故設計成齒輪軸。4）軸承端蓋的總寬度為20（有減速器與軸承端蓋的機構(gòu)設計而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝卸方便與對軸承添加潤滑的要求，取。6）其他尺寸的確定c+s+a+100=144(100為中間軸上小齒輪的齒寬B1=100) 至此，已初步

19、確定了軸的各直徑和長度。3軸上零件的周向定位帶輪與軸的連接采用普通楔鍵連接，由由表6-1楔鍵截面尺寸b×h=8×7 長度為L=45。4.求軸上載荷。(1)繪制軸受力簡圖彎矩圖與扭矩圖載荷水平面H垂直面V支反力=1346M =477N=490N =174N彎矩M=88836N·=32340N·mm總彎矩扭矩TT=54680N·mm5. 按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應力校核軸的強度根據(jù)= MP前已選軸材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表15-1得=60MP 此軸合理安全（二）.輸出軸的設計1. 求輸出軸上的功率P，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩P=2.45KW =67.14r/min=34

20、8.49Nm2. 作用在齒輪上的力已知III齒輪的分度圓直徑為=215而 F= F= F Fn= F/cos =3242N圓周力F，徑向力F的方向如圖示:3. 初步確定軸的最小直徑先按課本式15-2初步估算軸的最小直徑,選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)課本取于是得輸出軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應，,故需同時選取聯(lián)軸器的型號查課本,選取因為計算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩,所以選取HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為600Nm,半聯(lián)軸器的孔徑為384.軸的結(jié)構(gòu)設計1）擬定軸上零件的裝配2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段直徑和長度為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要

21、求，I-II軸段右端需制出一軸肩故取,右端用軸承擋圈定位，按軸端直徑取D=47，為保證軸承擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故I-II軸段的長度應比L1略小，取58初步選擇滾動軸承.因軸承只受徑向力,故選用深溝球軸承6409 d×D×B=45×120×29所以 左端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位。3）取安裝齒輪處的軸段;齒輪的右端與左軸承之間采用套筒定位.已知齒輪的寬度為95mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應略短于輪轂寬度,故取. 齒輪的左端采用軸肩定位,軸肩高3mm,取.軸環(huán)寬度,取b=12mm. 4)軸承端蓋的總寬度為20（有減速器與軸

22、承端蓋的機構(gòu)設計而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝卸方便與對軸承添加潤滑的要求，取。5）其他尺寸的確定至此，已初步確定了軸的各直徑和長度。3軸上零件的周向定位帶輪與軸的連接采用普通平鍵連接，由和由表6-1普通平鍵截面尺寸b×h=8×7 長度為分別為L=50 L=80 4.軸上載荷。繪制軸受力簡圖和彎矩圖與扭矩圖載荷水平面H垂直面V支反力=805M=372N=2213N =1029N彎矩M=64400N·=188389N·mm總彎矩扭矩TT=5348490N·mm6. 按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應力校核軸的強度根據(jù)= MP =60MP 故軸合理安全。三.中間軸的設計1

23、. 求輸出軸上的功率P，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩P=2.58KW =156.21r/min=157.73Nm2. 作用在齒輪上的力已知II齒輪的分度圓直徑為=180=92.5而 F=F= F= FF= F3. 初步確定軸的最小直徑先按課本式15-2初步估算軸的最小直徑,選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)課本取于是得4.軸的結(jié)構(gòu)設計1)軸上零件的裝配2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段直徑和長度根據(jù)軸的最小直徑的要求來選擇軸承，選擇深溝球軸承6407 d×D×B=35×100×25所以s+a+4+B=53 s+a+4+b+2.5=55.5設計裝齒輪處直徑,根據(jù)軸上零件尺寸

24、，得3.上零件的周向定位帶輪與軸的連接采用普通平鍵連接，由由表6-1平鍵截面尺寸b×h=8×7 長度分別為為L=45 L=804.軸上載荷。繪制軸受力簡圖彎矩圖和扭矩圖載荷水平面H垂直面V支反力=194M=-1851N=367N=-639.7N彎矩M=2602N·=-56622N·=13561N·mm=163814N·mm總彎矩扭矩TT=157330N·mm5. 按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應力校核軸的強度根據(jù)= MP =60MP 故軸合理安全。各軸段上的倒角和圓角軸段軸C=2R=0.5R=0.5R=1.5R=5R=5R=1.5C=2軸C

25、=2R=1.5R=2R=2R=1.5C=2軸C=2R=2R=1.5R=1.5R=2R=1.5R=1.5C=27.滾動軸承的選擇與校核計算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預計壽命16×365×10=58400h對于只承受純徑向力P=Fr1、計算輸入軸承（1）初先兩軸承為深溝球軸承6206型兩軸承徑向反力：Fr =P=Fr 查得C=20.8KN =3Lh=107981h58400h預期壽命足夠，軸承合適。2、中間軸軸承校核（1）初先兩軸承為深溝球軸承6407型兩軸承徑向反力Fr =P=Fr 查得C=48.3KN =3Lh=1193674h58400h預期壽命足夠，軸承合適。3、輸出軸軸承校核

26、（1）初先兩軸承為深溝球軸承6409型兩軸承徑向反力Fr =P=Fr 查得C=59.5KN =3Lh=4107311h58400h預期壽命足夠，軸承合適。8.鍵聯(lián)接的選擇與校核計算取=120Mpa（1）高速軸上鍵的校核選用C型平鍵，b×h= 8×7 L=L1-b=50-8=42mm=54.68Nm Mpa （2）中間軸上鍵的校核選用A型平鍵，小齒輪b×h= 8×7 L=L1-b=45-12=33mm=157.73Nm Mpa大齒輪b×h=12×8 L=L1-b=80-12=68mm=157.73Nm Mpa (3)輸出軸上鍵的校核選用A型平鍵軸與聯(lián)軸器連接的鍵 b×h=10×8 L=L1-b=50-10=40 Mpa 軸與齒輪連接的鍵 b×h=18×11 L=L1-b=80-18=62 Mpa 9.減速器的潤滑。（1）齒輪的潤滑方式與潤滑劑的選擇齒輪采用浸油潤滑。即將齒輪浸于減速器油池，當齒輪轉(zhuǎn)動時，將潤滑油帶到嚙合處，同時也將油甩直箱壁上用以散熱。（2）滾動軸承潤滑劑的選擇 滾動軸承采用油潤