二級(jí)齒輪減速器課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

1、. . . . 職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書二級(jí)齒輪減速器目錄1. 電動(dòng)機(jī)的選擇1.1確定傳動(dòng)裝置所需的功率p41.2確定傳動(dòng)裝置的效率41.3選擇電動(dòng)機(jī)42.傳動(dòng)裝置總轉(zhuǎn)動(dòng)比計(jì)算與傳動(dòng)比初步分配 2.1總傳動(dòng)比的計(jì)算5 2.2傳動(dòng)比初步分配53.初步計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù) 3.1電動(dòng)機(jī)輸出參數(shù)5 3.2高速軸參數(shù)5 3.3中速軸參數(shù)6 3.4低速軸參數(shù)63.5滾筒參數(shù)64.齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)4.1高速軸齒輪的設(shè)計(jì)74.1.1減速器高速軸的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)74.1.2選擇齒輪材料與熱處理74.1.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)74.1.4 確定主要參數(shù)和幾何尺寸74.1.5

2、 驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度74.1.6 齒輪參數(shù)和幾何尺寸84.1.7 確定齒輪的精度等級(jí)84.1.8 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)85.軸的設(shè)計(jì) 5.1 高速軸的設(shè)計(jì)95.1.1 已經(jīng)確定的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)95.1.2 軸的材料選擇并確定許用彎曲應(yīng)力95.1.3 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度概略計(jì)算軸的最小直徑95.1.4 設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制軸的結(jié)構(gòu)草圖95.1.5 彎曲-扭矩組合強(qiáng)度校核106.滾動(dòng)軸承的選擇 6.1 高速軸滾動(dòng)軸承146.1.1 作用在軸承上的載荷146.1.2 選擇滾動(dòng)軸承型號(hào)146.1.3 計(jì)算軸承的當(dāng)量載荷146.1.4 校核軸承的壽命147減速器的潤(rùn)滑7.1齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑147.2深溝球軸承的潤(rùn)滑148

3、.減速箱體尺寸計(jì)算 8.1 減速箱體主要尺寸表14參考文獻(xiàn)16一、1.二、1.2.三、1.2.3.4、5四、1.（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）2.五、1.（1）（2）（3）（4）（5）.六、1（1）（2）七、1.2.八、電動(dòng)機(jī)的選擇確定傳動(dòng)裝置所需的功率P確定傳動(dòng)裝置效率由表11-7查得彈性聯(lián)軸器的效率1=0.99（2個(gè)）一對(duì)滾動(dòng)軸承效率2=0.99閉式圓柱支持齒輪傳動(dòng)效率3=0.97(2個(gè))滾筒效率4=0.96故傳動(dòng)裝置的總效率選擇電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)所需最小名義功率電動(dòng)機(jī)所需的額定功率根據(jù)附表12-1選擇Y132M-6電動(dòng)機(jī)，則所選電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)列表如下電動(dòng)機(jī)主要參數(shù)名稱符號(hào)參數(shù)值額

4、定功率Pe3KW滿載轉(zhuǎn)速ne710r/min伸出端直徑D伸出端安裝長(zhǎng)度E110mm安裝基礎(chǔ)地腳螺栓距離216mm 178mm傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比計(jì)算與傳動(dòng)比初步分配總傳動(dòng)比計(jì)算滾筒轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比 傳動(dòng)比分配 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比 i1=4低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比 i2=3滾筒的實(shí)際轉(zhuǎn)速nw=ne/（i1i2）=710/(43)=59.167r/min傳動(dòng)帶的線速度v=3.14Dnw/（601000）=0.9289m/s滾筒的線速度誤差初步計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)電動(dòng)機(jī)輸出參數(shù)高速軸的參數(shù)中速軸的參數(shù)低速軸的參數(shù)滾筒軸的參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩列表軸號(hào)功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/(N.mm)轉(zhuǎn)速n/(r

5、/min)電動(dòng)機(jī)340352710高速軸2.9739950710中速軸2.852153450177.5低速軸2.73744177259.167滾筒軸2.6012441986059.167齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算減速器高速軸的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)P1=2.97kW， n1= 710r/min， T1=39.95N.m選擇齒輪材料與熱處理 小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為229-286HBS。 大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為197-255HBS。確定齒輪材料的許用接觸應(yīng)力確定許用應(yīng)力 查表18-4，Hlim1=620MPa ,Hlim2=540MPa ,Flim1=410MPa, Fl

6、im2=410MPa, 由表查得，取SH=1.1,SF=1.3,齒輪材料的許用接觸應(yīng)力H1=Hlim1/SH=620/1.1MPa=563.64MPaH2=Hlim2/SH=540/1.1MPa=490.91MPaF1=Flim1/SF=410/1,3MPa=315.38MPaF2=Flim2/SF=410/1.3MPa=315.38MPa按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)按設(shè)計(jì)式進(jìn)行試算 由于減速器工作平穩(wěn)，由表18-18，取載荷系數(shù)K=1.2；取齒寬系數(shù)d=0.8；小齒輪上的轉(zhuǎn)速T1=39950N.mm；取彈性系數(shù)ZE=189.8；標(biāo)準(zhǔn)直齒齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)系數(shù)ZH=2.5；因?yàn)镠2<H1,所以

7、H=H2=490.9MPa確定主要參數(shù)和幾何尺寸 初選齒數(shù)和傳動(dòng)比z1=25,則z2=z1i1=254=100模數(shù) m=d1/z1=51.921/25=2.07684齒寬 b=dd1=0.851.921mm=41.5368mm 取b2=45mm,b1=50mm; 查表6-1，取模數(shù)m=2.5,則實(shí)際分度圓直徑 d1=mz1=2.525mm=62.5mm, d2=mz2=2.5100mm=250mm 中心距 a=(d1+d2)/2=93.75mm驗(yàn)算齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度 查表9-10，取齒形系數(shù)YFa1=2.75,YFa2=2.25,查表9-11，取應(yīng)力集中系數(shù)YSa1=1.59,YSa2=1.8

8、,按最小齒寬b=45計(jì)算，由式9-5得F1=2KTYFa1YSa1/bm2z1計(jì)算齒輪的圓周速度對(duì)照表9-2可知，選擇精度合適。齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)或幾何參數(shù)符號(hào)小齒輪大齒輪模數(shù)壓力角齒頂高系數(shù)頂隙系數(shù)齒數(shù)齒頂高齒根高分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑齒寬傳動(dòng)中心距低速軸齒輪設(shè)計(jì)小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為229-286HBS。 大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為197-255HBS。經(jīng)計(jì)算得，m=4.5，d1=90mm，d2=270mm，b1=65mm，b2=60mm，a=180mm。經(jīng)檢驗(yàn)合格。軸的設(shè)計(jì)高速軸的設(shè)計(jì)已經(jīng)確定的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，軸的材料選擇并確定許用彎曲應(yīng)力由表13-10選用

9、45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為217-255HBS，許用彎曲應(yīng)力最小直徑由于最小軸段直徑小于30mm，其截面上開了一個(gè)鍵槽，故將直徑增大7%。查表15-2，凸緣聯(lián)軸器的軸孔直徑為22mm，故取dmin=22mm設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制軸的結(jié)構(gòu)草圖由于齒輪1的尺寸較小，故高速軸設(shè)計(jì)成齒輪軸，顯然軸承只能從軸的兩端分別安裝和拆卸，軸伸出端安裝聯(lián)軸器，選用普通平鍵，A型，（GB/T），槽身t=3.5，長(zhǎng)L=40，定位軸肩直徑d2=d1+2h=28mm預(yù)選滾動(dòng)軸承并確定軸的直徑軸主要承受徑向載荷，不受軸向力，因此，擬選用深溝球軸承6306，與滾動(dòng)軸承相配合的直徑為，配合為k6，軸承蓋相關(guān)的軸段尺寸軸承端蓋厚度e=

10、7.2確定各軸段的長(zhǎng)度并繪制結(jié)構(gòu)草圖彎曲扭轉(zhuǎn)組合強(qiáng)度校核畫出高速軸的受力圖由10-3A所示，高速軸受力圖計(jì)算作用在軸上的力齒輪1所受的圓周力齒輪1所受的徑向力按扭轉(zhuǎn)-彎曲組合進(jìn)行強(qiáng)度校核水平平面的支反力與彎矩求截面C的彎矩求垂直平面的彎矩與支反力求支反力,由得求截面C右側(cè)的彎矩求截面C左側(cè)的彎矩求合成彎矩求截面C右側(cè)的合成彎矩求截面C左側(cè)的合成彎矩計(jì)算扭矩求當(dāng)量彎矩因單向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化，估取，危險(xiǎn)截面C的當(dāng)量彎矩為計(jì)算危險(xiǎn)截面C處的直徑因此，高速軸的彎曲強(qiáng)度足夠。a）高速軸受力圖（b）H平面（水平平面）受力圖（c）V平面（垂直平面）受力圖（d）H平面彎矩圖（e）V平面彎矩圖（f）合成

11、彎矩圖（g）扭矩圖（h）當(dāng)量彎矩圖深溝球軸承的選擇高速軸球軸承作用在軸承上的載荷選用軸承的型號(hào)前面已經(jīng)選用深溝球軸承6306，主要承受徑向載荷，由于工作溫度不太高，支點(diǎn)跨距較短，軸擬菜用兩端單向固定式結(jié)構(gòu)，Cr=27000N,Cor=15200N計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷軸承B因?yàn)镕a=0，PB=XFr=882.78N軸承D因?yàn)镕a=0，PD=665.127N校核滾動(dòng)軸承的壽命由于軸承B受到當(dāng)量動(dòng)載荷較大，fp=1.3，ft=1，軸承的壽命按兩年計(jì)算，Lh=7200h因此高速軸軸承的工作壽命足夠。減速器的潤(rùn)滑齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑高速軸和低速軸的齒輪的速度均小于12m/s，因此齒輪傳動(dòng)油浴潤(rùn)滑，選用工業(yè)閉式齒輪油L-CK68，齒輪進(jìn)油的深度以低速級(jí)齒輪的1/6半徑為宜深溝球軸承的潤(rùn)滑高速軸、低速軸、中速軸的直徑與速度積較小，所以其軸承均采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，參考附表選用鈉基潤(rùn)滑脂3號(hào)L-XACMGA3減速器箱體尺寸計(jì)算符號(hào)名稱尺寸箱座壁厚取箱蓋壁厚取箱座凸緣厚度箱蓋凸緣厚度箱底座凸緣厚度地腳螺栓的直徑和數(shù)目取軸承旁連接螺栓的直徑取箱座和箱蓋連接螺栓的直徑軸承端蓋固定螺釘?shù)闹睆捷S承端蓋固定螺釘?shù)臄?shù)目箱座加強(qiáng)筋厚度箱蓋加強(qiáng)筋厚度檢視孔蓋螺釘?shù)闹睆较潴w外壁至螺釘?shù)木嚯x，P=1.98kW=0.859Y132M-6型三相異步電動(dòng)機(jī)符合要求P1=2.97kW n1=710r/min T1=39.95N