二級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)計(jì)算說明書.

1、展勘大考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）題目：二級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)學(xué)生姓名專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)號(hào) 222012322220019班級(jí) 2012 級(jí) 1 班指導(dǎo)教師李華英成績(jī)工程技術(shù)學(xué)院2014年11月機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名劉芯專業(yè)年級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 2012 級(jí)設(shè)計(jì)題目:帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)條件:1、 運(yùn)輸帶工作拉力 F=2500N;2、 運(yùn)輸帶工作速度 v=1.1m/s;3、 卷筒直徑 D=400mm;4、 工作條件：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵，環(huán)境最高溫度 35oC;5、 使用折舊期：8 年;6、 檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半

2、年一次小修;7、 動(dòng)力來源：電力，三相交流，電壓 380/220V;8、9、運(yùn)輸帶速度允許誤差：5%;制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。設(shè)計(jì)工作量:1、減速器裝配圖 1 張（A1）;2、零件工作圖 3 張;3、設(shè)計(jì)說明書 1 份。指導(dǎo)教師簽名:動(dòng)力及特劫轉(zhuǎn)前言 31.電動(dòng)機(jī)選擇 41.1 確定電機(jī)功率 41.2 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 52.傳動(dòng)比分配 52.1 總傳動(dòng)比 52.2 分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比 53.運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 53.1 各軸轉(zhuǎn)速 53.2 各軸功率 53.3 各軸轉(zhuǎn)矩 64.傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 74.1 第一級(jí)（高速級(jí)）齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 74.2 第二級(jí)（低速級(jí)）齒

3、輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 115.裝配草圖 145.1 軸最小直徑初步估計(jì) 145.2 聯(lián)軸器初步選擇 145.3 軸承初步選擇 155.4 鍵的選擇 155.5 潤(rùn)滑方式選擇 156.減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸 157.軸的受力分析和強(qiáng)度校核 177.1 高速軸受力分析及強(qiáng)度校核 177.2 中間軸受力分析及強(qiáng)度校核 187.3 低速軸受力分析及強(qiáng)度校核 208.軸承壽命計(jì)算 228.1 高速軸壽命計(jì)算 228.2 中間軸壽命計(jì)算 238.3 低速軸壽命計(jì)算 249.鍵連接強(qiáng)度計(jì)算 269.1 高速軸上鍵連接強(qiáng)度計(jì)算 269.2 中間軸鍵強(qiáng)度計(jì)算 279.3 低速軸鏈接鍵強(qiáng)度計(jì)算 27參考文獻(xiàn) 28、夕

4、4-刖百機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)在機(jī)械工程學(xué)科中占有重要地位，它是理論應(yīng)用于實(shí)際的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。本課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們機(jī)械設(shè)計(jì)中的總體設(shè)計(jì)能力，將機(jī)械設(shè)計(jì)系列課程設(shè)計(jì)中所學(xué)的有關(guān)機(jī)構(gòu)原理方案設(shè)計(jì)、 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)分析、 機(jī)械零部件設(shè)計(jì)理論、方法、結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計(jì)等內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐訓(xùn)練，使課程設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)際的聯(lián)系更為緊密。止匕外，它還培養(yǎng)了我們機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，增強(qiáng)了機(jī)械構(gòu)思設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)。本課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)任務(wù)是展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)。減速器是一種將由電動(dòng)機(jī)輸出的高轉(zhuǎn)速降至要求的轉(zhuǎn)速比較典型的機(jī)械裝置，可以廣泛地應(yīng)用于礦山、冶金、石油、化工、起重運(yùn)輸、紡織印染、制藥、造船、

5、機(jī)械、環(huán)保及食品輕工等領(lǐng)域。本次設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)及其他先修課的知識(shí)，進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使已學(xué)知識(shí)得以鞏固、加深和擴(kuò)展；學(xué)習(xí)和掌握通用機(jī)械零件、部件、機(jī)械傳動(dòng)及一般機(jī)械的基本設(shè)計(jì)方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力和分析問題，解決問題的能力；提高我們?cè)谟?jì)算、制圖、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)）進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算及考慮技術(shù)決策等機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基本技能，同時(shí)給了我們練習(xí)電腦繪圖的機(jī)會(huì)。計(jì)算內(nèi)容和設(shè)計(jì)步驟:4 .電動(dòng)機(jī)選擇按工作要求選用 Y 系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。4.2確定電機(jī)功率“w=1工作機(jī)所需功率 Pw(kw)為 Pw=Fv=2500 x1.1=2.75kw1000nw1000X1按機(jī)械課

6、程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 1-7 確定各部分效率齒輪采用 8 級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng) 9=0.97軸承采用球軸承(稀沛閏滑)刀2=0.99高速級(jí)用彈性聯(lián)軸器用=0.992低速級(jí)用滑塊聯(lián)軸器小=0.98總效率 4=o2左3小&=0.972X0.993X0.992X0.98=0.89明說及算計(jì)Pw=2.75kw=0.89-P,電動(dòng)機(jī)所需，作功率 Pd(kw)為 Pd=，=2.75+0.89=3.1kwnpd=3.1kwnw=52.5r/min1.2 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速卷的工作轉(zhuǎn)速 nw=601000V=52.5r/minuD二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 3i153i23i2()性Zi2 小(1)確定公式內(nèi)各計(jì)算

7、數(shù)值小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限cFEi=500MPa;大齒輪的疲勞強(qiáng)度極限(FE2=380MPa;彎曲疲勞無命系數(shù) KFNI=0.88,KFN2=0.9;載荷系數(shù) K=乙心&的日=1.529;YFa1=2.65,YFa2=2.21;YSa1=1.58,YSa2=1.78；S=1.4;計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：KFNIGFE1=0.88x500=314.2MPaS1.4riKFN2仃FE20.9X380oF2=244.29MpaS1.4則：竺=0.01332OFI314.2YF=2.2U78=0.0161052244.29大齒輪數(shù)值較大(2)設(shè)計(jì)計(jì)算，2 父 1.529M147500.m=32

8、父 0.0161=2.33mm1 父 242取 m2=2.5,則小齒輪齒數(shù)d168.305,z1-=27.3 取 Z1=28m2.5大齒輪齒數(shù) Z2n2Z1=3.75X28=1054.2.4 幾何尺寸計(jì)算(1)分度圓直徑d3=z1m=28X2.5=70mm%=314.2MPaBF2=244.29Mpam=2.33mmZ1=28Z2=105d3=70mmd4=z2m=1052.5=262.5mmd3d470262.5“八”(2)中)L、距a2=166.25mm22(3)齒輪寬度 b=adi=1x70=70mm取 B4=70mm,B3=75mm。5裝配草圖軸最小直徑初步估計(jì)高速軸材料 40Cr(調(diào)

9、質(zhì))，硬度為 280HBS,由教材表 15-3 取 A0=105d1之 AoP=105 父 3|1=15.52mm 取 22mm中間軸材料 40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度 280HBS,由教材表 15-3 取 A0=110F202.963,d2-A03-1103=27.14mm 取 30mm2n2(196.75.1.3 低速軸材料 45 鋼調(diào)質(zhì)，硬度 250HBS,由教材表 15-3 取 A0=110d3之 A.艮=110 父;卜836=41.58mm 取 40mm3%V52.55.2 聯(lián)軸器初步選擇由教材表 141 查得工作情況系數(shù) K=1.5計(jì)算轉(zhuǎn)矩 TC1=KT1=1.5X30.56=45.84

10、N-MTC3=KT3=1.5X515.88=773.82N-MC33高速軸選梅花形彈性聯(lián)軸器，由設(shè)計(jì)手冊(cè)表 8-8 得聯(lián)軸器型號(hào)為L(zhǎng)M4JB3860YB2252低速軸選滑塊聯(lián)軸器，根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)表8-9 得聯(lián)軸器型號(hào)為WH7J14084J14084d4=262.5mma2=166.25mmB3=75mmB4=70mmd1=22mmd2=30mmd3=40mmTc1=45.84N-MTC3=773.82C3N-M代號(hào)為 7006C;中間軸用角接觸球軸承，查手冊(cè)表 6-6 得軸承代號(hào)為7007C;低速軸用深溝球軸承，查手冊(cè)表 6-1 得軸承代號(hào)為 6010。鍵的選擇高速軸：輸入聯(lián)軸器連接鍵：6X6X

11、32中間軸：大齒輪連接鍵：12X8X32低速軸：大齒輪連接鍵：16X10X50輸出聯(lián)軸器連接鍵：12X8X70材料都為 Q275A。潤(rùn)滑方式選擇軸承潤(rùn)滑方式選擇高速軸 dn=22800mmr/min,中間軸 6884.5mmr/min,低速軸 dn=2625mmr/min。都小于 160000。所以選用脂潤(rùn)滑。潤(rùn)滑劑由手冊(cè)表 7-2 查得用通用鋰基潤(rùn)滑脂 ZL-1。齒輪潤(rùn)滑方式選擇齒輪采用浸油潤(rùn)滑。圓柱齒輪浸入油的深度最低約一個(gè)齒高，但不少于 10mm,最高不超過三分之一分度圓半徑，大齒輪的齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯x30mm。6.減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號(hào)尺寸關(guān)系結(jié)果（mm）箱座壁厚0.025a

12、+3=8.28788箱蓋壁厚10.02a+3=7.2388箱蓋凸緣厚度b11.5&12第一次放大第二次放大高速軸26mm30mm中間軸33mm35mm低速軸46mm50mm高速軸 7006c中間軸 7007C低速軸 60105.3 軸承初步選擇根據(jù)以上數(shù)據(jù)，高速軸用角接觸球軸承，查手冊(cè)表 6-6 得軸承箱座凸緣厚度bi.56i2箱座底凸緣厚度b22.5620地腳螺釘直徑df0.036a+i220地腳螺釘數(shù)目na250500,n=6,a500 時(shí),n=84軸承旁聯(lián)接螺栓直徑di0.75dfi6蓋與座聯(lián)接螺栓直徑d2(0.50.6)dfi0連接螺栓 d2的間距Li50200i50軸承端蓋螺

13、釘直徑d3(0.40.5)df8視孔蓋螺釘直徑d4(0.30.4)df8定位銷直徑d(0.70.8)d28did2df至外箱壁距離Ci表 ii-2Cif=26Cii=22Ci2=i6dfd2凸緣邊遠(yuǎn)距離C2表 ii-2C2f=24C2i=20C22=i4軸承旁凸臺(tái)半徑RiC2i20凸臺(tái)高度h根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定，以便于扳手操作42外箱壁至軸承座端面距離LiCi+C2+(5i0)47鑄造過渡尺寸x,y表 1-38x=3y=15大齒輪頂圓與內(nèi)壁距離i1.2610齒輪端面與內(nèi)箱壁距離2610箱蓋箱座肋厚mi,mm 產(chǎn) 0.853,m0.865m1=7m=7軸承端蓋外徑D2D+(5-5.5)d3D

14、21=95D22=102D23=120軸承旁聯(lián)接螺栓距離S盡量靠近，Mdi和 Md2互不干涉為準(zhǔn)，一般取 s=D2S1=95S2=102S3=1207軸的受力分析和強(qiáng)度校核高速軸受力分析及強(qiáng)度校核FNHlFNH2MV扭矩 T1=30560N-mm按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度，計(jì)算取 a=0.6之前已選軸材料為 40Cr,調(diào)質(zhì)處理，查教材表 15-1 得%1=70MPa二caFd1,所以左端軸承 1 被壓緊，右端軸承 2 放松所以軸向力：Fa1=Fae+Fd2=392.4NFa2=Fd2=392.4N7006c 軸承判斷系數(shù) e=0.4o包=1.04e 呈=0.4F1F2由教材表 13-5 得動(dòng)載

15、荷系數(shù)：X1=0.44,Y1=1.40X2=1,Y2=0由教材表 13-6 取 fp=1.1 當(dāng)量動(dòng)載荷P1=fp(X1F1+Y1Fa1)=786.8NP2=fp(X2Fr2+Y2Fa2)=1079.2N因?yàn)?P12 年28365所以壽命滿足使用要求。中間軸壽命計(jì)算C=15.2kNFr1=377.1NFr2=981.1NP1=786.8NP2=1079.2NLY=8.3 年合格中間軸軸承為 7007C由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 6-6 得基本額定動(dòng)載荷：軸承受到的徑向載荷：Fr1=FNV1=3042.2NFr2=FNV2=2354.5N派生軸向力為：取 e=0.4Fdi=eFri=1216.9NFd2=

16、eFr2=941.8N兩軸承正裝，由于齒輪為直齒，無軸向力，所以 Fae=0o因?yàn)镕ae+Fd2eFr1Fr2由教材表 13-5 得動(dòng)載荷系數(shù)：XI=1,YI=0X2=0.44,Y2=1.40由教材表 13-6 取 fp=1.1 當(dāng)量動(dòng)載荷P1=fp(X1Fr1+Y1Fa1)=3346.4NP2=fp(X2Fr2+Y2Fa2)=3013.6N因?yàn)?PIP2,所以以軸承 1 作為壽命計(jì)算軸承。球軸承=3Lh=1(1)3=16765h60n2P1LhLY=h=2.9 年2 年28365所以壽命滿足使用要求。低速軸壽命計(jì)算C=19.5kNFr1=3042.2NFr2=2354.5NPI=3346.4

17、NP2=3013.6NLY=2.9 年合格低速軸軸承為 6010。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 6-6 得基本額定動(dòng)載荷：C=22kN軸承受到的徑向載荷：Fr1=FNVI=2565NF,2=FNV2=1366N派生軸向力為：取 e=0.37Fdi=eFri=949NFd2=eFr2=505.4N兩軸承正裝，由于齒輪為直齒，無軸向力，所以 Fae=0o因?yàn)镕ae+Fd2eFr1Fr2由教材表 13-5 得動(dòng)載荷系數(shù)：X1=1,Y1=0X2=0.56,Y2=1.2由教材表 13-6 取 fp=1.1 當(dāng)量動(dòng)載荷P1=fp(X1Fr1+Y1Fa1)=2821.5NP2=fp(X2Fr2+Y2Fa2)=2094.

18、1N因?yàn)?PIP2,所以以軸承 1 作為壽命計(jì)算軸承。球軸承=3Lh=10(C)3=150493h60n2PILh.LY=h=25.8 年2 年28365所以壽命滿足使用要求。9鍵連接強(qiáng)度計(jì)算9.1 高速軸上鍵連接強(qiáng)度計(jì)算高速軸上只有一個(gè)鍵連接，聯(lián)軸器鏈接鍵：6X6X32圓頭普通平鍵，材料 Q275A,許用壓應(yīng)力叵p=120MPa。PI=2821.5NP2=2094.1NLY=25.8 年合格低速軸鏈接鍵強(qiáng)度計(jì)算低速軸上有兩個(gè)鍵，第二級(jí)大齒輪鏈接鍵和輸出聯(lián)軸器鏈接鍵。強(qiáng)度計(jì)算公式:2T103公式中數(shù)據(jù):計(jì)算得:三二pkldpTi=30.56N-mk=3mml=26mmd=22mm二p=35.62MPap因?yàn)樨阷9p所以滿足強(qiáng)度要求9.2 中間軸鍵強(qiáng)度計(jì)算中間軸上只有一個(gè)鍵連接，大齒輪鏈接鍵：12X8X32。圓頭普通平鍵，材料 Q275A,許用壓應(yīng)力rp=120MPa。強(qiáng)度計(jì)算公式:公式中數(shù)據(jù):計(jì)算得:因?yàn)?；：pp32T10kldT2=143.37N-mk=4mml=20mmd=40mm-p=89.61MPapFp所以滿足強(qiáng)度要求。Op=35.62MPa二n=89.61MPpa第二級(jí)大齒輪鏈接鍵：16X10X50聯(lián)軸器鏈接鍵：12X8X70都為圓頭普通平鍵，材料 Q275A,許用壓應(yīng)力rp=120MPa。強(qiáng)度計(jì)算公式:32T10