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1、级圆柱齿轮减速器AsHangAIuneRsity课程设计说明书题目：二级圆柱齿轮传动设计学院：上海大学高等技术学院专业：机电一体化学号：08320939学生姓名：凌冰机械设计课程设计说明书设计题目：二级直齿圆柱齿轮传动设计目录一任务设计书1二前言3三减速箱原始数据及传动方案的选择5四电动机的选择计算8五轴的设计与校核11六联轴器的选择26七圆柱齿轮传动设计29八轴承的设计及校核40九减速器的润滑26十箱体设计43十一设计结论44十二设计小结45十三.参考文献46致谢47一机械设计课程设计任务书设计题目：2级直齿圆柱齿轮传动设计原始数据：F=1500NF：输送带拉力；V=1.2m/sV：输送带速
2、度；D=200mmD：滚筒直径。设计工作量：1.设计说明书一份上海大学高等技术技术学院一一机电一体化凌冰2.电子装配图一份工作要求：间歇工作，载荷平稳，传动可逆转，传动比误差为士 5%,每隔 2min工作一次，停机5min,工作年限为10年。运动简图：（见附图）电动机身|联轴器高速轴中 H 低 I减速器系统框图二前言机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置用来传递 原动机的运动和动力、变换其运形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组 成部分。传动装置的传动方案是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成 本。满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求，同一种运动可以有几种 不同的
3、传动方案来实现，这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较， 从而选择出最符合实际情况的一种方案。合理的传动方案除了满足工作装置的 功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。所以拟定一个合理的传动方案，除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及 机器的其他要求外，还应熟悉各种传动机构的特点，以便选择一个合适的传动 机构。因链传动承载能力低，在传递相同扭矩时，结构尺寸较其他形式大，但 传动平稳，能缓冲吸振，宜布置在传动系统的高速级，以降低传递的转矩，减 小链传动的结构尺寸。故本文在选取传动方案时，采用链传动。上海大学高等技术技术学院一一机电一体化凌冰众所周知，链式输送机的
4、传动装置由电动机、链、减速器、联轴器、滚筒 五部分组成，而减速器又由轴、轴承、齿轮、箱体四部分组成。所以，如果要 设计链式输送机的传动装置，必须先合理选择它各组成部分，下面我们将一一 进行选择。三减速箱原始数据及传动方案的选择1.传动方案选择传动装置总体设计的目的是确定传动方案、选定电机型号、合理分配传动比以及计算传动装置的运动和动 力参数，为计算各级传动件准备条件。由于我们的实验 的要求较高，电机输入的最高转速较大，为了减少成本， 降低对电机的要求，同时能够满足减震器试验台的正常 工作，我们对减震器采用这样的方案:变频电机通过带 轮的传递，到达第一对啮合齿轮，为了让减速器具有变 速功能，我们
5、使第二对啮合齿轮为双联齿轮，最后由输 出轴传递给偏心轮机构。因为本试验属于多功能测试， 包括了静特性试验、疲劳试示功试验、耐久试验。所以 对整个传递要求较高。所以第一、二根轴；两端采用角 接触球轴承，第三根轴采用一头用角接触球轴承另一头 采用普通调心球轴承。注意点是使用这个传动方案应保证工作可靠，并且 结构简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低廉、传动效率 高和使用维护便利。减速器设计=1二级圆柱齿轮减速器传动比一般为840,用斜齿、 直齿或人字齿，结构简单，应用广泛。展开式由于齿轮 相对于轴承为不对称布置，因而沿齿向载荷分布不均， 要求轴有较大刚度;分流式则齿轮相对于轴承对称布置， 常用于较大功率
6、、变载荷场合。同轴式减速器，长度方 向尺寸较小，但轴向尺寸较大，中间轴较长，刚度较差。 两级大齿轮直径接近有利于浸油润滑，轴线可以水平、 上下或铅垂布置，如图：展开式分流式同轴式图中展开式又可以有下面两种，如下所示:11一J111zd111IX1乂11 乂 1x1浸1 X 1X1111111111111根据材料力学（工程力学）可以算出在相同载荷作 用下，a方案优先于b方案，最终选a由装配图查得， X 1 = 74, L = 275, l = 201。y = l x0_i F x X（L X）（L +1）=6 EI L_ FX l（L X ）（L +1）=6 EIL_ F74 x 20 1 x（
7、275 74）x（275 + 74 ）=6EI *275Z=685422.6 x-mm6 EIZ77777b）由装配图查得，X 2 = 1 03, L = 173, l = 77y = l x0x X2（L X2）（L +1）=6 EI L_ FX 2l（L - X 2）（L +1）=6 EIz * 1L_ F94 x 182 x（275 94）x（173 +182）=6EI *275Z=902268.7 x-mm6 EIZ上海大学综撕述机电可得凌yiVy2 。.选a方案。电动机的选择计算合理的选择电动机是正确使用的先决条件。选择恰当，电动机就能安全、经济、可靠地运行；选择得不合 适，轻者造成
8、浪费，重者烧毁电动机。选择电动机的内 容包括很多，例如电压、频率、功率、转速、启动转矩、 防护形式、结构形式等，但是结合农村具体情况，需要 选择的通常只是功率、转速、防护形式等几项比较重要 的内容，因此在这里介绍一下电动机的选择方法及使用。1.电动机选择步骤电动机的选择一般遵循以下三个步骤：型号的选择电动机的型号很多，通常选用异步电动机。从类型上可分为鼠笼式与绕线式异步电动机 两种。常用鼠笼式的有J、J2、JO、JO2、JO3系列的小型异步电动机和JS、JSQ系列中型 异步电动机。绕线式的有JR、JR O2系列小型绕线式异步电动机和JRQ系列中型绕线式异 步电动机。功率的选择一般机械都注明应配
9、套使用的电动机功率，更换或配套时十分方便，有的农业机械注明 本机的机械功率，可把电动机功率选得比它大10%即可（指直接传动）。一些自制简易农机 具，我们可以凭经验粗选一台电动机进行试验，用测得的电功率来选择电动机功率。电动机的功率不能选择过小，否则难于启动或者勉强启动，使运转电流超过电动机的额 定电流，导致电动机过热以致烧损。电动机的功率也不能选择太大，否则不但浪费投资，而 且电动机在低负荷下运行，其功率和功率因数都不高，造成功率浪费。选择电动机功率时，还要兼顾变压器容量的大小，一般来说，直接启动的最大一台鼠笼 式电动机，功率不宜超过变压器容量的1/3。转速的选择选择电动机的转速，应尽量与工作
10、机械需要的转速相同，采用直接传动，这样既可以避 免传动损失，又可以节省占地面积。若一时难以买到合适转速的电动机，可用皮带传动进行 变速，但其传动比不宜大于3。异步电动机旋转磁场的转速（同步转速）有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min 等。异步电动机的转速一般要低2%5%，在功率相同的情况下，电动机转速越低体积越大， 价格也越高，而且功率因数与效率较低；高转速电动机也有它的缺点，它的启动转矩较小而上海大学高等技术技术学院一一机电一体化凌冰启动电流大，拖动低转速的农业机械时传动不方便，同时转速高的电动机轴承容易磨损。所 以在农业生产上一般选用1500r/mi
11、n的电动机，它的转速也比较高，但它的适应性较强，功 率因数也比较高。2.电动机型号的确定根据已知的工作要求和条件，选用Y型全封闭笼型 三相异步电动机。由公式 P1=Fv=1500x1.2=1.8 kw电动机转速 n1=IIX=TIXJ=11465.r/min求电机功率P5p= p电nq=qa,qb,n 齿 2*z3P= Fv查阅资料可得：选取咀=0.99 弹性柱销联轴 器g2=0.97 6级精度齿轮的效率(3=0.98 7级精度齿轮的效率g4=0.938 滚动滚子轴承的效率(5=0.96滚子链传动则。总=n 1孔2孔跚4门5=0.8503=2.127 kwP5=查阅资料可得：取i=860则n5
12、=n1i=114.65x(840)=917.24586 (r/min)电动机符合这一范围的同步转速有1500、3000,综上海大学高等技术技术学院一一机电一体化凌冰合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动比，显然选择1500 r/min的同步转速电动机比较合适。电动机型号额定功率满载转速极 数（额定转矩）堵 转转矩最大转矩 （额定转矩）Y112M-42.2 kw1440 r/min42.2 kw2.2 kw五轴的设计与校核1.轴的设计高速轴设计初定最小直径，选用材料45 6钢，调质处理。取A0=112 （不同）则 Rmin=A0=16.56mmi=最小轴径处有键槽Rmin = 1.07
13、dmin = 17.72mm最小直径为安装联轴器外半径，取KA=1.7，同上所述已选用TL4弹性套柱联轴器，轴孔半径R=20mm。取高速轴的最小轴径为R=20mm。由于轴承同时受径向和轴向载荷，故选用6300滚子轴承按国标T297-94 D*d*T=17.25轴承处轴径d =36mm高速轴简图如下：取L1=38+46=84mm,取挡圈直径D=43mm,取 d2=d4=54mm,d3=67mm,d1=d5=67mm。联轴器用键：圆头普通平键。B*h=6*6，长 L=91 mm度 中间轴设计中间轴简图如下： 初定最小直径dmin=20mm 选用6303轴承，d*D*T=25*62*18.25d1=
14、d6=25mm,取 L1=26mm, L2=19，L4=120mm,d2=d4=35mm,L3=12mm D3=50mm,d5=30mm,L5=1.2*d5=69mm L6=55mm齿轮用键：圆头普通键：b*h=12*8，长L=61mm(3)低速轴设计初定最小直径：dmin=25mm取小轴径处有键槽dmin=1.07dmin=36.915mm取 d1=75mm,d2=90mm,d3=97mm,d4 =75mm d5=65mm,d6=60mm, L1=35mm,L2=94mm,L3=15mm,L4=28mm,L5=38mm,L6=40mm,L7=107mm上海大学高等技术技术学院二机电一体化蕈冰、 _，一一齿轮用键：圆头普通键：b*h=16*6，长L=85mm选 用 6300 轴 承 :d*D*T=40*90*25.25mm,B=23mm,C=20mm第二轴的设计设 计计算 与说明P=6.914KNN=71.62 r/mi1. 择轴的材料确定许用应力普通用途、中小功率减速器，选用 45钢，正火处理。查表2-7取 a =600 MPa,也=95 MPa。b0b2、按扭转强度，初估轴的最小直径 由表 2-6 查得 C=110, T =4
