《两级共轴式圆柱斜齿轮减速器课程设计正文--大学论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《两级共轴式圆柱斜齿轮减速器课程设计正文--大学论文（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课 程 设 计 说 明 书设计题目 两级共轴式圆柱斜齿轮减速器 机械 院（系）机械制造及其自动化专业 班级 xxxxxx 学号xxxxxxxx 设计人 xxx 指导老师 xxx 完成日期2014年12月10日设 计 计 算 与 说 明 结果目录一、 设计任务书1二、 传动方案的拟定及说明2三、 电动机的选择计算3四、 传动装置的运动和动力参数4五、 传动零件的设计计算6六、 轴的设计计算14七、 键连接的选择及计算20八、 滚动轴承的选择及计算21九、 联轴器的选择23十、 润滑和密封24十一、 箱体和附件25十二、 设计小结27十三、 参考文献27 一设计任务书设计题目：设计搅拌机传动装置中
2、的两级共轴式圆柱齿轮减速器。设计数据：搅拌轴转矩，搅拌轴转速传动比误差：n-55工作环境：有灰尘；载荷特性：载荷变化较大；工作年限：10年，每年300天，1班制二传动方案的拟定及说明2.1.根据设计任务设计传动方案草图图1 带式运输机传动装置简图2.2选择传动机构类型采用两级共轴式圆柱齿轮减速器。2.3多级传动的合理布局闭式齿轮传动 采用圆柱齿轮传动 高速区采用角接触球轴承，低速区采用圆锥滚子轴承。考虑其载荷变化较大，选用弹性联轴器，有利于减震。2.4方案的比较 圆柱齿轮分为圆柱直齿轮和圆柱斜齿轮。方案a采用圆柱直齿轮；方案b采用圆柱斜齿轮。分析比较方案结构尺寸传动效率平稳性工作寿命成本环境适
3、应性方案a简单较高较低中等较低较强方案b较复杂高高中等较高强三电动机的选择3.1电动机的类型与结构型式的选择 卧式封闭型Y(IP44)系列电动机。3.2计算搅拌机工作所需功率3.3计算电动机的输入功率为传动装置的传动效率。功率主要的损失分为：弹性联轴器，滚动轴承，齿轮副，搅拌筒。查机械设计手册表2-4取=0.99，=0.98，=0.97，=0.97，则 则 3.4选择电动机的功率查机械设计手册表2-5，选用电动机的额定功率为2.2kw。验算电动机的功率是否满足要求。则则 转速误差所以所选电动机合格。3.5选择电动机转速估算电动机转速查机械设计手册，得单级圆柱齿轮的传动比i=3-6,则两级圆柱齿
4、轮传动的传动比i=9-36，即电动机转速：9，即一般选择中间转速，所以选择电动机同步转速为1000r/min和1500r/min两种。确定电动机型号由上选择的两种电动机，进行对比：方案号型号额定功率（w）同步转速（r/min)满载转速（r/min）总传动比i质量（kg）1Y100L-42.2100094024.08342Y112M-62.21500146015.9445表中总传动比i=由表中数据可知，两种方案均可，但方案2的传动比较小，结构尺寸小，所以选择方案2,选择电动机型号为Y112M-6。四计算传动装置的运动和动力参数4.1双级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为4.2低速级的传动比为4.3运
5、动及动力参数计算(1)各轴的转速计算：(2)各轴的输入功率计算：(3)各轴的输入转矩计算：将上述计算结果列于表2中，以供查用。表2 各轴的运动及动力参数轴号转速n/(r/min)功率P/kW转矩T/(Nm)传动比i940 2.17822.1284 235 2.07 84.121458.75 1.968 319.905五传动零件的设计计5.1减速器齿轮副1齿轮的设计计算、高速级齿轮传动(1)选择齿轮材料、热处理方式及计算许用应力选择齿轮材料、热处理方式按使用条件，属中速、中载，重要性和可靠性一般的齿轮传动，可选用软齿面齿轮。具体选用：小齿轮：45号钢，调质处理，硬度为229286HBS大齿轮：4
6、5号钢，调质处理，硬度为169256HBS确定许用应力a. 确定极限应力和齿面硬度：小齿轮按280HBS，大齿轮按240HBS。查文献【2】，得=600MPa，=550MPa.查文献【2】，得=500MPa，=380MPa.b.计算应力循环次数N，确定寿命系数、，由文献【1】： 查文献【2】，查文献【2】得，,c.计算许用应力由文献【2】取=1，=1.4。(2)确定齿轮的基本参数和主要尺寸选择类型根据齿轮传动的工作条件，选用斜齿圆柱齿轮传动选择齿轮精度等级按估计圆周速度6m/s，由文献【2】，初选7级精度。初选参数初选：=14，=24，=1初步计算齿轮的主要尺寸因电动机驱动，工作机有冲击，查文
7、献【1】，得=1；因齿轮速度不高，取；因非对称布置，轴的刚性较小，取=1.414，=1.4，。由文献【1】，查得=2.433；查文献【2】，得；取，。初步计算出齿轮的分度圆直径、等主要参数和几何尺寸：传动比。由文献【1】得：按文献【2】，取标准模数=2mm则圆整后取：a=139mm。修改螺旋角：与估计值相符。，取，。验算轮齿弯曲强度条件按文献【2】验算轮齿的弯曲强度条件。计算当量齿数：查文献【2】图3-14，得，查图3-15，得，。取，。由文献【1】计算弯曲应力： 齿轮强度能够满足要求。设计结论,模数m=2mm，压力角，螺旋角，无变位，中心距a=139mm，齿宽。小齿轮材料为40Gr（调质），
8、大齿轮选用45钢（调质），7级精度设计。结构设计小齿轮做成实心式齿轮（左旋），大齿轮做成腹板式齿轮（右旋）。小齿轮（左旋）大齿轮（右旋）、低速级齿轮传动(1)选择齿轮材料、热处理方式及计算许用应力选择齿轮材料、热处理方式按使用条件，属中速、中载，重要性和可靠性一般的齿轮传动，可选用软齿面齿轮。具体选用：小齿轮：45号钢，调质处理，硬度为229286HBS大齿轮：45号钢，调质处理，硬度为169256HBS确定许用应力b. 确定极限应力和齿面硬度：小齿轮按280HBS，大齿轮按240HBS。查文献【2】，得=600MPa，=550MPa.查文献【2】，得=500MPa，=380MPa.b.计算应
9、力循环次数N，确定寿命系数、，由文献【1】： 查文献【2】得，查文献【2】得，,c.计算许用应力由文献【2】取=1，=1.4。(2)确定齿轮的基本参数和主要尺寸选择类型根据齿轮传动的工作条件，选用斜齿圆柱齿轮传动选择齿轮精度等级按估计圆周速度6m/s，由文献【2】，初选7级精度。初选参数初选：=14，=24，=1初步计算齿轮的主要尺寸因电动机驱动，工作机有冲击，查文献【1】，得=1；因齿轮速度不高，取；因非对称布置，轴的刚性较小，取=1.418，=1.4，。由文献【1】，查得=2.433；查文献【1】，得；取，。初步计算出齿轮的分度圆直径、等主要参数和几何尺寸：传动比。按文献【2】，取标准模数
10、=2mm则圆整后取：a=139mm。修改螺旋角：与估计值相符。，取，。验算轮齿弯曲强度条件按文献【1】验算轮齿的弯曲强度条件。计算当量齿数：查文献【2】，得，查图3-15，得，。取，。计算弯曲应力： 齿轮强度能够满足要求。设计结论 ,模数m=2mm，压力角，螺旋角，无变位，中心距a=139mm，齿宽。小齿轮材料为40Gr（调质），大齿轮选用45钢（调质），7级精度设计。结构设计小齿轮做成齿轮轴（右旋），大齿轮做成腹板式齿轮（左旋）。小齿轮轴（右旋）大齿轮（左旋）六轴的设计计算6.1选择轴的材料 选择轴的材料为45号钢，经调质处理，其机械性能由文献【2】查得：，；查文献【2】，得。6.2初步计算
11、轴径选C=112高速级：考虑到轴端装联轴器需开键槽，将其轴径增加4%5%，故取轴的直径为25mm。中间级：无键槽影响，取最小轴径为50mm。低速级：考虑到轴端装联轴器需开键槽，将其轴径增加4%5%，故取轴的直径为38mm。6.3低速轴的结构设计按工作要求，轴上所支撑的零件主要有齿轮、轴端联轴器以及滚动轴承。根据轴上零件的定位、加工要求以及不同的零件装配方案，参考轴的结构设的基本要求，可确定轴的各段长度。综合考虑各种因素，故初步选定轴的结构尺寸如图所示。设计的轴如图所示：图低速轴结构图按弯扭合成校核画受力简图画轴空间受力简图a，把轴上作用力分解为垂直面受力图b和水平面受力图c，分别求出垂直面上的
12、支反力和水平面上的支反力。对于零件作用于轴上的分布载荷或转矩可当做集中力作用于轴上零件的宽度中点。图 轴上受力简图轴上受力分析轴传递的转矩:齿轮的圆周力：齿轮的径向力：齿轮的轴向力：计算作用于轴上的支反力水平面支反力垂直面支反力计算轴的弯矩，并画弯、转矩图（如图3所示）分别作出垂直面和水平面上的弯矩图(d)、(e)，并按进行弯矩合成。画转矩图(f)。计算并画当量弯矩图转矩按脉动循环变化计算，取=0.6，则按计算(6)按弯扭强度校核轴的强度强度校核：考虑键槽的影响，查文献【2】附表6-8计算，故安全。按安全系数校核判断危险截面仍以4截面进行安全系数校核疲劳强度校核4截面上的应力弯曲应力幅：扭转应
13、力幅：弯曲平均应力：扭转平均应力：材料的疲劳极限根据，查文献【2】表6-1得，4截面应力集中系数：查文献【2】附表6-1得，表面状态系数及尺寸系数：查文献【2】附表6-4、附表6-5得，分别考虑弯矩或转矩作用时的安全系数：故安全6.4中速轴的结构设计按工作要求，轴上所支撑的零件主要有齿轮、轴端联轴器以及滚动轴承。根据轴上零件的定位、加工要求以及不同的零件装配方案，参考轴的结构设的基本要求，可确定轴的各段长度。综合考虑各种因素，故初步选定轴的结构尺寸如图所示。设计的轴如图所示：图中速轴结构图按弯扭合成校核画受力简图画轴空间受力简图a，把轴上作用力分解为垂直面受力图b和水平面受力图c，分别求出垂直面上的支反力和水平面上的支反力。对于零件作用于轴上的分布载荷或转矩可当做集中力作用于轴上零件的宽度中
