《2022年级同轴式斜齿圆柱齿轮减速器课程设计方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年级同轴式斜齿圆柱齿轮减速器课程设计方案（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、个人资料整理仅限学习使用一种单级圆柱齿轮减速器，主要由主、从动变位齿轮、轴承、挡圈、端盖、主、副壳体、花键轴、内花键套法兰、压盖、轴承座组成。其特点是主动变位齿轮是台阶式的，一端部齿轮与从动变位齿轮联接，另一端部与轴承、挡圈固定联接，轴承的外套与轴承座联接，轴承座与副壳体表面联接固定。此减速器由于主、从齿轮采用变位齿轮，主动变位齿轮的另一端部增加轴承、轴承座，改变过去的悬臂状态，加强齿轮的工作强度，提高了减速器的寿命。下面是设计说明书：修改参数：输送带工作拉力：2300N 输送带工作速度：1.5m/s 滚筒直径： 400mm 每日工作时数：24h 传动工作年限：3年机械设计课程 -带式运输机传
2、动装置中的同轴式1级圆柱齿轮减速器目 录设计任务书 1 传动方案的拟定及说明4 电动机的选择 4 计算传动装置的运动和动力参数5 传动件的设计计算5 轴的设计计算 8 滚动轴承的选择及计算14 键联接的选择及校核计算16 连轴器的选择 16 减速器附件的选择17 润滑与密封 18 设计小结 18 参考资料目录 18 机械设计课程设计任务书题目：设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器一 总体布置简图1电动机； 2联轴器； 3齿轮减速器；4带式运输机； 5鼓轮； 6联轴器二 工作情况：载荷平稳、单向旋转三 原始数据鼓轮的扭矩TN ? m）： 850 鼓轮的直径Dmm ）： 350
3、 运输带速度Vm/s ）： 0.7 带速允许偏差 ）： 5 使用年限 年）： 5 工作制度 班/日）： 2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 10 页个人资料整理仅限学习使用四 设计内容1. 电动机的选择与运动参数计算；2. 斜齿轮传动设计计算3. 轴的设计4. 滚动轴承的选择5. 键和连轴器的选择与校核；6. 装配图、零件图的绘制7. 设计计算说明书的编写五 设计任务1 减速器总装配图一张2 齿轮、轴零件图各一张3 设计说明书一份六 设计进度1、 第一阶段：总体计算和传动件参数计算2、 第二阶段：轴与轴系零件的设计3、
4、第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制4、 第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写传动方案的拟定及说明由题目所知传动机构类型为：同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。本传动机构的特点是：减速器横向尺寸较小，两大吃论浸油深度可以大致相同。结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难。电动机的选择1电动机类型和结构的选择因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式YIP44 ）系列的电动机。2电动机容量的选择1） 工作机所需功率Pw Pw3.4kW 2） 电动机的输出功率PdPw/ 0.904 Pd3.76kW 3电动机转
5、速的选择ndi1?i2 in ）nw 初选为同步转速为1000r/min 的电动机4电动机型号的确定由表 201查出电动机型号为Y132M1-6, 其额定功率为4kW ，满载转速 960r/min 。基本符合题目所需的要求计算传动装置的运动和动力参数传动装置的总传动比及其分配1计算总传动比精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 10 页个人资料整理仅限学习使用由电动机的满载转速nm 和工作机主动轴转速nw 可确定传动装置应有的总传动比为：inm/nw nw38.4 i25.14 2合理分配各级传动比由于减速箱是同轴式布置，所以i
6、1i2。因为 i25.14 ，取 i25， i1=i2=5 速度偏差为 0.5%5% ，所以可行。各轴转速、输入功率、输入转矩项 目 电动机轴高速轴 I 中间轴 II 低速轴 III 鼓 轮转速 r/min ） 960 960 192 38.4 38.4 功率 kW ） 4 3.96 3.84 3.72 3.57 转矩 N? m） 39.8 39.4 191 925.2 888.4 传动比 1 1 5 5 1 效率 1 0.99 0.97 0.97 0.97 传动件设计计算1 选精度等级、材料及齿数1） 材料及热处理；选择小齿轮材料为40Cr 调质），硬度为280HBS ，大齿轮材料为45钢
7、调质），硬度为240HBS ，二者材料硬度差为40HBS 。2） 精度等级选用 7级精度；3） 试选小齿轮齿数z120，大齿轮齿数z2100的；4） 选取螺旋角。初选螺旋角 142按齿面接触强度设计因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算按式 10 21）试算，即dt1） 确定公式内的各计算数值1） 试选 Kt1.6 2） 由图 10 30选取区域系数ZH 2.433 3） 由表 10 7选取尺宽系数 d1 4） 由图 10 26查得 1 0.75，20.87，则 12 1.62 5） 由表 10 6查得材料的弹性影响系数ZE 189.8Mpa 6） 由图10 21d 按
8、齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim1 600MPa ；大齿轮的解除疲劳强度极限 Hlim2 550MPa ；7） 由式 10 13计算应力循环次数N160n1jLh 60 192 1 2 8 300 5） 3.32 10e8 N2N1/5 6.64 107 8） 由图 10 19查得接触疲劳寿命系数KHN1 0.95 ；KHN2 0.98 9） 计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1，安全系数S1，由式 1012）得精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 10 页个人资料整理仅限学习使用 H1 0.95 600MPa
9、570MPa H2 0.98 550MPa 539MPa H H1 H2/2 554.5MPa 2） 计算1） 试算小齿轮分度圆直径d1t d1t = =67.85 2） 计算圆周速度v= = =0.68m/s 3） 计算齿宽b 及模数 mnt b= dd1t=1 67.85mm=67.85mm mnt= = =3.39 h=2.25mnt=2.25 3.39mm=7.63mm b/h=67.85/7.63=8.89 4） 计算纵向重合度= =0.318 1 tan14 =1.59 1 1 +0.23 10 67.85=1.42 由表 1013查得 KF =1.36 由表 103查得 KH =
10、KH =1.4 。故载荷系数K=KAKVKH KH =1 1.03 1.4 1.42=2.05 6） 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式1010a）得d1= = mm=73.6mm 7） 计算模数 mn mn = mm=3.74 3按齿根弯曲强度设计由式 (1017 mn 1） 确定计算参数1） 计算载荷系数K=KAKVKF KF =1 1.03 1.4 1.36=1.96 2） 根据纵向重合度=0.318 dz1tan =1.59 ，从图 1028 查得螺旋角影响系数 Y 0。88 3） 计算当量齿数z1=z1/cos =20/cos 14 =21.89 z2=z2/cos =100
11、/cos 14 =109.47 4） 查取齿型系数由表 105查得 YFa1=2.724 ；Yfa2=2.172 5） 查取应力校正系数由表 105查得 Ysa1=1.569 ； Ysa2=1.798 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 10 页个人资料整理仅限学习使用6） 计算 F F1=500Mpa F2=380MPa KFN1=0.95 KFN2=0.98 F1=339.29Mpa F2=266MPa 7） 计算大、小齿轮的并加以比较= =0.0126 = =0.01468 大齿轮的数值大。2） 设计计算mn =2.4
12、 mn=2.5 4几何尺寸计算1） 计算中心距z1 =32.9 ，取 z1=33 z2=165 a =255.07mm a 圆整后取 255mm 2） 按圆整后的中心距修正螺旋角 =arcos =13 55 50”3） 计算大、小齿轮的分度圆直径d1 =85.00mm d2 =425mm 4） 计算齿轮宽度b= dd1 b=85mm B1=90mm ，B2=85mm 5） 结构设计以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm ，而又小于500mm ，故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。轴的设计计算拟定输入轴齿轮为右旋II 轴：1初步确定轴的最小直径d =34.2mm 2求作用在齿
13、轮上的受力Ft1= =899N Fr1=Ft =337N Fa1=Fttan =223N ；Ft2=4494N 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 10 页个人资料整理仅限学习使用Fr2=1685N Fa2=1115N 3轴的结构设计1） 拟定轴上零件的装配方案i. I-II 段轴用于安装轴承30307 ，故取直径为 35mm 。ii. II-III 段轴肩用于固定轴承，查手册得到直径为44mm 。iii. III-IV 段为小齿轮，外径90mm 。iv. IV-V 段分隔两齿轮，直径为55mm 。v. V-VI 段安装大齿
14、轮，直径为40mm 。vi. VI-VIII 段安装套筒和轴承，直径为35mm 。2） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1. I-II 段轴承宽度为 22.75mm ，所以长度为22.75mm 。2. II-III 段轴肩考虑到齿轮和箱体的间隙12mm ，轴承和箱体的间隙4mm ，所以长度为16mm 。3. III-IV 段为小齿轮，长度就等于小齿轮宽度90mm 。4. IV-V 段用于隔开两个齿轮，长度为120mm 。5. V-VI 段用于安装大齿轮，长度略小于齿轮的宽度，为83mm 。6. VI-VIII 长度为 44mm 。4 求轴上的载荷66 207.5 63.5 Fr1=14
15、18.5N Fr2=603.5N 查得轴承 30307 的 Y 值为 1.6 Fd1=443N Fd2=189N 因为两个齿轮旋向都是左旋。故： Fa1=638N Fa2=189N 5精确校核轴的疲劳强度1） 判断危险截面由于截面IV 处受的载荷较大，直径较小，所以判断为危险截面2） 截面 IV 右侧的截面上的转切应力为由于轴选用 40cr ，调质处理，所以 综合系数的计算由 ， 经直线插入，知道因轴肩而形成的理论应力集中为， ，2P38 附表 3-2经直线插入）轴的材料敏感系数为， ，2P37 附图 3-1）故有效应力集中系数为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结
16、- - - - - - -第 6 页，共 10 页个人资料整理仅限学习使用查得尺寸系数为，扭转尺寸系数为，2P37 附图 3-2）2P39 附图 3-3）轴采用磨削加工，表面质量系数为， 碳钢系数的确定碳钢的特性系数取为，c 安全系数的计算轴的疲劳安全系数为故轴的选用安全。I 轴：1作用在齿轮上的力FH1=FH2=337/2=168.5 Fv1=Fv2=889/2=444.5 2初步确定轴的最小直径3轴的结构设计1） 确定轴上零件的装配方案2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度d 由于联轴器一端连接电动机，另一端连接输入轴，所以该段直径尺寸受到电动机外伸轴直径尺寸的限制，选为25mm 。
17、e 考虑到联轴器的轴向定位可靠，定位轴肩高度应达2.5mm ，所以该段直径选为30。f 该段轴要安装轴承，考虑到轴肩要有2mm 的圆角，则轴承选用30207 型，即该段直径定为35mm 。g 该段轴要安装齿轮，考虑到轴肩要有2mm 的圆角，经标准化，定为40mm 。h 为了齿轮轴向定位可靠，定位轴肩高度应达5mm ，所以该段直径选为46mm 。i 轴肩固定轴承，直径为42mm 。j 该段轴要安装轴承，直径定为35mm 。2） 各段长度的确定各段长度的确定从左到右分述如下：a 该段轴安装轴承和挡油盘，轴承宽18.25mm ，该段长度定为18.25mm 。b 该段为轴环，宽度不小于7mm ，定为
18、11mm 。c 该段安装齿轮，要求长度要比轮毂短2mm ，齿轮宽为 90mm ，定为 88mm 。d 该段综合考虑齿轮与箱体内壁的距离取13.5mm 、轴承与箱体内壁距离取4mm 该段综合考虑箱体突缘厚度、调整垫片厚度、端盖厚度及联轴器安装尺寸，定为57mm 。f 该段由联轴器孔长决定为42mm 4按弯扭合成应力校核轴的强度W=62748N.mm T=39400N.mm 45钢的强度极限为，又由于轴受的载荷为脉动的，所以。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 10 页个人资料整理仅限学习使用III 轴1作用在齿轮上的力FH1=
19、FH2=4494/2=2247N Fv1=Fv2=1685/2=842.5N 2初步确定轴的最小直径3轴的结构设计1） 轴上零件的装配方案2） 据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度I-II II-IV IV-V V-VI VI-VII VII-VIII 直径 60 70 75 87 79 70 长度 105 113.75 83 9 9.5 33.25 5求轴上的载荷Mm=316767N.mm T=925200N.mm 6. 弯扭校合滚动轴承的选择及计算I 轴：1求两轴承受到的径向载荷5、 轴承 30206 的校核1） 径向力2） 派生力3） 轴向力由于 ，所以轴向力为，4） 当量载荷由于 ，
20、 ，所以 ， ， ， 。由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为5） 轴承寿命的校核II 轴：6、 轴承 30307 的校核1） 径向力2） 派生力，3） 轴向力由于 ，所以轴向力为，4） 当量载荷由于 ， ，所以 ， ， ， 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 10 页个人资料整理仅限学习使用由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为5） 轴承寿命的校核III 轴：7、 轴承 32214 的校核1） 径向力2） 派生力3） 轴向力由于 ，所以轴向力为，4） 当量载荷由于 ， ，所以 ， ， ， 。由于为一般载荷，所
21、以载荷系数为，故当量载荷为5） 轴承寿命的校核键连接的选择及校核计算代号 直径mm ） 工作长度mm ） 工作高度mm ） 转矩N?m） 极限应力MPa ）高速轴 8 7 60单头） 25 35 3.5 39.8 26.0 12 8 80单头） 40 68 4 39.8 7.32 中间轴 12 8 70 单头） 40 58 4 191 41.2 低速轴 20 12 80 单头） 75 60 6 925.2 68.5 18 11 110 单头） 60 107 5.5 925.2 52.4 由于键采用静联接，冲击轻微，所以许用挤压应力为，所以上述键皆安全。连轴器的选择由于弹性联轴器的诸多优点，所以
22、考虑选用它。二、高速轴用联轴器的设计计算由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为，计算转矩为所以考虑选用弹性柱销联轴器TL4GB4323-84），但由于联轴器一端与电动机相连，其孔径受电动机外伸轴径限制，所以选用TL5GB4323-84）其主要参数如下：材料 HT200 公称转矩轴孔直径，轴孔长 ，装配尺寸半联轴器厚精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 10 页个人资料整理仅限学习使用1P163 表17-3） GB4323-84 三、第二个联轴器的设计计算由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为，计
23、算转矩为所以选用弹性柱销联轴器TL10GB4323-84）其主要参数如下：材料 HT200 公称转矩轴孔直径轴孔长 ，装配尺寸半联轴器厚1P163 表17-3） GB4323-84 减速器附件的选择通气器由于在室内使用，选通气器一次过滤），采用M18 1.5 油面指示器选用游标尺M16 起吊装置采用箱盖吊耳、箱座吊耳放油螺塞选用外六角油塞及垫片M16 1.5 润滑与密封一、齿轮的润滑采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为35mm 。二、滚动轴承的润滑由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。三、润滑油的选择齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN15 润滑油。四、密封方法的选取选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为F）B25-42-7-ACM，F） B70-90-10-ACM。轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。设计小结由于时间紧迫，所以这次的设计存在许多缺点，比如说箱体结构庞大，重量也很大。齿轮的计算不够精确等等缺陷，我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 10 页
