二级圆柱齿轮减速器机械设计课程设计

目录1、设计任务书……………………………………………………..(2)2、总体设计....…………………………………………………..(3)3.传动零件的设计...............……………………………..(5)4、轴的设计………………………………………………………(9)5、滚动轴承校核…………………………………………………(13)7、键的选择………………………………………………………(15）8、滚动轴承的选择……………………………………………(17)9、联轴器的选择………………………………………(18)10、箱体设计……………………………………………………..(19)11、润滑、密封设计……………………………………………..(23)机械设计基础课程设计第1页共22页1一、设计题目1、设计题目带式运输机传动系统中的展开式二级圆柱齿轮减速器2、系统简图系统简图如下图所示3、工作条件一、单向运转，有轻微振动，经常满载，空载启动，单班制工作（一天8小时），使用期限5年，输送带速度容许误差为±5%。4、原始数据五、设计工作量：1、设计说明书一份2、减速器装配图1张3、减速器零件图2~3张题号参数3运输带工作拉力F(kN)2000运输带工作速度υ(m/min)0.9卷筒直径D(mm)300联轴器电动机减速器联轴器滚筒v输送带机械设计基础课程设计第2页共22页2二、总体设计（一）、选择电动机1、选择电动机的类型根据动力源和工作条件，选用Y型三相交流异步电动机。2、确定电动机的功率1）计算工作所需的功率kWvFP其中，带式输送机的效率0.95w。2）通过查《机械设计基础课程设计》表10-1确定各级传动的机械效率：滚筒1=0.96；齿轮2=0.97；轴承3=0.99；联轴器4=0.99。总效率085999.099.097.096.02322433221。电动机所需的功率为：kWPPw11.2859.080.10。由表《机械设计基础课程设计》10-110选取电动机的额定功率为3kW。3）电动机的转速选940r/min和1420r/min两种作比较。工作机的转速：min/3.5760000rDvnw现将两种电动机的有关数据进行比较如下表所示方案电动机型号额定功率/kW满载转速/1minr传动比ⅠY112M-62.294016.40ⅡY100L1-42.2142024.78由上表可知方案Ⅱ的总传动比过大，为了能合理分配传动比，使传动装置结构紧凑，决定选用方案Ⅰ。4）选定电动机型号为Y112M-6。查表《机械设计基础课程设计》10-111得电动机外伸轴直径D=28，外伸轴长度E=60，如下图所示。机械设计基础课程设计第3页共22页3（二）、传动比分配根据上面选择的电动机型号可知道现在的总传动比i=16.40，高速级齿轮转动比62.41i，低速级齿轮传动比55.32i。（三）、传动装置的运动和动力参数1、各轴的转速计算min/3.5755.34.203min/4.20362.4940min/940223121rinnrnnnrnnmm2、各轴输出功率计算kwppkwppkwpp01.297.099.009.209.297.099.018.218.299.02.2232323124013、各轴输入转矩计算mNnpTmNnPTmNnPT.0.3353.5701.295509550.1.984.20309.295509550.1.2294018.295509550333222111各轴运动和动力参数如下表所示参数轴名高速轴中间轴低速轴转速1/minnr940203.457.3功率/PkW2.182.092.01转矩/TNm22.198.1335.0传动比i4.623.55机械设计基础课程设计第4页共22页4三、传动零件的计算（一）、高速级齿轮传动设计1、选定高速级齿轮精度等级、材料及齿数。1）输送机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度足够。2）通过查教材表11-1选择小齿轮的材料为40MnB，调质处理，齿面硬度为241-286HBS，lim1730,600HFEMPaMPa，大齿轮为ZG35Si，调质处理，硬度为241-269HBS，lim2620,510HFEMPaMPa。3）选小齿轮齿数为Z1=26，则大齿轮齿数Z2=i1×Z1=26×4.62=120.12，取Z2=120，实际传动比62.42612012zzi。2、按齿面接触强度设计设计公式32111HEdZkTd（1）确定公式内的各计数值1）试选载荷系数K=1.52）小齿轮传递的转矩T2=22.1N·m=22100N·mm3）通过查教材表11-6选取齿宽系数0.84）通过查教材表11-4得弹性系数12188EZMPa5）计算接触疲劳许用应力通过查教材表11-5，取1.1HSmin11min227306641.16645641.1HHHHHHMPaSMPaS（2）计算1）试计算小齿轮分度圆的最小直径1dmmZkTdHEd2.37132112）计算齿宽76.292.378.01dbd，取mmbmmb35,30123）计算模数43.1262.3711zdm，取m=1.5mm机械设计基础课程设计第5页共22页5实际直径mmmzdmmmzd1805.1120,395.126222114）验算弯曲疲劳强度通过查教材表11-5，取1.25FS由图11-8和11-9查得11222.71,1.622.12,1.83FaSaFaSaYYYY，则11111211222211293.448082.5408FaSaFFFFaSaFFFaSaKTYYMPaMPabmzYYMPaMPaYY5）齿轮的圆周速度smndv/92.11000609403910006011对照表11-2可知选用8级精度是合宜的。高速齿轮各参数如下表所示名称计算公式结果/mm模数m1.5压力角n020齿数12zz26120传动比i4.16分度圆直径12dd39180齿顶圆直径*11*2222aaaaddhmddhm42183齿根圆直径**11**222()2()fafaddhcmddhcm35.25179.25中心距12()2mzza109.5齿宽125bbbb3530（二）、低速级齿轮传动的设计1、选定低速级齿轮精度等级、材料及齿数。机械设计基础课程设计第6页共22页61）输送机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度足够。2）通过查教材表11-1选择小齿轮的材料为40MnB，调质处理，齿面硬度为241-286HBS，lim1730,600HFEMPaMPa，大齿轮为ZG35Si，调质处理，硬度为241-269HBS，lim2620,510HFEMPaMPa。3）选小齿轮齿数为Z1=34，则大齿轮齿数Z2=i2×Z1=34×3.55=120.7，取Z2=120，实际传动比211203.5334ziz。2、按齿面接触强度设计设计公式32111HEdZkTd（1）确定公式内的各计数值1）试选载荷系数K=1.52）小齿轮传递的转矩T2=91.8N·m=98100N·mm3）通过查教材表11-6选取齿宽系数0.84）通过查教材表11-4得弹性系数12188EZMPa5）计算接触疲劳许用应力通过查教材表11-5，取1.1HSmin11min227306641.16645641.1HHHHHHMPaSMPaS（2）计算1）试计算小齿轮分度圆的最小直径1dmmZkTdHEd2.62132112）计算齿宽76.492.628.01dbd，取55,5012bb3）计算模数83.112zzm，取m=2实际直径240,70211dmzd4）验算弯曲疲劳强度通过查教材表11-5，取1.25FS机械设计基础课程设计第7页共22页7由图11-8和11-9查得11222.61,1.632.15,1.78FaSaFaSaYYYY，则111112112222112141.3480127.1408FaSaFFFFaSaFFFaSaKTYYMPaMPabmzYYMPaMPaYY5）齿轮的圆周速度smndv/75.010006021对照表11-2可知选用8级精度是合宜的。低速齿轮各参数如下表所示名称计算公式结果/mm模数m2压力角n020齿数12zz34120传动比i3.53分度圆直径12dd70240齿顶圆直径*11*2222aaaaddhmddhm74244齿根圆直径**11**222()2()fafaddhcmddhcm65235中心距12()2mzza154齿宽125bbbb5550机械设计基础课程设计第8页共22页8四、轴的设计（一）、轴的材料选择和最小直径估计根据工作条件，选定轴的材料为45钢，调质处理。轴的最小直径计算公式3minPdCn，C的值通过查教材表14-2确定为：C=107。1、高速轴2.143111npcdnin因为高速轴最小直径处安装联轴器设一个键槽，因此9.14%511min1mindd。2、中间轴3.233222minnpcd。3、低速轴0.353331minnpcd因为低速轴最小直径处安装联轴器设一个键槽，因此8.36%511min1mindd。机械设计基础课程设计第9页共22页9（二）、减速器的装配草图设计减速器草图如下图所示机械设计基础课程设计第10页共22页10（三）、轴的结构设计1、高速轴1）高速轴的直径的确定11d：最小直径处与电动机相连安装联轴器的外伸轴段，因此mmd281112d：密封处轴段mmd321213d：滚动轴承轴段mmd3513滚动轴承选取6207：d×D×B=35mm×72mm×17mm14d:过渡段mmd3814齿轮轴段由于齿轮直径较小，所以采用齿轮轴结构。15d：滚动轴承段，mmd35152）高速轴各段长度的确定11l：4011l12l：由箱体结构，轴承端盖、装配关系等确定mml301213l：由滚动轴承、挡油环及装配关系等确定mml201314l：由装配关系、箱体结构确定mml701415l：由高速小齿轮齿宽确定mml351516l：由箱体结构，轴承端盖、装配关系等确定mml30162、中间轴1）中间轴各轴段的直径确定21d：最小直径处滚动轴承轴段，因此mmd3521.滚动轴承选取6207d×D×B=35mm×72mm×17mm。22d：低速小齿轮轴段取mmd382223d：轴环，根据齿轮的轴向定位要求取mmd402324d:高速大齿轮轴段取mmd382425d：滚动轴承段mmd35252）中间轴各轴段长度的确定21l：由滚动轴承，挡油盘及装配关系取mml5.2221机械设计基础课程设计第11页共22页1112l：由低速小齿轮齿宽取mml552223l：轴环取mml122314l：由高速大齿轮齿宽取mml302425l：mml5.32253、低速轴1)低速轴各轴段的直径确定31d：滚动轴承轴段，因此mmd4031.滚动轴承选取6208,d×D×B=40mm×80mm×18mm。32d：低速大齿轮轴段取mmd423233d：轴环，根据齿轮的轴向定位要求取mmd463334d:过度段取，考虑挡油盘的轴向定位取mmd443435d：滚动轴承段mmd403536d：封