课程设计二级直齿圆柱齿轮减速器设计

目录一、传动方案分析…………………………………………………2二、选择电动机……………………………………………………3三、计算总传动比及分配各级的传动比…………………………4四、计算传动装置的运动和动力参数……………………………6五、V带传动设计计算……………………………………………6六、直齿圆柱齿轮传动设计计算…………………………………8七、轴的结构设计计算及校核…………………………………13八、滚动轴承的选择及校核计算………………………………18九、联轴器的选择计算…………………………………………18十、键联接的选择及校核计算…………………………………18十一、润滑方式………………………………………………18十二、参考文献…………………………………………………18十三、设计小结……………………………………………………19一、传动方案分析机械设计课程设计题目：设计两级圆柱齿轮减速器减速器工作条件：此减速器用于热处理车间两件清洗传送带的减速，此设备两班制工作，工作期限十年，户内使用。传送方案如下图所示：已知工作条件：鼓轮直径：370mm，传送带运行速度：1.25m/s，传送带从动轴所需扭矩：850N·m为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动方案，可先由已知条件计算鼓轮的转速，即：min/6537025.1100060100060rDvnw二、选择电动机1、电动机类型选择根据电源及工作机工作条件，选用卧式封闭型Y（IP44）系列三相交流异步电动机。2、电动机功率的选择1）、工作机所需功率kwTnpww8.595506585095502）、电动机输出功率为dpwdpP传动装置的总效率5453221式中54321\\\\为从动机至工作机之间的个传动机构和轴承的效率。查《机械设计课程设计》表2-4得：V带传动效率1=0.96，圆柱齿轮传动效率为2=0.97，滚动轴承效率3=0.99，弹性联轴器传动效率4=0.99,平带传动效率96.05。则：82.096.099.099.097.096.0525453221故kwppwd07.782.08.5根据电动机输出功率kwpd07.7，查表选择电动机的额定功率kwped5.73）、电动机转速的选择为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由《机械设计课程设计》表2-1查得V带的传动比范围为4~21i，高速齿轮传动比6~32i低速齿轮传动比6~32i。则传动装置的总的传动比为144~18321iiii故电动机转速范围为min/9360~1170rinnwd可见同步转速为,1500/minr、3000/minr的电动机均符合要求。由于3000/minr的电动机体积小，转速高，传动不平稳；因此选同步转速为1500/minr的电动机：方案电动机型号额定功率kw电动机转速r/min电动机质量kg传动装置的传动比同步满转总传动比V带二级减速器1Y132M-47.5150014408122.152.39.63由表中数据可知，选定电动机型号为Y132M-4。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、传动装置总传动比15.22651440wmnni2、分配各级传动比取V带传动的传动比为3.21i，则两级减速器的传动比为63.93.215.2232iiij两级圆柱齿轮减速器高速级齿轮传动比为2i，低速级齿轮传动比为3i，取323.1ii则：63.93.12332iiiij取54.32i则72.23i四、计算传动装置的运动和动力参数1、各轴转速电动机轴为0轴，减速器高速轴为1轴，中速轴为2轴，低速轴为3轴，则各轴转速分别为：min/14400rnnmmin/6263.21440101rinnmin/17754.3626212rinnmin/6572.2177123rinn2、各轴输入功率按电动机额定功率edp计算各轴输入功率kwpped5.70kwpp2.796.05.7111kwpp91.699.097.02.73212kwpp64.699.097.091.632232、各轴转矩3、mNnpT74.4914405.795509550000mNnpT84.1096262.795509550112mNnpT83.37217791.695509550222mNnpT57.9756564.6955095503334、各轴输入转速、功率、转矩如下表所示：项目电动机轴高速轴中间轴低速轴转速r/min144062617765功率kW7.57.26.916.64转矩Nm49.47109.84372.83975.57传动比2.33.542.72效率0.960.960.96五、V带传动设计计算电动机转速min/14400rnnm，带轮所连减速器高速轴I轴转速为min/6261rn，传动装置输入功率为kwp2.71。1、求计算功率cp由《机械设计基础》（第五版）查表13-8得2.1Ak，故计算功率为：kwkppAc64.82.12.712、选择V带型号根据kwpc64.8，min/14400rnnm由《机械设计基础》（第五版）查图13-15得坐标点位于A型界内，故初选普通A型V带。2、计算大、小带轮基准直径1d、2d由《机械设计基础》（第五版）查表13-9可知，1d应不小于75mm，现取mmd1001由)1(1210ddnni得mmdnnd225)02.01(1006261440)1(1102取mmd22424、验算带速Vsmndv/54.7100060144010014.310006001带速在5~25/ms范围内，符合要求5、求V带基准长度dL和中心距a初步选取中心距mmdda486)224100(5.1)(5.1210取mma5000，符合120120.7()2()ddadd由式21200120()2()24ddLadda得带长mmL1516]5004)100224()224100(25002[20查《机械设计基础》（第五版）表13-2，对A型V带选用mmLd1600。由式002dLLaa得mma54221516160050006、验算小带轮包角1由21118057.3dda得1201673.575421002241801合适7.确定v带根数z因mmd1001，带速min/14400rn，传动比3.21i,查课表13-3和13-5得kwpkwp17.0,.32.100.查课本表13-7得LK=0.99由1671查课本表13-2得K=0.96由公式得04.699.097.0)17.032.1(64.8)(00lckkpppZ故选Z=7根带。8.计算作用在带轮轴上的压力QF查课本表13-1可得mkgq/1.0,故:单根普通Ｖ带张紧后的初拉力为NqvkzvPFca13554.71.0)197.05.2(54.7750064.8)15.2(500220计算作用在轴上的压轴力QFNFzFQ18782167sin135722sin2109、带轮结构设计小带轮设计制造成实心式带轮大带轮设计制造成腹板式带轮在高速轴与大带轮结合处轴的直径最小有公式mmnpCd113，轴的材料为45钢查课本表14-2得107~118C，则mmd9.27~9.24，查课程设计手册表11-2取安装带轮处直径mmds25大带轮直径mmd2242对照《机械设计基础》（第五版）P223页图13-17与P224页的表13-10可得以下主要参数：L40mmd224mmB123mmds25mm六、直齿圆柱齿轮传动设计计算（一）高速级齿轮传动的设计计算１．齿轮材料，热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线圆柱直齿轮。齿轮材料及热处理材料：高速级小齿轮选用45钢调质，齿面硬度为大齿轮250HBS，MpaMpaFEHlin480,62011高速级大齿轮选用45钢调质，齿面硬度为大齿轮220HBS，MpaMpaFEHlin460,60022由表11-5，取25.1,1.1FHSS[1H]=HHS1lim=564MPa[2H]=HHS2lim=545MPa[1F]=FFES1=384MPa[2F]=FFES2=368MPa2.齿轮精度按GB/T10095－1998，选择8级3.初步设计齿轮传动的主要尺寸高速级传动比54.32i，高速轴转速min/6261rn传动功率kwP2.71齿轮按8精度制造。取载荷系数（表11-3）5.1K齿宽系数（表11-6）8.0d小齿轮上转矩mmNnPT561161101.16262.71055.91055.9取188EZ((表11-4)，5.2HZmmZZuuKTdHEHd3.73)5455.2188(54.3154.38.0101.15.12)][(122532131齿数221Z，则782254.32Z，则实际传动比54.32278122zzi模数33.3223.7311Zdm齿宽mmdbd6.583.738.01取mmbmmb65,6012按表4-1取mmm5.3，mmd775.3221，mmd2765.3782中心距mmdda1752214.验算齿轮弯曲强度齿形系数84.21FaY，58.11SaY26.22FaY，73.12SaYMpaMpazbmYYKTFSaFaF384][92225.36058.184.2101.15.12212521111MpaMpaYYYYFSaFaSaFaFF368][8058.184.273.126.2922112212安全5.小齿轮的圆周速度smdnv/5.2600006267714.36000011对照表11-2可知选用8级精度是合适的（二）低速级齿轮传动的设计计算1.齿轮材料，热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线圆柱直齿轮。齿轮材料及热处理材料：小齿轮选用45钢调质，齿面硬度为大齿轮260HBS，MpaMpaFEHlin470,60011大齿轮选用45钢调质，齿面硬度为大齿轮240HBS，MpaMpaFEHlin460,58022由表11-5，取25.1,1.1FHSS[1H]=HHS1lim=545MPa[2H]=HHS2lim=527MPa[1F]=FFES1=376MPa[2F]=FFES2=368MPa2.齿轮精度按GB/T10095－1998，选择8级3.初步设计齿轮传动的主要尺寸高速级传动比72.23i，高速轴转速min/1772rn传动功率kwP91.62齿轮按8精度制造。取载荷系数（表11-3）5.1K齿宽系数（表11-6）8.0d小齿轮上转矩mmNnPT5622611073.317791.61055.91055.9取188EZ((表11-4)，5.2HZmmZZuuKTdHEHd115)5275.2188(72.2172.28.01073.35.12)][(122532131齿数341z，则933472.22z，则实际传动比74.23493123zzi模数mmZdm38.33411511齿宽mmdbd921158.01