二级减速机课程设计说明书

机械设计基础课程设计设计题目：二级减速器系 别：机械与运载学院班级：111211学 号： 11121136姓名：xxx指导教师：吴敬2012年6月1.课程设计的目的、内容及任务2.传动系统的总体设计2.1传动装置设计方案2.2选择电动机2.3分配传动比2.4确定传动方案2.5传动装置的运动和动力参数计算3.减速器传动零件的设计计算4.减速器轴的设计计算5.减速器滚动轴承的选择及校核6.键连接的选择7.联轴器的选择8.减速器箱体及附件设计9.减速器润滑方式及密封种类的选择10.课程设计小结参考文献错误.!未定义书签。.错误!未定义书签。错误.!未定义书签。错. 误!未定义书签。.错. 误!未定义书签。.错. 误!未定义书签。错. 误!未定义书签。错. 误!未定义书签。.错误!未定义书签。错误.!未定义书签。.错误!未定义书签。.错误.!未定义书签。.错误.!未定义书签。错误.!未定义书签。错误 !未定义书签。.错误.!未定义书签。错误.!未定义书签。1. 课程设计的目的、内容及任务1.1 课程设计的目的（ 1）通过机械设计课程的设计，综合运用机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力。并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。（ 2）学习机械设计的一般方法。掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。（ 3）进行机械设计基本技能的训练。如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。1.2 内容（ 1）确定传动装置的总体设计方案；（ 2）选择电动机；（ 3）计算传动装置的运动和动力参数；（ 4）传动零件、轴的设计计算；（ 5）轴承、联轴器、润滑、密封和连接件的选择及校核计算；（ 6）箱体结构及其附件的设计；（ 7）绘制装配工作图及零件工作图；（ 8）编写设计计算说明书。1.3 主要任务（ 1）减速器装配图 1 张（ A1 图纸） ；（ 2）零件工作图2 张（ A2 图纸，轴及齿轮） ；（ 3）设计计算说明书1 份。F=2400NV=1.2m/sD=280mmL=600mm7=0.85.Pm=6.92kwNw=88.19r/min2 .传动系统的总体设计2.1 传动装置设计方案二级圆柱齿轮减速器（1）工作条件：使用年限8年，工作为二班工作制，载荷平稳，环境清洁，生产小批量。（2）原始数据：滚筒圆周力 F=2400N带速V=1.2m/s；滚筒直径D=280mm滚筒长度L=600mm2.2 选择电动机1）电动机类型和结构的选择因为本传动的工作状况是：平稳、清洁、小批量生产。所以选用三相异步电动机，封闭式结构电压 380V.Y系列的电动机。2）选择电动机功率：滚筒所需有效功率：P后FV/1000=3kw.传动装置总效率：=二齿刀承刀联刀滚按表2-3取：齿轮啮合效率：刀齿=0.98 （齿轮精度7级）滚动轴承效率：刀浮=0.99连轴器效率：刀联=0.99滚筒效率：4Aa=0.96则传动效率：= =齿刀承4刀联刀滚=0.85所需电动机功率：Pn=P/q=6.92kw查表2-1可选Y系列三相异步电动机Y132S2-2.额定功率为Po=7.5kw;或是选Y系列三相异步电动机 Y132M-4.额定功率Po=7.5kw;或是选选Y系列三相异步电动机 Y160M-6.额定功率Po=7.5kw。3）确定电动机转数滚速：N=60v/ 兀 D=60x1.2/ 兀 x0.28=81.9r/min 。现以同步转速为：3000 r/min、1500 r/min、1000 r/min 。二种方案进行比较、由表2-1查得电动机数据，计算出总的传动比，列卜表：十一 n 菜方电动机型号额定功率/kw同步转速/( r/min)满载转速/(r/min)总传动比1Y132S2-27.53000290032.882Y132M-47.51500144016.333Y160M-67.5100097011.00比较以上方案，选择方案2,电动机型号为Y132M-4额定功率为7.5KW 同步车$速为1500r/min,满载转速为1440 r/min 。2.3分配传动比i=17.58i=4.78选止电动机白满载转速 no=1440r/min.总传动比i=no/nw=17.58分配传动比：i =ii i=(1.31.4)ii=i=3.67一级传动比:i=4.78二级传动比：i=3.672.4 确定传动方案因为齿轮传动比在36范围内，两个齿轮的传动比就在936之间， 因此滚筒电动机的转速比也为 936,所以选择方案2。选定电动机型号为 Y132M-4,额定功率为 7.5KW；同步转速为 1500r/min ,满载转速为1440r/min ,由手册P12表2-2查得电动机中 心高 H=132nm夕卜伸轴 DE=38mm80mm2.5 传动装置的运动和动力参数计算1) 0轴：即电动机轴。Po=P=3.5kw.电动机型号Y132M-4方no=1440r/min.no=1440r/minn1=1440r/min.To=9.55xP/n=23210N mmn2=301.25r/min2) I轴：即减速器高速轴。n3=82.08r/minn4=82.08r/minPi=POx 4联=3.5x0.99=3.46 kw.ni= No=1440r/min.Ti=9.55x10P/n=22940N- mm3) II轴：即减速器的中间轴。P2= Pi 刀齿”承=3.46x0.98x0.99=3.32kwPo=3.5kwn2= ni/i=301.25r/minP =3.46kw.T2=9.55x10P/n=105240N - mmR=3.32kwP3=3.18kw4)mW：即减速器的低速轴P4=3.11kwP3= P2刀齿”承=3.32x0.99x0.98=3.18kwn3= n2/i2=82.08r/minT3=9.55x10P/n=369990N mm.4) IV轴：即传动滚筒轴P4= P3”“ 联=3.18x0.99x0.99=3.11kwTo=23210 N mmn4= n3 =82.08r/minT1=22940N mmT4=9.55x10P/n=361840N mm.T2=105240N mmT3=369990N - mm .表1 ：各轴运动和动力参数T4=361840N - mm .轴序号 功率转速转矩 传动形式传动比 效率/kwr/min KN - mm03.5144023.21 联轴器10.99cccc,齿轮传4.780.98I3.46144022.94动c ”.，cl齿轮传3.670.98n3.32301.25105.24动c/ccccc联轴器10.99m3.1882.08369.99c/cccc-滚筒-0.96IV3.1182.08361.843 .减速器传动零件的设计计算3.1 第一对啮合齿轮计算：传递功率P=3.46kw.小齿轮转速n=1440r/min.传动比i=4.78.两班制，使用 年限为8年，th=38400.1)选择齿轮材料及精度等级：考虑此对齿轮传递功率不大，故大小齿轮都选用软齿面，小齿轮40Cr. 调质、齿面硬度240260HBS;大齿轮选用45钢。调质。齿面硬度为 170210HBS。因是减速器用的齿轮.即选7级精度。要求齿面粗超度 Rawi.63.2p m.2)按齿面接触疲劳强度设计：因两齿轮均为钢制齿轮，所以得：d1 76.43确定有关参数如下：z1=24z2=115i=4.78u=4.79小d=1T1=49240N mK=1(1)齿数z和齿宽系数巾d取小齿轮齿数z1=24.则大齿轮齿数z2=i z 1=4.78x24=114.9 圆整z2=115实际传动比i。=115/24=4.79传动比误差=0.6 % 76.43 =34.45mm计算模数 m= d/z 1=1.43mm.由表6-1取标注模数 m=1.5mm.3）胶合齿根弯曲疲劳强度.由式（11.25）得(f=2KT 1YFYsZbm2z f确定有关系数和参数(D分度圆直径d1=mz1=1.5x24=36mmd2=mz2=1.5x115=172.5mm(2)齿宽巾 a= =0.4a=m/2(z1+ z2)=104.25mmb=41.7mmb1=46mmd1=36mm d2=172.5mm b2=41.7mm b1 =46mm(3)齿形系数Yf和应力修正系数Ys根据齿数z1=24z2=115,由表 11.12 查得(4)Yf1=2.6Ys1=1.595 ; Yf2=2.16 Ys2=1. 82.许用弯曲应力回由式得:CF= cFlimYN/SF由图 11.26 查得：0Fiim1 =240 MPa(Flim2 = 190 MPa由图 11.27查得： Yn1=1Yn2=1按一般可靠度选取安全系数Sf=1.3Yf1=2.6Ys1=1.595Yf2=2.16Ys2=1.82(Fiim1=240MPa(Flim2 = 190MPaYn1=1Yn2=1计算两轮的许用弯曲应力(fl= oFlimlYNl/SF=184.6Mpa回2= oFlim2 YN2/SF = 146.15MpaSF=1.3将求得的各参数代入式(11.25)(fi=2KTiYFiYsi/bm2zi=155Mpa(f12 cF2=2KTiYF2Ys2/bm Z2=28Mpa76.43确定有关参数如下:(5)齿数z和齿宽系数巾d取小齿轮齿数zi=30.则大齿轮齿数z2=i z 1=3.67x35=110.1圆整z2=111 实际传动比i 0=111/30=3.70传动比误差=0.29 % 76.43 =58.611mm计算模数 m= dz 1=1.92mm.由表6-1取标注模数 m=2mm.3)胶合齿根弯曲疲劳强度.由式(11.25)得(F=2KT1YrYSZbm2z cf确定启关系数和参数(1)分度圆直径d1=mz1=2x30=60mmd2=mz2=2x111=222mm(2)齿竟巾 a= =0.4a=m/2(z1+ z2)=141mm取b=69.7mmb1=75mm(3)齿形系数Yf和应力修正系数Ys。d=1.0T1=224430N- mK=1o 0(Hiim1 =700MPa(Hiim2=550MPaZn1=1.06Zn2=1.12 m=2mmd1 =60mmd2=222mmb2=69.7mmb1=75mm由式得:CF=(flimYN/SF由图 11.26 查得：0Flim1 =252 MPa出而2=190 MPa由图 11.27查得： Yni=1Yn2=1Yfi=2.47Ysi=1.65按一般可靠度选取安全系数Sf=1.3YF2=2.16Ys2=1.82根据齿数zi=35Z2=122,由表11.12查得Yfi=2.47 Ysi=1.65 ; Yf2=2.16 Ys2=1. 82.(5)许用弯曲应力中(Flim1=252MPa(Flim2 = 190MPa(f2= oFlim2 YN2/SF=146.15Mpa将求得的各参数代入式(11.25)Yni=1Yn2=1计算两轮的许用弯曲应力cf1= 0Flim1 YN1/SF=193.8Mpa(f1=2KT 1YF1Ys1/bm2Z1=192.7Mpa(f1(f2=2KT1YF2Ys2/bm2z2=588MpaTc=74.61N m。许用转速n=3300r/minn 0=1440r/min。 轴孔直径dmin=30mm.dmax=40mm。取减速器d=30mm。取选联轴器轴孑L di=d 电二38mm.d2=d=30mm.所以TL6联轴器满足。此段轴的直径和联轴 器相等，选TL6型弹性套住销联轴器，其轴孔直径为 30mm.和配 合部分长度为60mm.故轴端输出直径d=30mm.2）轴的结构设计轴上零件的定位、固定和装配二级减速器中，可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分 布，齿轮左面由轴间定位，右面用套筒轴向固定，轴向固定靠 平键和过度配合。两轴承分别以轴肩和套筒定位，轴向则采用 过度配合或过盈配合固定。链轮以轴肩轴向定位，右面用轴端 挡圈轴向固定，平键联接作轴向固定。做成阶梯型，左轴承从 左面装入，齿轮、套筒、右轴承和链轮依次从右面装到轴上。确定轴各段直径和长度I段直径di=30mm。di=30mmLi=56mmd2=32mmL2=100mmd3=42mmL4=32mmd4=30mmL3=50mm初选30206圆锥滚子轴承，其内径为30mm,宽度为16mm. 考虑齿轮端面和箱体内壁、轴承端面与箱体内壁应有一定距 离，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度， 并考虑链轮和 箱体外壁应有一定距离而定，安装齿轮段长度应比轮毂宽度 小 2mm,故H长 Li=56mm。II 段直径 d2=32mm。L2=100mm.田段直径d3=42mm。长度L3=50mm.IV段直径 d4=30mm.长度 L4=32mm5减速器滚动轴承的选择及校核高速轴1 )选择30206型深沟球轴承，其内径为30mm,宽度为 16mm.c=4.12x104N2 )Lh=16670/n(C/ P) =3P=fpFRfp=1.3Fr=2686.3 NP= fpFR= 3492.2Lh=16670/n(C/ P) =19010.71 h故该对轴承满足预期寿命要求中间轴1) )选择30207型深沟球轴承，其内径为35mm,宽度为 17mm.c=5.15x104N2) Lh=16670/n(C/ P) =3P=fpFRfp=1.3Fr=1558.6NP= fpFR=2026.12Lh=16670/n(C/ P) = 878663.36h故该对轴承满足预期寿命要求低速轴1)选择30211型深沟球轴承，其内径为55mm,宽度为 21mm.c=8.65x104N3) Lh=16670/n(C/ P) =3P=fpFRfp=1.5Fr=6821.58NP= fpFR=8868.05Lh=16670/n(C/ P) = 177706.09h故该对轴承满足预期寿命要求6.键连接的选择校核低速轴上的键一、di平键类型和尺寸选择(1)选用A型平键，根据轴径di=60mmft毂宽度为62.8mm查课本P121 得:键的截面尺寸为b=18mm h=11mm,L=60mm此键的标记为：键 1860GB1096-2003(2)校核挤压强度根据课本P122 (8.1 )式得cp=4T/dhl 司l=L-b=60-18=48mmT=755540N - mm.由表8.2查得挤压应力回=(100120) MPa则cP=4T/dhl=95.4 MPa m故挤压强度足够二、d3平键类型和尺寸选择(1)选用A型平键，根据轴径d=50mng课本P121得：键的截面 尺寸为 b=14mm.h=9mm.L=70mm。此键的 标记为：键14M0GB1096-2003(2)校核挤压强度根据课本P122 (8.1 )式得(P=4T/dhl cpl=L-b=70-14=36mmT=N - m.由表8.2查得挤压应力卬=(100120) MPa则dp=4T/dhl=99.94 MPa向故挤压强度足够。校核中间轴上的键一、di平键类型和尺寸选择(1)选用A型平键，根据轴径di=60mm轮毂宽度为45mng课本P121 得：键的截面尺寸为b=18mm.h=11mm.L=50mm。此键的标记为：键1050GB1096-2003(2)校核挤压强度根据课本P122 (8.1 )式得cp=4T/dhl pl=L-b=50-18=32mmT=224430N.mm.由表 8.2 查得挤压应力印=(125150) MPa 则产4T/dhl=42.5 MPa50GB1096-2003(2)校核挤压强度根据课本P122 (8.1 )式得cp=4T/dhl 隼l=L-b=50-10=40mmT=49240N.mm.由表8.2查得挤压应力局=(100120) MPa则Cp=4T/dhl=19.23 MPa (118-107) mm=45.850.66)mm考虑有键槽，将直径增大5%则d=(45.850.66)x1+(3 % 5% )=47.1753.17mm在该外伸段上安装链轮，这样确定的直径即为链轮轴孔直径为50mm和配合部分长为65mm故轴的输出段直径为d=50mm1、确定输入轴联轴器根据传动装置的工作条件选用TL型弹性套住销联轴器 (GB/T4323-2002)此段轴的直径和长度应和联轴器相符，又因为考虑轴端直径d=(0.8 1.0 ) d 电机二(0.8 1.0 ) 38=30.4 38mm 取减速器 d=30mm。取选联轴器轴孔d1=d电=38mm.d2=d=30mm.所以TL6联轴器满足。止匕 段轴的直径和联轴器相等。查手册P115表10-48选取TL6型弹性套柱销联轴器，其轴孔直径 为30mm和轴配合长度为60mm故轴输出端直径d=30mm8 .减速器箱体及附件设计1、减速器箱体箱体是减速器的重要组成部件。它是传动零件的基座，应具有足够 的强度和刚度。二级圆柱齿轮减速器是由灰铸铁铸造的。为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体制成沿轴心线水平剖分式。上箱盖和下箱座用普通螺塞联接。 轴 承旁的联接螺塞应尽量靠近轴承座孔，而轴承座旁的凸台应具有足够的承 托面，以便放置联接螺栓，并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间。 为了保证 箱体具有足够的刚度，在轴承座附近加支承助。为了保证减速器安置在基 座上的稳定性，并尽可能减少箱体底座平面的机械加工面积， 箱体底座一 般不采用完整的平面。参考机械设计课程设计2、减速器的附件(1)检查孔及其盖板为了检查传动零件的啮合情况、接触斑点、侧隙系并向箱体内注入 润滑油，应在箱体能直接观查到齿轮啮合部位的位置设置检查孔，其大 小应允许手伸入箱内，以便检查齿轮啮合情况。参考机械设计课程设 计(2)通气器减速器工作时，箱内温度升高，气体膨胀、压力增大，为使箱内受 热膨胀的空气能自由地排出，以保证箱体内外压力平衡，不致使润滑油 沿分箱面和轴伸或其他缝隙渗漏，通常在箱体顶部装设通气器。参考机 械设计课程设计(3)轴承盖和密封装置为了固定轴系部件的轴向位置并承受轴承载荷，轴承座孔两端用轴承盖封闭。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种。凸缘式轴承盖利用六角螺钉 固定在箱体上。在轴伸处的轴承盖是透盖，透盖中装有密封装置。凸缘 式轴承盖的优点是拆装、调整轴承比较方便，与嵌入式轴承盖相比，零 件数目较多，尺寸较大，外观不够平整。机械设计课程设计(4)轴承挡油盘轴承干油(润滑脂)润滑时和稀油(润滑油)润滑时的挡油盘的功能和结构都是不同的。轴承稀油润滑时，挡油盘只安装在高速齿轮轴上， 以防止齿轮齿侧喷出的热油进入轴承，影响轴承寿命。当齿根圆直径大 于轴承座孔径时，不必安装挡油盘。机械设计课程设计(5)定位销为了精确地加工轴承座孔，并保证每次拆装后轴承座的上下半孔始 终保持加工时的位置精度，应在精加工轴承座孔前，在上箱盖和下箱座 的联接凸缘上配置定位销。参考机械设计课程设计(6)启箱螺钉为了加强密封效果，在装配时通常于箱体剖分面上涂以水玻璃或密 封胶，往往因胶结紧密使分开困难。为此常在箱盖联接凸缘的适当位置， 加工出1-2个螺孔，旋入圆柱端或平端的启箱螺钉。旋动启箱螺钉便可 将上箱盖顶起。参考机械设计课程设计(7)油面指示器为了检查减速器内油池油面的高度，以保证油池内有适当的油量，一般在箱体便于观察，油面较稳定的部位，装设油面指示器。机械设计课程设计(8)放油螺栓换油时，为了排成污油和清洗剂，应在箱体底部、油池的最低位置处开设放油孔，平时放油孔用带有细牙螺纹的螺塞堵住。放油螺塞和箱 体接合面间应加防漏用的垫圈。机械设计课程设计(9)起吊装置当减速器的质量超过25kg时，为了便于搬运，常常在箱体上设置起吊装置，如在箱体上铸出吊耳或吊钩等。参考机械设计课程设计表5-1减速器铸造箱体的结构尺寸（单位/mm）名称符号减速器及其形式关系机座壁厚0.025a+3mm=6.84mnmX i0mm机盖壁厚6 10.02a+3=6.06mm8mrm( i0mm机座凸缘厚度bi.5 6 =i5mm机盖凸缘厚度bii.5 6 =i5mm机座底凸缘厚度P2.5 6 =25mmR 30mm地脚螺钉直径df0.036a+i2=i2.288mm i6mm地脚螺钉数目nai.2 5 =9.6mmM i5mm齿轮端面与内机壁跑离 2 6 =i0mmR i2mm机盖、机座肋厚mi,mmi=m0.85 6 i=6.8mm取 9mm轴承端盖外径D2轴承端盖凸缘厚度e(11.2)d3=9mm 取 15mm轴承旁连接螺栓跑离ss=D29 .减速器润滑方式及密封种类的选择当浸浴在油池中的传动零件（齿轮或蜗杆等）的圆周速度 V2-3m/s 时，可采用传动件转动时溅起的油来润滑轴承（简称稀油润滑），润滑油 被溅起甩到箱体内壁上后，沿上箱盖面出的坡流进下箱座分箱面上的输 油沟内，再经轴承端盖上的导油槽流进轴承。开设导油槽的轴承端盖， 轴承盖的密封由毡圈油封形式。根据润滑方式和工作环境条件（清洁）选定轴承端盖的密封型式。10 .课程设计小结通过课程设计，复习了本课程研究内容、性质、任务、基本术语，对 齿轮传动特点、分类及轴的结构设计，安装次序，轴上零件的定位（轴向， 周向）、各段长度与直径、工艺等有了更深的理解。掌握了机械设计基础课程设计的基本步骤：1）总体计算和传动件参数计算2）轴与轴系零件的设计3）轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制4）装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写由于时间紧迫，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， 使我对机械课程知识进行了系统的回顾。并且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，传动更稳定精确的设备参考文献1于晓文主编机械设计课程设计中国计量出版社2010.123陈立德主编机械设计基础高等教育出版社2008.227 / 2928 / 29使用！温馨提示-专业文档供参考，请仔细阅读后下载，最好找专业人士审核后