二级齿轮设计说明书

百度文库让每个人平等地提升自我目录一、课程设计任书2二、电动机的选择4三、传动装置的运动和动力参数计算5四、V带传动设计6五、减速器高速级齿轮设计8六、减速器低速级齿轮设计12七、轴的设计计算（输入轴）17八、轴的设计计算及强度校核（中间轴）18九、轴的设计计算（输出轴）24十、转动轴承的选择及计算24十一、键连接的选择及校核计算25十二、润滑与密封26十三、连轴的选择27十四、减速器附件的选择27十五、参考资料28十六、心得体会28课题设计任务书一、目的及要求:机械设计课题的设计主如果培育学生的机械设计的综合能力。通过自己动手，能够体会和巩固先修课程的理论和实际知识，同时还能学习如何运用标准、规范、手册等有关国家标准及技术手册，更重要的是能够提高学生从机械功能的要求、尺寸、工艺、经济和安全等诸多方面综合考虑如何设计的能力，从而树立正确的设计思想。课程结束每一个学生必需完成：1. 一张减速器装配图（用A1或A0图纸绘制）；2. 齿轮和轴的零件图各一张；3. 设计说明书一份（约6000、8000字）。二、设计题目：设计输送原料的带式运输机所用的圆柱齿轮减速器，具体内容是:1.设计方案论述。2 .选择电动机。3 .减速器外部传动零件设计。4 .减速器设计。1）设计减速器的传动零件；2）对各轴进行结构设计，按弯扭合成强度条件验算个轴的强度；3）按疲劳强度条件计算输出轴上轴承的强度；4）选择各对轴承，计算输出轴上轴承的寿命；5）选择各键，验算输出轴上键连接的强度；6）选择各配合尺寸处的公差与配合；7）决定润滑方式，选择润滑剂；5 .绘制减速器的装配图和部份零件工作图；6 .编写设计说明书。三、已知条件1 .展开式二级齿轮减速器产品。2 .动力来源：电力，三相交流，电压380/220V。3 .输送带工作拉力Fi4 .输送带工作速度v二s。5 .滚筒直径D=450mm。6 .滚筒效率n=（包括轴承与滚筒的效率损失）。7 .工作情形：两班制，持续单向运行，教荷较平稳。8 .利用折旧期：8年9 .检修距离期：四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修。10 .工作环境：室内，环境最高温度35C,尘埃较大。11 .制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。四、分析减速器的结构一、传动系统的作用：作用：介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，在此起减速作用，并协调二者的转速和转矩。二、传动方案的特点：特点：结构简单、效率高、容易制造、利用寿命长、保护方便。由于电动机、减速器与滚筒并列，致使横向尺寸较大，机械不紧凑。但齿轮的位置不对称，高速级齿轮布置在远离转矩输入端，可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部份地抵消，以减缓沿齿宽教荷散布有均匀的现象。3、电机和工作机的安装位置：电机安装在远离高速轴齿轮的一端；工作机安装在远离低速轴齿轮的一端。4、画传动系统简图：1一滤速器2联轴器3一滚筒4一运送市5电动机6一带传动二电动机的选择计算及说明结果选择电动机类型按工作要求：连续单向运转，载荷平稳；选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压380V。稳定运转下工件机主轴所需功率：SkipRecord工作机主轴转速为：SkipRecord工作机主轴上的转矩：SkipRecord由P3表1-71查得n1（联轴器）二，八（球轴承）二，n3（齿轮传动8级精度）=，%（V带）=。电动机至工件机主轴之间的总效率为：SkipRecordIf.=SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.=SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordp=SkipRecordSkipRecord6百度文库让每个人平等地提升自我所以电动机所需功率为SkipRecord由表12-1查出符合设计要求并综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格等选定电动机型号为Y160M4,则所选取电动机：额定功率为SkipRecordIf.满载转速为SkipRecordSkipRecordIf.SkipRecordSkipRecord型号为Y160M4nSkipRecordIf.=1460r/minPSkipRecordIf.=llKW三传动装置的运动和动力参数计算计算及说明结果总传动比SkipRecord选用等浸油深度原则，查表1-8得SkipRecordIf.=2（带轮）；SkipRecordIf.=；SkipRecordIf.=名级效率：第一级效率：/”=4X2=095第二级效率：72=%H3=0.99x0.970.960第三级效率：小3=/%=。99x0.99x0.970.951计算各轴的转速功率和转矩：1、转速：轴I；/=?=12=730r/minSkipRecordSkipRecordIf.?7i2比0.922一3如*0951百度文库让每个人平等地提升自我轴II：nH=214.7min八3.4有202.8.轴HI：nIH=-=78.4r/minz2.662、输出功率：轴I：/=/.7701=9.77x0.96=9.06/TVV轴II：Ri=PiFyi=9.06x0.968.70ATW轴III：Pm=小如=8.70x0.9518.30KW3、输出转矩：p版,5）初选螺旋角P=142.按齿面接触强度设计齿面接触强度计算公式为：SkipRecordIf.1）确定公式内的各计算数值试选Kt=o由图10-30（区域系数ZH选取区域系数SkipRecordIf.o由图标准圆柱齿轮传动的端面重合度查得SkipRecordIf.=,SkipRecordIf.=,则51RecordIf.=SkipRecordIf.=o由表10-7选取齿宽系数SkipRecordIf.,由表10-6查得材料的弹性影响系数SkipRecordIf.o由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限SkipRecordIf.；大齿轮SkipRecordIf.。由式10-13计算应力循环次数SkipRecordIf.（8）由图10-19查得接触疲劳寿命系数$人RecordIf.SkipRecordIf。（9）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数s=l,由式得SkipRecordIf.2）计算试算小齿轮分度圆直径SkipRecordIf.由计算公式得SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.B=14。Kt=SkipRecordIf.SkipRecordIf.=SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.计算圆周速度SkipRecordIf.(3)计算齿宽b及模数SkipRecordIf.SkipRecordSkipRecordIf.If.（4）计算纵向重合度SkipRecordIf.SkipRecordIf.(5)计算载荷系数K5ZSkipRecordIf.,根据SkipRecordIf.,8级精度,由图10-8查得动载系数SkipRecordIf.；由表10-4查得SkipRecordIf.；由图10T3查得SkipRecordIf.；山表10-3查得SkipRecordIf.。故载荷系数SkipRecordIf.SkipIf.Record（6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式SkipRecord(lOTOa)得If.SkipRecordIf.计算模数SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecord3.按齿根弯曲强度设计If.由式(10-17)SkipRecordIf.SkipRecord1）确定计算参数计算载荷系数If.SkipRecordIf.根据纵向重合度SkipRecordIf.从图螺旋角影响系数查得螺旋角影响系数SkipRecordIf.。计算当量齿数SkipIf.SkipRecordRecordSkipRecordIf.If.查取齿形系数由表齿形系数及应力校正系数查得SkipRecordIf.；SkipRecordIf.SkipIf.SkipRecordRecord查取应力校正系数If.由表齿形系数及应力校正系数查得SkipRecordIf.；SkipRecordIf.SkipRecord查取弯曲疲劳强度极限由图10-20c查得小齿轮SkipRecordIf.,大齿轮SkipRecordIf.查取弯曲疲劳寿命系数由图10-18查得SkipRecordIf.,SkipRecordIf.（8）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数SkipRecordIf.由式（10-12）,得SkipRecordIf.（9）计算大、小齿轮的SkipRecordIf.并加以比较SkipRecordIf.SkipRecordIf.大齿轮的数值大。2）设计计算SkipRecordIf.对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法向模数SkipRecordIf.“大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法向模数,（SkipRecordIf.=2.0mm,可满足弯曲强度。为满足接触疲劳强度，按接触强度算得的分度圆直径SkipRecordIf.由SkipRecordIf.,（SkipRecordIf.则SkipRecordIf.,CSkipRecordIf.o4.几何尺寸计算1）计算中心距SkipRecordIf.将中心距圆整为155SkipRecordIf.o2）按圆整后的中心距修正螺旋角SkipRecordIf.因B值改变不多，故参数81RecordSkipRecordSkipRecord等不必修正。3）计算大、小齿轮的分度圆直径SkipRecordIf.4）计算齿轮宽度If.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.圆整后WSkipRecordIf.；SkipRecordIf.o5.结构设计小齿轮齿顶圆直径（160mm且满足齿根圆到键槽底部的距离e选取区域系数ZHi由图标准圆柱齿轮传动的端面重合度查得SkipRecordIf.=,SkipRecordIf.=,则SkipRecordIf.=SkipRecordIf.=由表10-7选取齿宽系数SkipRecordIf.,由表10-6查得材料的弹性影响系数SkipRecordIf.o山图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限SkipRecordIf.；大齿轮SkipRecordIf.八、轴的设计计算及强度校核（中间轴）计算及说明结果一、初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理。由表15-3,SkipRecordIf.=105SkipRecord二、轴的结构设计1）确定轴上零件的装配方案SkipRecord2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径1-1【段轴用于安装轴承6309和挡油环，故取直径为45mm。1ITH段轴肩用于安装大齿轮，直径为50mm。IHTV段分隔两齿轮，外径60mm。IV-V段为小齿轮，直径为50mm。V-VI段安装轴承6309和挡油环，直径为45mll1。3）根据轴向定位的要求确定轴的各段长度1-1【段安装轴承6309和挡油环，同时根据箱体的结构，决定长度为46mm。n-川段用于安装大齿轮，长度略小于齿轮的宽度，长度为lOlmnuin-IV段用于隔开两个齿轮，长度为9mm。iv-V段，为小齿轮，长度就等于小齿轮宽度。V-VI段用于安装轴承6309和挡油环，同时根据箱体的结构，决定长度为。3、轴向零件的周向定位齿轮、联轴器与轴的周向定位均采用平键联接三、按弯扭合成强度条件校核轴的强度：1、求作用在齿轮上的受力Ftl=SkipRecordIf.=7656NSkipRecordIf.Frl=Ft=SkipRecordIf.=2872NSkipRecordIf.Fal=SkipRecordIf.1909NFt2=3371NSkipRecordIf.Fr2=Ft=1265NSkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordFa2=SkipRecordIf.840N定跨距测得：SkipRecordIfSkipRecordIf；SkipRecord2、受力分析如下：SkipRecord3、支座受力SkipRecordSkipRecord由受力分析图知，在大齿轮和小齿轮处所受弯矩最大，则只需校核这两处的强度即可。4、小齿轮处:(1)、水平弯矩:SkipRecord(2)、垂直面弯距:SkipRecordSkipRecord(3)、合成弯矩：SkipRecordSkipRecordSkipRecordSkipRecord(4)、转矩T=SkipRecordIf.SkipRecordIf.=5514SkipRecordIf.=465933SkipRecordW=SkipRecordIf.=SkipRecordIf.=SkipRecordSXSkipRecord，查表15-1SkipRecordIf.=60Mp：SkipRecordSkipRecord5、大齿轮处：较大的总弯矩为SkipRecordFtl=7656NFrl=2872NFal=1909NFt2=337INFr2=1265NFa2=840NT=SkipRecordIf.SkipRecordIf.=5514SkipRecordIf.=465933SkipRecordW=SkipRecordIf.=SkipRecordIf.=SkipRecordSkipRecordSkipRecordSkip RecordSkip Record6、所以该轴安全四.精确校核轴的疲劳强度1）判断危险截面由于大齿轮截面处受的载荷较大，直径较小，所以判断为危险截面。2）截面左侧抗弯截面系数Skip 抗扭截面系数Skip 截面左侧的弯矩M为Record If. . Record If. . Skip Record If.扭矩为 Skip Record If. 截面上的弯曲应力Skip Record If.Skip RecordSkip RecordSkip RecordSkip RecordSkip RecordSkip Record35截面上的转切应力为Skip Record If. . . Skip Record由于轴选用45钢，调质处理，由表15-1查得SkipRecordSkipRecordRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordSkipRecord截面上由于轴间而形成的理论应力集中系数由附表3-2查取。因，SkipRecordIf.SkipRecordIf.T=465933Skip然育纬插入RecordW=Skip RecordSkipRecordIf.?SkipRecord由附图3-1轴的材料敏感系数为（skipRecrdIfSkipRecordIf.9查得SkipRecordIf.=,SkipRecordIf.=故有效应力集中系数（附3-4）为SkipRecordIf.由附图3-2查得尺寸系数为（6人RecordIf.“扭转尺寸系数为SkipRecordIf.,轴采用磨削加工，（附图3-4）表面质量系数为_.ipRecordIf.9轴表面未经强化处理,即SkipRecordIf.则综合系数值为SkipRecordIf.乂由3-1及3-2得碳钢的特性系数（skipRecrdIf.SkipRecordif.，于是轴的疲劳安全系数为SkipRecordIf.故安全。2）截面右侧抗弯截面系数SkipRecordIf.抗扭截面系数SkipRecordIf.截面左侧的弯矩M为SkipRecordIf.扭矩为SkipRecordIf.截面上的转切应力为SkipRecordIf.由附图3-1轴的材料敏感系数为skipRecordIfSkipRecordIf.9故有效应力集中系数（附3-4）为SkipRecordIf.由附图3一2查得尺寸系数为（小掷RecordIf.,扭转尺寸系数为SkipRecordIf.j轴采用磨削加工，（附图3-4）表面质量系数为ipRecordIf.轴表面未经强化处理，即SkipRecordIf.，则综合系数值为SkipRecordIf.又由3T及3-2得碳钢的特性系数skipRec-SkipRecordSkipRecordT=465933SkipRecordW=SkipRecordSkipRecordSkipRecordSkipRecordIf.SkipRecordSkipRecordIf.SkipRecordSkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordSkipRecordIf.SkipIf.,SkipRecordif.于是轴的疲劳安全系数为SkipRecordIf.故安全。RecordSkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordSkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIfSkipRecordI.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordI.SkipRecordIf.SkipRecordSkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordSkipRecordIf.SkipRecordSkipRecordSkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordIf.SkipRecordSkipRecordIf.SkipRecord九、轴的设计计算（输出轴）计算及说明结果1、初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理。由表15-3,WSkipRecordIf.=105SkipRecord2、轴的结构设计确定轴上零件的装配方案SkipRecord3、轴向零件的周向定位齿轮、联轴器与轴的周向定位均采用平键联接SkipRecordIf.SkipRecordIf.十、转动轴承的选择及计算计算及说明结果1、根据轴承型号6309查4P383表6-1取轴承基本额定动我荷为：C=528OON；基本额定静载荷为：SkipRecordIf.因为Ftl=SkipRecordIf.=7656NSkipRecordIf.Ft2=3371NSkipRecordIf.Fal=SkipRecordIf.NFa2=SkipRecordIf.840NSkipRecordSkipRecord2、查表13-5得SkipRecordIf.=,e=SkipRecordIf.由1P321表13-5查得X=；Y=根据轴承受中等冲击查1P298表10-9取轴承载荷系数为:SkipRecordIf.SkipRecordSkxpSecordIf.SkipRecord由1P297轴承寿命公式10-2aW：SkipRecordSkipRecord=SkipRecordSkipRecordSkipRecordFtl=7656NFt2=3371NFal=1909NFa2=840NSkipRecordIf.SkipRecordSkipRecordSkipRecordIf.=,e=SkipRecord故轴承使用寿命足够即合格。SkipRecordIf.SkipRecordSkipRecordIf.=SkipRecordSkipRecordIf.=SkipRecordIf.SkipRecord卜一、键连接的选择及校核计算计算及说明结果根据轴长及工作需要选择圆头平键（5个），具体数据列表如下：键直径(SkipRecordIf.)工作长度(SkipRecordIf.)工作高度(SkipRecordIf.)转矩(SkipRecordIf.)极限应力(SkipRecordIf.)高速轴8X7X362528中间轴14X9X63504914X9X1005086低速轴16X10X635547820X12X90737010强度校核：强度条件为SkipRecordIf.查表6-2知由于键采用静联接，冲击轻微，所以许用挤压应力SkipRecordIf.=120-150Mpa山上表可知，各键的极限应力SkipRecordIf.,所以上述各键都符合要求。十二润滑与密封1、润滑：齿轮采用浸油润滑。参考1P245。当齿轮圆周速度（6明RecordIf.时,圆柱齿轮浸入油的深度约一个齿高，三分之一齿轮半径，大齿轮的齿顶到油底面的距离23060mme参考lP310。轴承润滑采用润滑脂，润滑脂的加入量为轴承间隙体积的SkipRecordIf.SkipRecord采用稠度较小润滑脂。2、密封：避免外界的尘埃、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂的漏失。查P383表10-37,高低速轴密封圈为：唇形密封圈（FB型）GB/o十三连轴器的选择低速轴用联轴器的设计计算由于弹性联轴器具有诸多长处，所以优先选用。取工作情形系数为skipRecordIf.，计算转矩为SkipRecordIf.选用弹性柱销联轴器HL4（GB4323-84）,其主要参数如下：材料HT200公称转矩SkipRecordIf.轴孔直径SkipRecordIf.联轴器SkipRecordIf.SkipRecordIf.十四减速器附件的选择通气器由于在室内利用，选通气器（一次过滤），采用M18X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M16X1.另外，为了更易排出油渣，箱体底座的内壁应略偏向于放油螺塞的一端。十五、参考资料1 .机械设计（第七版）西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著濮良贵纪名刚主编2001年高等教育出版社出版2 .机械设计课程设计（第二版）朱文坚黄平主编华南理工大学出版社出版2004年3 .机械原理（第一版）邹慧君等主编高等教育出版社出版1999年4,材料力学（第一版）谭文宪主编华南理工大学出版社出版1996年5 .工程制图林晓新主编北京:机械工业出版社十六心得体会课程设计目的在于让咱们学习设计的思想，同时也是对已学理论知识的巩固进程。这次课程设计进程让我深深体会到实践经验的重要性，好多零件位置、大小都有数据可查，而那些数据就是人类通太长期的生产实践所取得的。第一次设计因为没有经验乂考虑不全面，致使我将齿轮设计了三、四遍,不是数据查错就是漏掉考虑某个数据的影响，本来以为就是小数点之差，不会对结果造成专门大的影响，可是通过度析多次所得的数据发觉“差之毫厘,失之千里”，所以在以后的设计中不能有半点马虎，不然后果很严峻，轻者造成资源的损失、材料的浪费，重者或许会致使工业事故。设计人员的综合素质很重要，咱们要从此刻就培育严谨的工作作风。另外让我影响颇深的是以前课堂上不会的知识，通过这次课程设计中反复查找逐渐有所熟悉，可是因为时刻不够充分，设计整体来讲还考虑的还不够全面，书也尚未完全理解。还成心外收获就是自己的运算性能力取得了一次锻炼的机缘，亲自动手受益非浅。