二级展开式圆柱齿轮减速器1

本组设计数据： 第三组数据：运输机工作轴转矩 T/( 950 。 运输机带速 V/(m/s) 。 卷筒直径 D/ 380 。 已给方案：外传动机构为 减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。 第一部分 传动装置总体设计 一、 传动方案（已给定） 1） 外传动为 2） 减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。 3） 方案简图如下： 二、该方案的优缺点： 该工作机有轻微振动，由于 V 带有缓冲吸振能力，采用且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用 且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。 高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边 ，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为 步电动机。 总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。 计 算 与 说 明 结果 三、原动机选择（ 工作机所需功率： 传动装置总效率： 滚筒联承齿带 42a（见课设表 V 带传动效率： 带圆柱齿轮啮合效率： 级精度齿 滚动轴承效率： 承联轴器传动效率： 弹性联轴器联 9 运输滚筒效率： 2 a 所需 电动机的输出功率： r 择电动机为 （见课设表 技术数据：额定功率（ 额定转矩（ ） 2200 最大转矩（ ） 2200 四、传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配 滚筒滚筒 （见课设 ） 1 带按课 设表 i 带 =减速器传动比 i 减 = 带减速器高速及传动比 减 6 2 减 轴 动力参数： 0 轴（电动机轴）： 功率0转速 r扭矩 4 5 0 5 0 0001 轴（即高速轴）： 功率 2 2 带速m 4 01 带 5 0 5 0 1112 轴（中间轴） 功率 承齿 速m 81 4 7 6 12 8 0 1 5 0 5 0 2223 轴（ 低速 轴） 功率 承齿 速m 8 23 1 5 0 5 0 3334 轴（传动滚筒轴） 功率 承联 速 m 扭矩 4 5 0 5 0 444第二部分 V 带设计 外传动带选为 普通 K 由表 14由 上面公 式 带型号 查图 14型 1）、参考表 14201 （ 2）、验算带速 0 060 1 2 01 4 4 01 0 0 060 101 （ 3）、从动带轮直径 0 01 2 带 （ 4）、传动比 i （ 5）、从动轮转速 m a 和带长 （ 1）、初选中心距 8402940 a取 000 （ 2）、 初选 004)120300()300120(27002(2)()(222221210查表 14带的基准长度 033 V 带公称长度2000mm(3)、 定 中心距 :a La 8 1) 7 12 0 0 07 0 0(20 由式 21 a 4 查表 14 带根数 Z (1)、由表 14得 20线性插值法求 4400r/0值 (2)、由表 14得 单根 取 求得单根 V p 5)、计算 ，由式 00 Z=5 根 7计算单根 0，由式（ 5设。 00 20 q 由表 14设查得 取 算对轴的压力 下 式得 0 7) 9s i 152(2s i 0 9确定带轮的结构尺寸，给制带轮工作图 小带轮 :基准直径 20构。 大带轮基准直径 00用孔板式结构。 第三部分 各齿轮的设计计算 一、高速级减速齿轮设计（斜 齿圆柱齿轮） 轮的材料，精度和齿数 因传递功率不大，转速不高，选取 45号钢，小齿轮调质 40，大齿轮常化 00， 均用软齿面。齿轮精度用 8 级，轮齿表面精糙度为 齿面闭式传动，考虑传动平稳性，齿数取4 则 14 9。 （ 1）设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。 （ 2）按 齿面接触疲劳强度设计，由 公 式 16 3 11 12 H 试选载荷系数 小齿轮所传递的扭矩 =86630 ； 由表 16.0d； 由表 16 由式 16 算 应 力 循 环 次 数 ：911 030012(15766060 8112 图 16; 由表 16得接触疲劳极限 M 901 ；由表16得 702 ； 取安全系数 s=1 由式 16 1 ， 2 斜齿轮的许永接触应力为 M P 302)470590(2 2l i i m 初选螺旋角 14 ； 由图 16 ； 由图 16H= 试算 2 ； 计算圆周速度t 1 ； 计算载荷系数，由表 16A=1，由图 16得 图 16 图 16 式16 A ; 校正所得分度圆直径： 311 计算模数 ： o o 取模数为标准值计算中心距： o 9924(o ( 21 因所选标准模数 已大于计算的模数值，故可向下圆整取 a=158按圆整后中心距修正螺旋角： (a r c c o s 21 a n， 值改变不多，故参数, 不用修正； 计算大小齿轮分度圆直径： 3 o s o s 11 n 0 7 514c o s o s 212 ； 计算齿轮宽度： 圆整取52=50( 3 )校核 计算在荷系数：由图 16得 式 16算：45 1)(5(1 ； 计算圆周力： t 1 ； 计算当量齿数：31，得 由表 16 计算纵向重合度系数： 5 2 图得 Y =式 16， Hn ，计算得1F= 1F，2F= 2F。 二、低速级减速齿轮设计（直齿圆柱齿轮） 轮的材料，精度和齿数 因传递功率不大，转速不高，选取 45号钢，小齿轮调质 40，大齿轮常化 00， 均用软齿面。齿轮精度用 8 级，轮齿表面精糙度为 齿面闭式传动，考虑传动平稳性，齿数取8 则 38 6。 ( 1 ) 设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。 （ 2）按齿面接触疲劳强度设计，由式 16 3 22223 )(Td 同高速级设计取 , 8.0d； 计算应力循环次数 （公式 1623 ，8234 6， 由图 165904=470取安全系数 s=1，由式 16： M P 903l i i ， M P 04l i ； 小 齿轮分度圆直径： t 9 2 0 9(0 6 0 6 4 8 3 23 ； 圆周速度： t 1 ; 计算载荷系数 : 由表 16A=1，由图 16v=图 16 1K，由图 16 式 16：0 8 1 A ; 按实际载荷校正所得分度圆直径： 333 ； 计算模数： 1 ， 取标准模数 m=4计算分度圆直径： d3= 28=112d4= 86=344计算中心距： a=(d3+2=228计算齿宽： (3)校核 计算圆周力： t 7 2 7 5 92 3 23 ； 径向力 ： a 差 校正系数： 载荷系数： 1 6 2 差去玩去疲劳强度极限校核及寿命常数，由 16503 ，由图 16904 由 图 1643 s= sK 求得 ， ； 校核计算： 33333 P 4334434 P Y 总结：高速级 4 9 m=速级 8 6 m=4 第四部分 轴的设计 高速轴的设计 由于减速器传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要求故选择 调质处理的 45钢 , 00 按扭矩初估轴的直径 ,查表 180=110,由式 18 62 2 0 330m i n 最小直径显然是安装 大带轮 的直径。所以所选直径 应为标准系列取 5 初 选轴承为 7307根据轴承确定各轴安装轴承的直径为 :0结构详见图 )为了拆装方便 ,减速器壳体用剖分式 . (1) 直径的确定 初估轴径后 ,可按轴上零件的安装顺序 ,从左端开始确定直径 安装轴承 7307该段直径为 352段 设计为 齿轮 轴 。 4段装轴承，直径和 1段一样为 353段不 装任何零件，但考虑到轴承的轴向定位，及轴承的安装，取 4 段为455段应与密封毛毡的尺寸同时确定，查机械设计手册，选用 d=32毛毡圈，故取 5段 326 段装大带轮，取为 25mm （ 2）各轴段长度的确定 轴段 1装 轴承 7307滚动轴承 应距箱体边一段 距离 5箱体距齿轮距离 a=16轴段 1长度： 1+5+16=42段 长 为 53段的长度 4段和轴承 730715 段长取 06 段同大带轮同宽，取0 于是，可得轴的支点上受力点间的跨距 92= （ 3） 为了保证良好的对中性，与轴承内圈配合轴 颈 选用 带轮采用 8*7 （ 4） 为保证 6008 轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，根据 轴承手册 的推荐，取轴肩圆角半径为 1他轴肩圆角半径均为2据标准 的左右端倒角均为 1*45。 校核 (1)画轴的受力简图。 (2)计算支座反力。 r= 0 1co st 914t 0 1t 5 93 0 08 6 5 5 0 1带轮在水平面上 ： 带轮 3 8)( R 1 H r 带轮 在垂直面上 ： lF t 801 V 222 轮 画弯矩图 在水平面上 ， 面左侧 59=mm 面右侧 M =2= mm 面 (l1+ = (59+ 2 =垂直面上 59=mm 面 合成弯矩， 2 1 1 9 8 4 1 . 3 95 8 1 6 . 8 1 22 面右侧 9 8 4 11 0 2 3 2 . 3 6 2222 面 6 5 3 6 N 画转矩图 转矩 6550N 当量 弯 矩图（弯扭合成） a 0 39 6)( 212 c a 6 8)( 212 面： a 212 所以校核 B c 6 4 5 1 3 按表 18于 00的碳钢，承受对称循环变应力时的许用应力 M P ，故安全。 中间轴的设计 由于减速器传递的功 率不大，对其重量和尺寸也无特殊要求故选择 合金钢 , 00按扭矩初估轴的直径 ,查表 180=110,由式 18 8 0 330m i n 最小直径是安装 轴承 的直径。所以所选直径应为标准系列取 0 初选轴承为 30208，根据轴承确定各轴安装轴承的直径为 :0(1)初估轴径后 ,可按轴上零件的安装顺序 ,从左端开始确定直径 安装轴承 30208,故该段直径为 402段 装 齿轮 ，直径设计为 50考虑到两个齿轮的轴向定位， 3 段 设计为轴环 ，直径为 554 段装 低速级小齿轮 ，但考虑到 齿轮 的轴向定位，及 齿轮 的安装，取 4 段为 505 段 装轴承 取为40mm （ 2）各轴段长度的确定 轴段 1 装轴承 30208，滚动轴承应距箱体边一段距离 5 箱 体 距 齿 轮 距 离 a= 则 轴 段 1 长度：8+5+=2段长为 63段的长度 0 段取 15段长取 8+5+16+4=43 于是， 可得轴的支点上受力点间的跨距 2= （ 3） 为了保证良好的对中性，齿轮与轴选用过盈配合 H7/轴承内圈配合轴 颈 选用 斜齿 齿轮与 直齿齿 轮均采用 A 型普通平键联接， 为 14*9 （ 4） 为保证 320208 轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，根据 轴承手册 的推荐，取轴肩圆角半径为 1他轴肩圆角半径均为2据标准 的左右端倒角均为 1*45。 核 (1)画轴的受力简图。 (2)计算支座反力。 斜齿： r= 0 1co st 914t 0 1t 直齿： t 7 2 7 5 92 3 23 a 在水平面上 ： H)(2F 2( 1 8)( R 1H 在垂直面上 ： 7 5 9)3213332R 1 V( 6 6132 画弯矩图 在水平面上， 面左侧 mm 面右侧 M =2= mm 面 (l1+ =(2 =垂直面上 mm 面 (l1+ 成弯矩， 2 3 3 8 9 6 7 . 6 82 9 7 0 2 . 2 0 22 面右侧 222 面 222 画转矩图 转矩 44830N 当量 弯 矩图（弯扭合成） 面左侧： c a 8 6 4 8a 4 72 6)( 212 面： a 212 所以校核 M P B c 3 3 4 1 3 按表 18于 00的 合金钢 ，承受对称循环变应力时的许用应力 M P ，故安全。 中间轴的设计 由于减速器传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要求故选择调质处理的 45钢 , 00 按扭矩初估轴的直径 ,查表 180=110,由式 18 30m i n 最小直径是安装 联轴器 的直径。为了使所选轴直径与联轴器孔径相适应，故需同时选出联轴器。 输出轴上的扭矩： m 从手册中查用 弹性联轴器，其半联轴器孔径 d=60L d=60 初选轴承为 6214，根据轴承确定各轴安装轴承的直径为 :0(1)初估轴径后 ,可按轴上零件的安装顺序 ,从左端开始确定直径 安装 联轴器 该段直径为 602段 与毡圈配合 ，直径设计为 653 段装 轴承 ，直径为 70考虑到轴承的轴向定位和 齿轮的轴向定位，及齿轮的安装，取 4 段为835段装 齿轮 取为 75 6段装轴承 取为 70 （ 2）各轴段长度的确定 轴段 1装 联轴器 142段 2取 50段 3装轴承取 35段 4取 52段 5取 52；考虑到轴承距箱体内 壁 距 离 及 距 齿 轮 的 距 离 ， 则轴段 6 长 度 取 为 35+5+= 于是，可得轴的支点上受力点间的跨距 2=90 （ 3） 为了保证良好的对中性，齿轮与轴选用过盈配合 H7/轴承内圈配合轴颈选用 联轴器 与齿轮均采用 A 型普通平键联接， 分别取 为 18*11 20*12 （ 4） 为保证 6214 轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，根据 轴承手册 的推荐，取轴肩圆角半径为 1他轴肩圆角半径均为2据标准 的左右端倒角均为 1*45。 (1)画轴的受力简图。 (2)计算支座反力。 t 7 2 7 5 92323 a 在水平面上 ： ll 1 33916 2 3R 1 H r 在垂直面上 ： ll t 3 7 5 9 V 2 4132 画弯矩图 在水平面上， 面 垂直面上 成弯矩， 2 5 4 2 1 9 5 . 2 92 5 1 0 6 4 . 1 5 22 画转矩图 转矩 015910N 当量 弯 矩图（弯扭合成） 面： c a 0 2)( 232 所以校核 M P A c 7 5 0 2 3 按表 18于 00的碳钢，承受对称循环变应力时的许用应力 M P ，故安全。 第五部分 其他 校核 高速轴轴承 1H 1V F 合成后： 1 2 计算派生轴向力 ： a a a a 实际轴 向力： 6 7. 12 轴承的型号为 73074.8 r=） ） 计算当量动载荷 X 查表 20 查 课设 表 向载荷系数 X 和轴向载荷系数 =1， Y=0 X = 1 ,= 3） 验算 7307480 0576166 67 3 轴承 1H 1V F 合成后： 1 2 计算派生轴向力： 5 1 1 7t 9 0 0 1t a 实际轴向力： 1 4. 21 22 轴承的型号为 30208， 2.8 r=） e=） 计算当量动载荷 X 查表 20 查 课设 表 向载荷系数 X 和轴向载荷系数 =Y= X = =） 验算 30208的寿命 轴承 1H 1V F 合成后： 1 2 轴承的型号为 6214， 7.5 r=） 8） 计算当量动载荷 X 查表得 和轴向载荷系数 =1， Y=0 X = 1 =） 验算 6214 的寿命 高速轴 键 1 8 7 L=70 强度条件为 M P ah l 70(78655044)(2222 查表 18 20 所以键的强度足够 中间轴 键 2和 3 14 9 5 0 强度条件为 M P ah l 445(93 4 4 3 1 044)(2222 查表 18 20所以键的强度足够 低速速轴键 4 18 11 L=125 强度条件为 M P ah l 8125(11101380044)(2222 查表 18 20所以键的强度足够 键 5 20 12 L=80 强度条件为 M P ah l 080(121 0 1 3 8 0 044)(2222 查表 18 20所以键的强度足够 联轴器的选择 联轴器选择为 速器的润滑 因齿轮的圆周速度 12 m/s， 所以才用浸油润滑的润滑方式。 2滚动轴承的润滑 因润滑油中的传动零件（齿轮）的圆周速度 V 2m/ 润滑， 第六部分 主要尺寸及数据 箱体尺寸 : 箱体壁厚 箱盖壁厚 箱座凸缘厚度 b=15盖凸缘厚度 5座底凸缘厚度 5脚螺栓直径 16 地脚螺栓数目 n=4 轴承旁联接螺栓直径 12 联接螺栓 间 距 l=150承端盖螺钉直径 8 定位销直径 d=6mm 1=1818 13 mm 凸缘边缘的距离 611 承旁凸台半径 1台高度根据低速轴承座外半径确定 外箱壁至轴承座端面距离 0齿轮顶圆与内箱壁距离 1=10轮端面与内箱壁距离 2=10盖，箱座肋厚 m1=m=7承端盖外径 凸缘式端盖： D+（ 5 上尺寸参考机械设计课程设计 动比 原始分配传动比为： 修正后 ： 轴新的转速为 ： 440/76m/s 84/39.6 m/s 47/5.5 m/s 各轴的输入功率 P1= =2= 承 =3= 承 =P4= 联 =各轴的输入转矩 550P1/550 576=m 550P2/9550 m 550P3/9550 m 550P4/550 m 轴号 功率 p 转矩 T 转速 n 传动比 i 效率 电机轴 440 1 1 1 76 作机轴 轮的结构尺寸 两小齿轮采用实心结构 两大齿轮采用复板式结构 齿轮 z=24 m=b=55ha=ha*m=1 c*)m=(1+ h=ha+da=2 df=22 m= m/2= m/2=c=c*m=轮 由轴 可 得 9 m= b=50 d 轴 =50mm ha=ha*m=1 c*)m=(1+ h=ha+da=2 df=22 m= m/2= m/2=c=c*m=4= d 轴 =503 50=800 2302 (=(0=5c=(.3)b=10152轮 3尺寸 由轴可得 , 12 8 m=4b=95d 轴 =50mm ha*m=1 4=4c*)m=(1+ 4=5 h=ha+5=9mm da=12+2 4=120mm df=125=102mm p= m=4= s= m/2=e=s c=c*m=4=1 齿轮 4寸 由轴可得 d 轴 =75446 m=4 b=90mm ha*m=1 4=4c*)m=(1+ 4=5 h=ha+5=9mm da=44+2 4=352mm df=125=334mm p= m=4= s= m/2=e=s c=c*m=4=1 014)m=352-(4056)=312296944=d 轴 12mm 032 1122942 301 = ( (2945mm r=5 c=(.3)b=18274考文献： 机械设计课程设计 机械设计手册 设计心得 机械设计课程设计是机械课程当中一个重要环节通过了 3周的课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练，对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。 由于在设计方面我们没有经验，理论知识学的不牢固，在设计中难免会出现这样那样的 问题，如：在选择计算标准件是可能会出现误差，如果是联系紧密或者循序渐进的计算误差会更大，在查表和计算上精度不够准 在设计的过程中，培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力，在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，大家共同解决了许多个人无法解决的问题，在这些过程中我们深刻地认识到了自己在知识的理解和接受应用方面的不足，在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。 由于本次设计是分组的，自己独立设计的东西不多，但在通过这次设计之后，我想会对以后自己独立设计打下一个良好 的基础。