机械设计课程设计 同轴式二级减速器.pdf

机械设计课程设计说明书机械设计课程设计说明书题目：题目：同轴式二级减速器同轴式二级减速器目目 录录1. 1.电动机选择及计算电动机选择及计算-2-22. 2.总传动比的确定和各级传动比的确定总传动比的确定和各级传动比的确定-3-33. 3.传动零件的设计计算传动零件的设计计算-4-44. 4.轴的设计和计算轴的设计和计算-12-125. 5.轴承的选择轴承的校核轴承的选择轴承的校核-10-106. 6.润滑和密封说明润滑和密封说明-19-197. 7.拆装和调整说明拆装和调整说明- -20- -208. 8.减速器箱体的附件说明减速器箱体的附件说明-20-209. 9.设计小结设计小结-23-2310.10.参考资料参考资料-23-23一电动机选择及计算1)原始数据：运输带牵引力 F=1752N输带工作速度 V=0.75m/s滚筒直径 D=0.27m2)电动机型号选择主要参数：(1）选择电机类型按照工作要求和工作条件，选择 Y 系列三相异步电动机2）确定电机容量电动机的输出功率为由式PdPWPwaFv17180.751.59kw1000w10000.83 (3）选择转速卷筒轴工作转速为v600.75601000n 53.1rminD270,总传动比i 8 40，固电动机转速F=1752NV=0.75m/sD=0.27m, 53.1(8 40) 4252124rminnd选择同步转速为 1500 rmin，型号为 Y100L1-4电动机主要性能参数型号额 定同步转满载转启动功率最大功率功 率速 （ r速 （ r额定功率额定功率（ w） min） min）Y1002.2150014302.22.3L14Pw1.59kw二、二、 总传动比的确定和各级传动比的总传动比的确定和各级传动比的分配分配满载时电机转速nm1430 rmin总传动比ianm1430 26.93n53.1a 0.83Pd1.59kwi1i226.93 5.19运动和动力参数：各轴转速如下:轴nnm1430r / min轴nnm/i1275.53r/min轴nnm/i53.09r/min电动机输出功率为Pd，Pd1.59kwPpd11.590.991.574kWn 53.1r / min电 动 机 型 号Y100L-4Pp231.5740.980.971.496kWPP231.4960.980.971.422kW电动机轴的输出转矩Td=9550所以:Pd=95501.59/1430=10.7 Nm nmnd1500r / minD 28mmnm1430r / minia 26.93TTd1=120.99=10.6NmTTi112=10.65.190.980.97=55.0 NmTTi223=55.05.190.980.97=285.5Nm其运动和动力学参数整理于下表运动和动力学参数功率 n转矩 T功 率P 传动比 i效率（ r （kw）/%min）N m）i1 i2 5.19电机轴14301 轴2 轴3 轴1430275.553.0910.710.655.0285.51.591.5710.995.190.981.49 5.190.981.42 10.97n1= 1430 r / minn2= 275.53 r /minn3= =53.09 r /min三、传动零件的设计计算三、传动零件的设计计算高速级齿轮传动的设计1）传动件的选择（1）由使用条件，选择圆柱斜齿轮（2） 选取 8 级精度，按 GB/T 10095P1=1.57kwP2=1.49kwP3=1.42kwTd=10.7Nm（3） 选 取 齿 数初 选 小 齿 轮 齿 数Z3 21Z4 Z35.19=108.99取 Z2=109T1= 10.6NmT2= 55.0 Nmu uiii=10921=5.19，对100=5% 满足要求iu（4）选取螺旋角 初选= 10齿宽系数 =1.02) 按齿面接触强度设计按式d 3T3=285.5Nm2KT U 1ZEZHZZdUH2(1）确定载荷系数 K由表使用系数KA1.25vz1齿轮为 8 级精度,估计圆周速度 v=4, 0.84m/ s，动载系数100Kv1.07 11 1.883.2zzcos1.7043bsindz1tan1.18mn 2.70由图齿间载荷分布系数K1.41，齿向载荷分布系数K1.08K KAKVKK 2.04查得区域系数ZH 2.46(2）重合度系数因1取1。

Z齿轮材料用 45钢， 大齿轮正火处理， 小齿轮调质处理1 0.77(3）螺旋角系数Zcos 0.992查的影响弹性系数ZE189.8 MPaZ1 21 Z2=109(4）由 图 可 查 得 接 触 疲 劳 极 限 应 力H lim1 550MPa，H lim2 450MPa(5）由公式计算应力循环次数N360n2Lh =60275.53（63008）=2.39108h N4= 3.85107h查得寿命系数KHN31.00,KHN 41.07(6）计算接触疲劳许用应力KH1=HN3H lim1=550MPaSKH2=HN4H lim2=450MPaS许用接触应力HH2 450MPa(7）计算小齿轮分度圆直径3=1.0KA1.25KV1.07K1.41K1.08d32KtT3du 1ZHZEZZ2()=55.20 mmuHK 2.04ZE189.8 MPa(8）计算圆周速度d3tn2=1.05m/ s601000vz(9）修正载荷系数：3=0.22，Kv1.02100(10）修正小齿轮分度圆直径：kkvk=k=1.94，所以：d3=d33=53.83kkvZH 2.46Z 0.77Z 0.992N32.39108d3cos30.919cos14(11）法向模数mn= 2.50mmZ322N2 3.85107KHN31,取mn 2.5mm(14）计算中心距圆整取 a=150mm(15）按圆整后的中心距修正螺旋角KHN 41.07H 450MPaz3 z4mn 9 98=ar ccos2a由于值变化很小，所以值不必修正(16） 计算分度圆直径z m d3=3n=55.20mmcosd4=z4mn=276.70mmcosD3=55.20mm（17） 计算齿轮宽度b4=dd355mm,b3=60mm3） 校核齿根弯曲疲劳强度 由公式F32KT3YYYFa3YSa3YYF3F4F3Fa4Sa4F4bd3mnYFa3YSa3(1）重合度系数Y 0.25(2）螺旋角系数0.75 0.7a1,取1，所以Y1(3）计算当量齿数120 0.92mn 2.5mma 165mmz3z4 21.98z114.11zv3v433coscos98 9。

4）查取齿形系数可得YFa1 2.71，YFa2 2.15(5）查取应力修正系数可得YSa11.58，YSa21.82(6） 查 取 弯 曲 疲 劳 极 限 应 力 及 寿 命 系 数可 得d3 55.20d4 276.70Flim3 420MPa，Flim4390MPa；由图按N3 2.39108，N43.85107KFN3 KFN41分别查得(7）计算弯曲疲劳许用应力取失效率为 1，安全系数 S=1,由公式得B4=55mm(8）F1 KFN1F lim1 450MPaF2 KFN 2F lim2 390MPa(9）计算弯曲应力B3=60mmY 0.7Y 0.862F322.041.06100002.711.580.70.8633332.851.5 68.58MPa F3F4 62.69MPaF4低速级齿轮传动设计zV3 21.98zV 4114.11对于同轴式二级圆柱齿轮减速器， 为使两级在齿轮中心距相等的情况下，能达到两对齿轮的接触强度相等的要求，在两对齿轮配对材YFa3 2.71料相同，齿宽系数为 0.75YFa4 2.15四轴的设计和计算四轴的设计和计算1）.初步计算轴径轴的材料选用常用的 45 钢当轴的支撑距离未定时， 无法由强度确定轴径，要用初步估算的方法，即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径d，计算公式Ysa31.58Ysa41.82d1=53.30mm为：d A3Pnd2=276.70mmb1=40mm1，3 轴为外伸轴，初算轴径作为最小直径，应取较小的A 值；2b2=37mm轴为非外伸轴，初算轴径作为最大直径， 应取较大的 A 值；查表取A1=A3= A2=112。

d1 A13d2 A23P112.07mmn1P2 20.95mmn2P332.70mmn3d3 A33考虑到 1 轴要与电动机联接， 初算直径 d1必须与电动机轴和联轴器空相匹配，所以初定d1=18mm； d2=30mm；d3=35mm2） 轴的结构设计（一）轴的结构设计轴的结构设计轴的径向尺寸：当直径变化处的端面用于固定轴上零件或受轴向力时，直径变化要大些，可以取(38)mm,如果仅为装配方便或区别加工表面，相临直径变化13，轴上其余尺寸根据轴承，密封圈，联轴器确定轴向尺寸：由轴上的零件轴向尺寸确定便于定位，轮毂多于轴肩 13mmd118mmd230mmd335mm（2 2）轴承选择）轴承选择中间轴和高速轴因轴承同时受经向和轴向力，径向力不是很大，故选用单列的深沟球轴承，参照工作要求，根据dIIIII 25mm，标准精 度 级 的 深 沟 球 轴 承 ， 型 号 为6205 ， 尺 寸dDB 25mm52mm15mm低速轴因轴承同时受经向和轴向力，径向力不是很大，故选用单列的深沟球轴承，参照工作要求，根据dIIIII 45mm，标准精度 级 的 深 沟 球 轴 承 ， 型 号 为6209 ， 尺 寸dDB 40mm80mm18mm。

3 3）联轴器的选择）联轴器的选择高速轴选择 HL 型弹性柱销联轴器（GB/T 5014-1985）HL1da18mm，半联轴器的长度为 30mm低速轴选择 HL 型弹性柱销联轴器（GB/T 5014-1985）HL2da 35mm，半联轴器的长度为 60mm（4 4）键的选择）键的选择1） 键的选择1 轴键槽部分的轴径为 18mm，选择普通圆头平键 C 型键535,b 5mm,h 5mm,L 35mm2 轴左端键槽部分的轴径为 32mm，选择普通圆头平键键1040,b 10mm,h 8mm,L 40mm右端键槽部分的轴径为 32mm，选择普通圆头平键键1050,b 10mm,h 8mm,L 50mm3 轴键槽轮毂处部分的轴径为 48mm，选择普通圆头平键键1445,b 14mm,h 9mm,L 45mm联轴器轴段轴颈为 35mm，选择普通圆头平键 C 型键1050,b 10mm,h 8mm,L 50mm2)键的强度计算假定载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键联接的强度条件为2T 103PPkld查表钢材料在轻微冲击下的许用挤压应力为 100120MPa，所以取P100MPa 3 轴轮毂段键的强度计算T3 285.5N mk3 0.5h3 4.5mml3 L3b3 31mm所以P3 57.16MPa P满足强度条件（5）轴的校核轴的校核( (输出轴输出轴) )画出弯矩扭矩图Ft42T3 2063.60Nd4tannFr4 Ft 762.62NcosFa4 Fttan 362.95N56.5 2063.60FNv1 1069.66 N10952.5 2063.60FNv 2 993.94 N109FNh1FNh2138.35 362.95 762.62 56.5 65.38N109138.35 362.95 762.62 52.5 828N109受力简图：FN1距FR52.5mm ，FR距FN 256.5mm ，总长109mm键1445,b 14mm,h 9mm,L 45mmP100MPa弯矩扭矩图如下：垂直弯矩最大值：56.16NM水平弯矩最大值： 56.69NM水平弯矩转折值：3.43NM总弯矩最大值：79.8NM总弯矩转折值：56.26NM危险截面为箭头位置查表得:=0.92，=0.84，=0.78求安全系数校核（设为无限。