机械课程设计-二级同轴式减速器设计.doc

1各专业全套优秀毕业设计图纸机械课程设计说明书二级同轴式减速器设计专 业 ： 机械设计制造及其自动化 学 号 ： 设 计 人 ： 张 光 丽 指导老师 ： 应 丽 霞 日 期 ： 2014. 12. 20 哈尔滨工程大学 2目 录设计任务书................................................................................3传动方案的拟定及说明............................................................4电动机的选择............................................................................4计算传动装置的运动和动力参数............................................5传动件的设计计算....................................................................5轴的设计计算............................................................................12滚动轴承的选择及计算............................................................17键联接的选择及校核计算........................................................19连轴器的选择............................................................................19减速器附件的选择....................................................................20润滑与密封................................................................................21设计小结....................................................................................21参考资料目录............................................................................213机械设计课程设计任务书题目：设计一螺旋输送机驱动装置的同轴式二级圆柱齿轮减速器一． 总体布置简图1—电动机；2—联轴器；3—齿轮减速器；4—高速级齿轮；5—低速级齿轮；6—联轴器；7—输送机滚筒二． 工作条件：两班制工作运送砂石、每班工作 8 小时，单向运转（载荷平稳） ，螺旋输送机效率为 092.三． 原始数据 螺旋轴转矩 T（N·m）：400螺旋轴转速 n（r/min）：120螺旋输送机效率（％）：0.924使用年限（年）：10（设每年工作 300 天）工作制度（小时/班）：8检修间隔（年）：2生产批量：小批量生产四． 设计内容1. 电动机的选择与运动参数计算；2. 斜齿轮传动设计计算；3. 轴的设计；4. 滚动轴承的选择；5. 键和连轴器的选择与校核；6. 装配图、零件图的绘制；7. 设计计算说明书的编写；五． 设计任务1． 减速器总装配图一张；2． 齿轮、轴零件图各一张3． 设计说明书的编写（一）传动方案的拟定及说明1.由题目所知传动机构类型为：同轴式二级圆柱齿轮减速器。

故只要对本传动机构进行分析论证2.本传动机构的特点是：减速器的轴向尺寸较大，中间轴较长，刚度较差，当两个大齿轮侵油深度较深时，高速轴齿轮的承载能力不能充分发挥常用于输入轴和输出轴同轴线的场合二）电动机的选择1．电动机类型和结构的选择因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转所以选用常用的封闭式 Y（IP44）系列的电动机2．电动机容量的选择1） 工作机所需功率 Pw =Tn/9550，其中 n=120r/min，T=400 N·m,得 Pw＝5.026KW2） 电动机的输出功率Pd＝Pw/ηη＝ 4231ηηηη分别为联轴器，滚动轴承，齿轮传动及螺旋输送机的效率4321， η， η， ηη由表 2-3 选取 92.0， η97.0， η9.0， η9.0η 4321 计算得 =0.82，则 pd=6.13KWη53．电动机转速的选择螺旋轴的转速 nw=120r/min，按表 2-2 推荐的合理范围，二级圆柱齿轮减速器的传动比i=8~40所以，电动机转速范围 nd=i×nw=（960~4800）r /min初选为同步转速为 1500r/min 的电动机4．电动机型号的确定由表 14－5 查出电动机型号为 Y132M-4,其额定功率为 7.5kW，满载转速 1440r/min,效率 87，功率因数 0.85，额定电流 7.0，净质量 81Kg，额定转矩 2.3，合目所需要求。

三）计算传动装置的运动和动力参数1、传动比的分配：目的 过程分析 结论分配传动比由电动机的满载转速 nd 和工作机主动轴转速 nw 可确定传动装置应有的总传动比为： i＝n d/nw=1440/120=12由于减速箱是同轴式布置，所以 i1＝i 2因为 i＝12，i 1=i2= 5.3速度偏差为 0.5%<5%，所以可行i1=3.5 i2=3.52、各动力参数的设定：目的 过程分析 结论传动系统的运动和动力参数计算设：从电动机到输送机滚筒轴分别为 0 轴、1 轴、2 轴、3 轴、4 轴；对应于各轴的转速分别为 、 、 、 、 ；对应于 0 轴的输出功率和其余各轴的输入功率分别为 、 、 、 、 ；对应于 0 轴的输出转矩和其余名轴的输入转矩分别为 、 、 、 、 ；相邻两轴间的传动比分别为 、 、 、 ；相邻两轴间的传动效率分别为 、 、 、 电动机 两级圆柱减速器 工作机轴号O 轴 1 轴 2 轴 3 轴 4 轴转速n(r/min) n0=1440 n1=1440 n2=411.43 n3=117.55 n4=117.55功率 P(kw) P0=6.13 P1=6.09 P2=5.85 P3=5.62 P4=5.08转矩T(N·m) T0=40.65 T1=40.37 T2=135.8 T3=456.8 T4=413.1两轴联接 联轴器 齿轮 齿轮 联轴器6传动比 i i01=1 i12=3.5 i23=3.5 i34=1（四）传动件设计计算目的 过程分析 结论选精度等级、材料和齿数A：低速级斜齿圆柱齿轮传动的设计1． 选精度等级、材料及齿数1) 材料及热处理:由表 7-1 选择小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度为 280HBS，大齿轮材料为 ZG35CrMo（调质） ，硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS；2) 精度等级选用 8 级精度；3）试选小齿轮齿数 Z1＝20，则大齿轮齿数 Z2＝Z 1×i2=70； 4）选取螺旋角。

初选螺旋角 β＝14°2.按齿面接触强度设计d1≥ 32·2HEdtuTKσεφ α1）确定公式内的各计算数值（1）试选 Kt＝1.6；（2）由图 7－12 选取区域系数 ZH＝2.433;（3）由表 7－5 选取尺宽系数 φd＝1;（4）由图 7－15 查得 ε α 1＝0.75，ε α 2＝0.87，则ε α ＝ε α 1＋ε α 2＝1.62;（5）材料的弹性影响系数 ZE＝189.8Mpa 1/2;（6）由图 7－18 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σ Hlim1＝600MPa；大齿轮的解除疲劳强度极限 σ Hlim2＝550MPa ；（7）由式 7—17 计算应力循环次数N1＝60n 1jLh＝60×411.4×1×10×16×300＝1.18× 109N2＝60n 2jLh＝60×(411.4/3.5)×1×10×16×300＝3.38×10 8（8）由图 7-19 查得接触疲劳寿命系数 ZN1＝0.98；Z N2＝1.07；（9）计算接触疲劳许用应力：取安全系数 SH＝1，由式（ 7－18）得[σH]1 ＝0.98 ×600MPa＝588MPa；[σH]2 ＝1.07 ×550MPa＝535MPa；齿轮精度等级选用 8 级精度；小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度为280HBS，大齿轮材料为ZG35CrMo（调质） ，硬度为 240HBS7按齿面接触强度设计2）计算：(1) 试算小齿轮分度圆直径 d1t:d1t≥ 3 21·2HEdt ZuTKσεφ α= =59.69mm3 258.1943.62580.(2) 计算圆周速度 :v= = =1.29m/s1062ndtπ 1064.59π (3) 计算纵向重合度 ε β :；59.14tan238.tan38.1  oZd(4) 计算载荷系数 K：已知载荷平稳，所以取 KA=1；根据 v=1.29m/s, 8 级精度，由图 7—7 查得动载系数 KV=1.12；由表 7—8 查得 Kβ =1.08由表 7—3 查得 Kɑ=1.4。

故载荷系数K=KAKVKα Kβ =1×1.12×1.4×1.08=1.69（5）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径：d1= = mm=60.8mm3/tt 36.1/95.6（6）计算齿宽 b：b=φdd 1=1×60.8mm=60.8mm（7）计算模数 mn：mn = mm=2.95 取 mn=3mm1coszdβ20cos146.83.按齿根弯曲强度设计d1=60.8mmmn =3mm8按齿根弯曲强度设计mn≥ 321·cosFSadYzKTσεφ βαβ1）确定计算参数（1）计算载荷系数：K=KAKVKα Kβ =1×1.12×1.4×1.08=1.69（2）根据纵向重合度 ε β =0.318φdZ 1tanβ=1.59，从图 7－14 查得螺旋角影响系数 ：Y β ＝0.88;（3）计算当量齿数:Zv1=Z1/cos β =20/cos 14 =21.89；33Zv2=Z2/cos β=70/cos 14 =76.63；4）查取齿型系数：由表 7－4 查得 YF1=2.80；Y F2=2.24；（5）查取应力校正系数：由表 7－4 查得 Ys1=1.55；Ys 2=1.75；（6）计算[σ F]：由图 7—16 查得弯曲疲劳强度极限：σ Flim1=550Mpa；σ Flim2=440MPa；由图 7—17 查得弯曲疲劳寿命系数：YN1=0.88；Y N2=0.90；取 SF=1.25；[σ F1]= σ F lim1 YN1/SF=550×0.88/1.25=387.2MPa；[σ F2]= σ F lim2 YN1/SF =440×0.90/1.25=316.8MPa；（7）验算齿根弯曲疲劳强度：σ F1=KFtYF1YS1Yβ /bmnε ɑ=97.58MPa；σ F2=σ F1/(YF1YS1)×YF2YS2=88.13MPa；KAFt/b=2×1×/（60.8） 2=73.47N/mm<100 N/mm,计算得弯曲条件满足;( 8 ) 设计计算 :mn≥ =2.9832.012·6.103584cos69.2齿数：9几何尺寸计算选精度等级、材料和齿数对比计算结。