二级减速器展开式课程设计.docx

冬航N营大孝精密机械程设计2011年3月13日目录一、设计任务书3,、传方的比车乂和匕tfttfftft(tfaB<(a3三、装置的各级传动比安排4四、各轴的转速、功率、转矩4五、电动机的选择6六、齿轮的选材、设计计算及校核6七、各段轴的设计计算及校核13八、滚动轴承的选择计算及寿命校核22九、联轴器的选择及校核23十、键的选择与校核24十一、箱体的尺寸设计及计算27十二、尺寸公差设计28十三、减速器的技术特性、润滑方式、润滑剂及密封件的选择32十四、参考文献34.一、设计任务书（一）、设计课题：二级圆柱直齿轮减速器的设计（二）、技术指标：（1）减速胧输出功率：1.95.2.66、3.54kWo（2）减速器的输入轴转速：940rmin或960rmin.（3）总传动比:i=10°（4）运用寿命10年,每年工作250天,每天工作8小时.（5）双向传动（传动无空回），毂荷基本稳定,常温下工作。二、传动方案的比较和拟定（一）、拟定设计方案：1.绽开式特点：输入输出轴不在同一方向，结构简洁，非对称分布，轴向尺寸小，径向尺寸大。2.同轴式特点：输入输出轴在同一方向,轴向尺寸大,径向尺寸小,中间轴较长，刚度较差。（二）、选择设计方案：依据老师分组要求，选择绽开式方案。简图如下：2NT工伸帆I其特点为：它具有固定的传动比,结构索凌、机体封闭并仃较大的刚度、传动牢弁:绽开式由手齿轮相对于轴承为不对称布置，因而沿齿向教荷分布不匀称，耍求轴有较大的刚度.三、装置的各级传动比的安排高速级的两齿轮分别为齿轮1和齿轮2,低速级的两齿轮分别是齿轮3和齿轮4高速级的传动比为心，低速级的传动比为i34.总传动比i=10,is=（1.3-1.5）i34此处选择计算如下：ii2«1.5iMn三1.S三3.87iw=2.58四、各轴的转速、功率和转矩（一）、各轴的转速n：因为n=960rminnx=ni3=96r.'minn=m*im=256.32rmin（二）、各轴的功率P:设输入轴的功率为P”中间轴的功率为P2,输出轴的功率为P”已知工作机的功率为P=2.66kw;由P1.=P：Pz三P1.11;P3=P2nr.；Pg=P3nr；式中n一一联轴器效率（0.99）力对轴承效率（0.97）If-高速级齿轮传动效率0.97）%低速级齿轮传动效率（0.97）P一一电机输出效率TP一一额定功率（应稍大于所需功率）则可计算出p=3.13kw,/»3.IOkw,A=2.91kw,1.=2.74kw（三）、各轴的转矩T:转矩T及其分布为7；=9550000%Nmmi=1,2,3所以转矩7；-30800Nmm7;108000Nmm7；=2730OoNmm五、电动机的选择由参考资料差得，选择电动机型号为Y132MI-6,其额定输出功率4Kw,同步转速为1000rmin,质址73kg.六、齿轮的选材、设计计算及校核（一）、齿轮材料的选择：全部齿轮均取材料40Cr,小齿轮经表面淬火40-56HRC:大齿轮经调制处理后硬度为300HBW。（二）齿轮的设计计算1、确定许用接触应力：由公式IOH1.=XKH1.S”,为平安系数，对于正火、调侦、表面淬火的齿轮取1.1,对于表面滓火、渗碳、M化的齿轮取1.2。材料热处理方法齿面硬度7mm2碳钢和合金钢退火、正火、调质35OHBW2HBW+69整体淬火3850HRCI8HRC+I5表面淬火40-56HRCI7HRC+20合金钢渗碳滓火5464HRC23HRC氮化55O-75OHRC1.5HV小齿轮选用40Cr材料，衣面淬火处理由表.查出tjHIimbi=17HRC+2O=17×48+20=836N/mm2大齿轮转速较慢，同样选用40Cr材料，退火、正火、调财处理N/由表查出°H1.imb2=2HBW+69mm2=2×300+69=669%加因为51.hmb2<S1.1.imb1.,所以取1.1.imb=669N/,/mm'G）寿命系数KH1.=%净且际=60nt（齿轮每转一周，各轮齿只哦合一次时，轮齿的应力循环次数为M,n为齿轮转速，t为工作总时数）对于大齿轮，由上图得NID=2.5×IO7M-60X256.32×10×250×8=307584000>.所以取KH1.=I对于小齿轮，同样由上图得N“产7X107乂N,=960*60*8*250*10=1.152XIO9>取KH1.=1则瓜终可用Ej=s×Km-669/1.1X1608<836/1.2X1=696.67%而2、确定许用弯曲应力1.1.111.=XKFCXKF1.材料热处理方法硬度F1.imb1.齿面齿心碳钢(40、45)合金钢(40Cr.4OCrNi)正火调制18O-35OHBSI.8HBS合金钢(4OCr.4()CrNi、4()CrVA)整体淬火45-55HRC500合金钢(40Cr,40CrNi、35CrMo)表面淬火48-58HRC27-35HRCx)合金钢40Cr.40CrVA,38CrMoAIA)氮化550-750HV2540HRCI2HRC+300合金钢20Cr、20CrMnTi)渗碳淬火5762HRC30-45HRC750大齿轮采纳正火、调成处理:%mb=1.8X300=54。%M取平安系数，=2,轮齿双面受我时的影响系数，轮齿单面受载时（正、反向传动的齿轮）K1<=0.7寿命系数K“=懈NkM*106数荷稔定的状况下：Nm=M=60*256.32*250*10=3.08*108取KH=I所以得：°F2=540/2×0.7X1=189小齿轮采纳表面淬火处理rtN/mnF1.imb=600/取Sf=2KXO.71=Mii=1.152×IO9所以取K=1所以得：fFi1.-6002*0.7*1.=21()Nmm2所以，最终取SF1.=I89%“,3、求齿轮的基本参数分度B1.直径：由式/Kf至+1,/T1=3.08*104Nmmu2=i2=3.74初步计算时，取Kd=84'Z/2,(Pd=O.8,由图得，K1.,=1.07载荷集中系数代入公式计算得：d=44mm.ch=d*i2=165mm齿宽：t>2=d*(Pd=40mm,b=E+(35)=45nn中心距：a=1.2(d+d:)=1(W.5=150mm。模数：m=(0.015-0.03)*a1-1.575-3.15.取m1.=2.5齿数：Z)=dm=18.z2=dMm=664、验算弯曲应力：齿形系数曲线2T,Kt1.Kv由式Of=Yfrndd由X=O可从上图中查得Z=18,11=4.1.3,Z2=66,Yt75,且Kv=1.I8（此处选择齿轮为8级精度，且算得其圆周速度v=rdm/60/1000-2.21ms,再Ih查表得出）因50.8=,1/Yf1.>f2/r,=5O.4故应验算大齿轮的弯曲应力因为是软齿面，所以KP=1.O7代入公式易得：5=75.33Nmm2V89Nmm2所以弯曲强度足够。5、殴算接触应力:由式。H=ZHZEZfKpv+1<>3d取ZH=1.76,Ze=I（直齿轮,Ze=27I（钢制齿轮）由下图得kv=1.18（8级精度齿轮），又K（M.07u=i=3.74d=44mmCPd=O.8求得°H=573.6Vmm2V608f7mm2,所以接触强度足够.512级精度齿轮动载荷系数（二）低速级齿轮传动设计：低速级齿轮传动的设计思路与级高速级的设计思路相同。1、确定许用接触应力：小齿轮采纳表面泮火处理，大齿轮采纳正火调质处理。112=256.32rminnmbi=836mm26“”二669%川因为M即取K1.儿=1则最终可得E1.1.=至-XKm=669/1.1X1=6082、确定许用弯曲应力1.1.111.=XKFCXKF1.Himbi=600N/mm2fFi1.=6002*0.7*1.=210N/mm2F111>b2=1.8*300-510V,/nmK2k51.O2*O,7*I=189V，/mm所以，最终取”1=189%111123、求齿轮的基本参数分度圜直径：由式4=JZKE、.总里WnE；/得d=64nmd2=d*i23=1.7011m齿宽：E=d*tPd=65mm,b=b2+(35)=70mm。中心距：a=1.2(d+d2)=1.1.7mm。模数：m=(0.015-0.03)*a-2.5齿数：Z=d3m=26z4=<1.n=684、验算弯曲应力：ZT1K1.tKv由式dYF；由X=O可从图中查得Z1=26.5=3.87Z=68,%广3.75且Kv=I.18因54.26=把>1=50.8故应验算大齿轮的弯曲应力因为是软齿面，所以KP=I.09代入公式易得：»2=158N/mm2<1.89%m2所以弯曲强度足够。5、验算接触应力:由式，=ZHZEZ7黑手=575.67/,<608/mm'/mm所以接触强度足够，（三）齿轮其他参数的确定:I、齿顶高：hu=h=m=2.5mm,h.Fh,1.=m=2.5n2、齿根高:h1.=hrj=1.25m=3.125mm,hs=h11=3.125ran3、全齿高：1.=2.25m=5.625mn.h22.25m=5.625M4、顶隙：C1=0.25m=0.62511w,c,=0.25m=0.625mm5、齿顶圆直径:da=d+2h=49mmd112=dj+2h112=17Omm<1.=d4+2hj4=1.75mmd=d>2hfi=158.75mmdf>=d4-2hf1=163.75mm<1.=d.+21.u=69mm6、齿根圆直径:dft=d-2hf=37.75mmdf=d-2h=57.75mm7、齿距：p1.=11m=2.511,p,=11m=2.511七、各段轴的设计计算及校核（一）高速轴（输入轴）设计依据P=3.IOkwn1=960rminT1=3O8N*11d=c77查表的得C=I1.O计算得轴的酸小直径d=16.26三1、轴的长度设计AB段1为轴径最小段，且要与联轴器相联，包表选用H1.J弹性柱销联轴器（轴的转速大,可隔离振动和冲击得4=20三,1.1=52un.选择A型平键b×h×1.=6×6×40un.BC段；需有一个定位联轴器的轴崩，且