二级圆柱直齿轮减速器设计说明书.docx
机械设计课程设计设计题目二级圆柱直齿轮减速器学院（部）机电工程学院专业班级机械学生姓名学号指导老师（签字）2013年05月16日书目第章机械设计课程设计的目的其次章设计条件及要求第三章确定额定功率，选择电动机第四章V带和带轮的设计第五章齿轮的设计第六章轴的设计第七章键的选择与校核第八章轴承的选择与校核第九章箱体及其附件设计第十章总结第十一章参考文献第一章机械设计课程设计的目的机械设计课程设计是机械类专业和部分非机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性教学环节。其基本目的是：<1）通过机械设计课程设计，综合运用机械设计课程和其他有关选修课程的理论，结合生产实际学问，培育分析和解决一般工程问题的实力，并使所学学问得到进一步巩固，深化和扩展。（2）学习机械设计的一般方法，驾驭通用机械零件，机械传动装置或简洁机械的设计原理和过程。（3）进行机械设计的基本技能的训练，如计算，绘图，熟识和运用设计资料（手册，图册，标准和规范等）以及运用阅历数据，进行阅历估算和数据处理等。其次章设计条件及要求设计条件：输送带工作拉力：F=2400N;输送带速度：V=0.75ms:毂轮直径：Q=330wr：传送带主动轴所需扭矩：670N.ni工作环境:清洁;载荷性质：有轻施：工作时间：“日：工作寿命：8年设计要求：用于带式运输机上的二级绽开式圆柱宜齿轮减速器，运输机连续单向运动。载荷不大，用于中小批量生产，限用期八年，按每天工作16个小时两班制计算。用于多尘环境下。零号装配图纸一张，三号零件图一张，电子版说明书一份。第三章确定额定功率，选择电动机已知所需有效弯矩T=670较轮宜径D=330mm带速v=O.75ms工作机毂轮转速n=60×0×vD=43.4rmin111P=FV得P=TV/2×1OOOD=7OOX0.63/1000XO.33=3.O5KW3=0.99联轴器效率4产098每对轴承连接效率%=0.97闭式圆柱齿轮的传动效率/4=0.96带传动效率,7=i×7*×7x4=0.85电动机功率为Po=P,=3.050.85=1.69Kw额定功率P*<1-1.3)P.则取Pfs=4kW由指导书查表得闭式圆柱齿轮传动比为3-6V型带传动比为2-4由ia=ii1.则18id144由nt=n©xi总则781.2n.t6249.6rmin初选电动机转速为1440rmin查表得选定Y112M4型电动机具额定功率为4KW二，确定传动装置的传动比并安排给部件传动比电机传动功率主轴转速工作状况系数4kw1440rmin1.2总传动比i=n,1.nh=1440/43.7=33.18暂定i皆=3.4减速器齿轮的总传动比it=i/i9.7589高速级、高速级分别为i-i2对于二级圆柱齿轮减速器可取i=(i.3-.5)i1由此可取得i=350,i2=2.79三.计算传动装置的运动和运动参数1 .计算各轴转速：I轴n,=nJi皆=1440/3.4=423.53rmin11轴n2=niwii=14403.4×3.5=121.O1.rZminII1.轴11s11Mi哲i<nii»2=1420/33.18=44.4rmin2 .计算各轴输入功率：I轴P1=P电X小X",=40.980.96=376KWI1.轴P2=PX2X产3.76x0.98X0.97=3.58KW川轴P3=P2Xt1.i×,=3.58×0.98×0.97=3.40KV3 .计算各轴扭矩：T=9550Pn=95503.76/423.53=84.85N.mII轴T2=955OP2n2=955O×3.58/121.01=282.32N.nHI轴T3=955OPn3=955O×3.40/44.4=748.27N.n第四章V带和带轮的设计已知条件:电机传动功率主轴转速工作状况系数4KW1440rmin1.21 .计算功率Pca为:Pe=KP=4x1.2=4.8KW2 .经查表选取A带令dM=118mm3 .i1.1.V1.=乃CUn*/60000得v1=-d,t1.11160000=3.14×118×1440/60000=8.9ms带速在525ms范围内，合格！由&t=i"d,1得in=3.4,dd=i帝dj2=401.2mm经查表得dd2=400mm4 .初步选取中心距：i1.1.0./(d1÷d1.z)3o2(du+d1j;)得362.6mmao1.O36mn令引取800mm计算带长:1.do=23<>+n(d111+c1.u)2+(d1n-d1.11)'/4o=1600+813.67+24.852439mm经查表得1.1=2500mmk1=1.09确定中心距：a=a+(1.-U)/2=800+30.5=83OmnI则中心变动范围：a,111=a-0.O151.,=a+0.031.1.=905mm5 .计算包角：包角以产180-57.3(ddj-1)a=160.53ft90则合格6 .经查表的K,=0.95VP=O.17,则传送带数Z为：由z=PePr=K,Pkuk(Po+<P)=1.2×4(1.92+0.17)×0.95×0.962.21取Z=37 .初拉力(FII)BIiI=500Pz(2.5-KjKazv+qv2经查表得q=0.1则(Fo).1.n=500×4.8×(2.5-0.95)/0.95×3×8.9+0.1×8.92=154.6N应使带的实际初拉力R(F0)min8 .计算压轴力FP压轴力的最小值为(Fp)in=2Z(Fo)111i11sin2=2×3×154.6×sin1.60.53/2=914.3N9 .带轮的设计(略)第七章齿轮的设计一.齿轮Zi,Z2强度校核1 .选定齿轮类型。精度等级。材料级齿数1）依据传动方案。选用宜齿圆柱齿轮传动2）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度3）材料选择选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS二者材料硬度相差40HBS4）选小齿轮的Z1=24大齿轮齿数Z2=3.50×24=842 .按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算小，=23服雨.厢J（1）硬性公式内各计算的值1）试选载荷kt=1.32）计算小齿轮传递转矩9549XIO(X)XPi423.53=84850f三3）由表10-7选取齿宽系数d=14）由表10-6查得材料弹性影响系数Z=189.8M-Pab25）由图10-21按齿而硬度查得小齿轮接触疲惫强度极限,1.1.mI=600MPa:大齿轮的接触疲惫强度极限m2=55OM46）由应力循环次公式jV=6011J=6()×423.53×1.(2×8×365×8)=I.I87xIO''7）由图10-19取接触疲惫寿命K"z=0.90Km,=0958）计算接触疲惫许用应力，取失效概念1%,平安系数S=I卜=K"'6m2=095550=5225MPQS（2）计算1）计算小齿轮分度圆直径dn,代入口,中比较小的值N罟掌阖3怦件吟圜）2）计算圆周速度V60x10003.1461,594X423.5360XI(XM)=1.366，/S3）计算齿宽bb=tid=1×61.594=61.594w?4）计算齿宽与齿高之比2h包=旦丝=2.566齿高h=2.258/n=2.25×2.566=5.17mm=10.675）计算载荷系数依据，=1.366Ms7级精度，由图10-8查得动载荷系数k>=1,08直齿轮h=h<=由表10-2查得好用示数心=1由表10-4用插值法杳7级精度小齿轮相对支承非对称布置时Amw=1.421由2=10.67,faw=1.421h查图IO-13得re=1.35载荷系数：k=kkvbrh=I×1.08×1.×1.421=1.5356）按实际的载荷示数校正算得的分度圆直径<h=4.=61.594=65.0977）计算模数Ji65.097，=2.71力243 .按齿根弯曲强度设计由式10-5得弯曲强度的设计公式为MZN>）（1）确定公式内各计算数值1）由图10-2OC查得小齿轮弯曲疲惫强度极限g=500MPa大齿轮的弯曲强度极限a，：=380P.2）由图M8取弯曲疲惫寿命系畋:二黑3）计算弯曲疲惫许用应力取弯曲疲惫平安洗漱S=1.4ct=2、'；上=303.57AfPa>2=K''"=238.86ZS4)计算载荷系数K=KKKfKy=1.×1.08.35=1.4585)查取齿形系数由表10-5查得匕.,=2.65K.,=2.2166)查取应力校正系数由表10-5查得K,=1.58K.,=1.7747)计算大、小齿轮的K.K.¥T并加以比较丫小:2.65x1.58国303.57=0.01379匕“匕，=2.216x1.7762238.86大齿轮的数值大(2)设计计算2X1.458X»48501×242-×0.0IM8=1.92"对比计算结果，由齿面接触疲惫强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲惫强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所确定的承载的实力，而齿而接触疲惫强度所确定的承载实力，仅与齿轮直径有关，可取弯I1.1.1.强度算得的模数1.43,并近圆整为标准值m=2.5mm按接触强度算得的分度圆有径法=65.097，算出小齿轮齿数7小65.097Zi=-=26.0326m2.5大齿轮齿数Zz=3.50x26=914 .几何尺寸计算（1）计算分度圆直径d=Z1.m=26×2.5=65mm（h=Z=91×2,5=227nm（2）计算中心距a=竺22Z=146nun（3）计算齿轮宽度b=如I=I×65=65Wj取区=65inn.Bi=TOnvn二.齿轮Z3,乙强度校核材料选择选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。二者材料硬度相差40HBS选小齿轮的乙、=28,大齿轮齿数Z4=2.79×28=78.12,Z4=781.按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算2.32停陶廊J（1）确定公式内各计算的值1）试选载荷"1.32）计第小齿轮传递转矩=282320N"imT9549100()×P2Ti=121.013）由表10-7选取齿宽系数6d=14）由表10-6查得材料弹性影响系数Ze=1898M-Pa-5）由图10-21按齿面硬度
