同轴式二级圆柱齿轮减速器,课程设计
机械设计课程设计 计算说明书 设计题目 同轴式二级圆柱齿轮减速器 机电工程 院(系) 班 设计者 指导老师 __2011_年 1 月 13 日 书目 1. 题目及总体分析…………………………………………………2 2. 各主要部件选择…………………………………………………2 3. 选择电动机………………………………………………………3 4. 安排传动比………………………………………………………3 5. 传动系统的运动和动力参数计算………………………………4 6. 设计高速级齿轮…………………………………………………5 7. 设计低速级齿轮…………………………………………………10 8. 减速器轴及轴承装置、键的设计………………………………14 1轴(输入轴)及其轴承装置、键的设计………………………15 2轴(中间轴)及其轴承装置、键的设计………………………21 3轴(输出轴)及其轴承装置、键的设计………………………27 9. 润滑与密封………………………………………………………30 10. 箱体结构尺寸……………………………………………………30 11. 设计总结…………………………………………………………31 12. 参考文献…………………………………………………………31 一.题目及总体分析 题目:设计一个带式输送机的减速器 给定条件:由电动机驱动,运输带工作拉力为2600N,运输带速度为1.1m/s,运输机滚筒直径为220mm。 自定条件:工作寿命8年(设每年工作300天),四年一大修,两年一次中修,半年一次小修,连续单向运转,载荷平稳,室内工作,有粉尘 生产批量: 小批量生产 减速器类型选择:选用同轴式两级圆柱齿轮减速器。 整体布置如下: 图示:1为电动机,2及6为联轴器,3为减速器,4为高速级齿轮传动,5为低速级齿轮传动,7为输送机滚筒。 协助件有:视察孔盖,油标和油尺,放油螺塞,通气孔,吊环螺钉,吊耳和吊钩,定位销,启盖螺钉,轴承套,密封圈等.。 二.各主要部件选择 目的 过程分析 结论 动力源 电动机 齿轮 斜齿传动平稳 高速级做成斜齿,低速级做成直齿 轴承 此减速器轴承所受轴向力不大 球轴承 联轴器 弹性联轴器 三.选择电动机 目的 过程分析 结论 类型 依据一般带式输送机选用的电动机选择 选用Y系列(IP44)封闭式三相异步电动机 功率 工作机所需有效功率为Pw=F×V=2600×1.1m/s 圆柱齿轮传动(7级精度)效率(两对)为η1=0.992 球轴承传动效率(四对)为η2=0.99 4 弹性联轴器传动效率(两个)取η3=0.992 电动机输出有效功率为 要求电动机输出功率为 型号 查得型号Y112M-4封闭式三相异步电动机参数如下 额定功率\kW=4 满载转速\r/min=1440 选用 型号Y112M-4封闭式三相异步电动机 四.安排传动比 目的 过程分析 结论 分 配 传 动 比 传动系统的总传动比其中i是传动系统的总传动比,多级串联传动系统的总传动等于各级传动比的连乘积;nm是电动机的满载转速,r/min;nw 为工作机输入轴的转速,r/min。 计算如下 (两级圆柱齿轮) 五.传动系统的运动和动力参数计算 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 、 、 、 。 轴号 电动机 两级圆柱减速器 工作机 O轴 1轴 2轴 3轴 4轴 转速n(r/min) n0=1440 n1=1440 n2=371.13 n3=95.65 n4=95.65 功率P(kw) P0=3.07 P1=3.04 P2=2.98 P3=2.92 P4=2.86 转矩T(N·m) T0=20.35 T1=20.15 T2=76.62 T3=290.62 T4=285.55 两轴联接 联轴器 齿轮 齿轮 联轴器 传动比 i i01=1 i12=3.88 i23=3.88 i34=1 传动效率η η01=0.98 η12=0.98 η23=0.98 η34=0.99 六.设计高速级齿轮 目的 过程分析 结论 选 精 度 等 级 、 材 料 和 齿 数 1) 选用斜齿圆柱齿轮传 2) 选用7级精度 3) 材料选择。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,二者材料硬度差为40HBS。 4) 选小齿轮齿数Z1=24,大齿轮齿数Z2=i1·Z1=3.88×24=93,取Z2=93。 选取螺旋角。初选螺旋角 螺旋角: 目的 过程分析 结论 按 齿 面 接 触 强 度 设 计 按式(10-21)试算,即 1)确定公式内的各计算数值 (1)试选 (2)由图10-30,选取区域系数 (3)由图10-26查得 (4)计算小齿轮传递的转矩 (5)由表10-7选取齿宽系数 (6)由表10-6查得材料的弹性影响系数 (7)由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲惫强度极限,大齿轮的接触疲惫强度极限 (8)由式10-13计算应力循环次数 (9)由图10-19查得接触疲惫强度寿命系数 (10)计算接触疲惫强度许用应力 取失效概率为1%,平安系数为S=1,由式10-12得 目的 过程分析 结论 按 齿 面 接 触 强 度 设 计 2)计算 (1)试算小齿轮分度圆直径,由计算公式得 (2)计算圆周速度 (3)计算齿宽b及模数 (4)计算纵向重合度 (5)计算载荷系数K 已知运用系数 依据,7级精度,由图10-8查得动载荷系数 由表10-4查得