二级减速器课程设计.docx

2010/2011学年第1学期机械设计基础课程设计题目名称绽开式二级圆柱齿轮减速器学院（系）机电学院专业材料成型机限制工程班级08级01班学号0800102姓名幽指导老师高瑞贞河北工程高校2010年11月设计题目，二级减速叁设计数据：运，带传递的有效圆周力F=2850N运输带速度V=O.8511s滚筒的计算直径D=41Omo设计要求I原动机为电动机，齿轮单向传动，有稍微冲击.工作条件：工作时间10年，每年按300天计单班工作（每班8小时）.传动示意图如下：J1.一、3二、确定传动装Jt的总传动比和安排传动比3三、计*传岫算的J和动力»4四、y¾H4五、af1.¾¾H5大、t7八、读动融承的遗，及校核计售错误!未定义未定，FS1.FS2*ft63FR*ft63x9033S*S69N错沙！卡定义抄'、九、的错误!未定义书定，十、¾t机体ttR寸143、*倒构感具有良好的工艺性154-、各十数17十二、小节19十三、X19出!电机1.工作机所需功率P1廿CFV28MoBS_,PS=TZn：=-T7Z7-=24225kw.1一带传动效率：0.9S口2每对轴承传动效率：0.99113圆柱齿轮的传动效率：0984院传动效率：0.97电一联轴器的传动效率：0.99116一卷筒的传动效率：0.96说明：,电机至工作机之间的传动装置的总效率:nM-»ii»ni«n!«n«*n5*»k-950.9960982*0.97*099*0.96-0.792P*m-p-2kw-36kwE1.11a0.792Pi1.=P=K1.361.4kw三4284kwP.b4QIcw,Wttn1440rm1.n601000>voonASn410=39.61r/min查机植设计课程实际第7页表21：取V带传动比i三24,ft½i三80,雷轮传动比1,36所以电动机转速的可选范B1.是I的=nfftffi0=159338232m1.n初选电动机同步转速为1440rm1.n依据电动机所需功率和转速查手册第167页表12-1查出电动机型号为Y112M-4.其定功率为4.0KW,工作，出功率为2.4KW.基本符合所需设计要求.二、确定传动装的总传动比和安排传动比.总传动比，I=曰=-3635平均传动比Ii干绚=2S三Z45S屐=0.792P,.=2.42KWN=MIOrZBinig=36.35i.=1.89%牝=3.01*2=321.=20安排传动比：取i.1.89,i.2Aia-3,ttft2-321三s计算传动装的运动和动力“敏格传动"各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轨1.各轴转建,111三-,761.9rn1.nB.1.ovM14401*1.m18930三25197rmin“3=1.kj=1.B3032;79.12rmin2各轴入功率，P1=Pe1.h2=3.060.950.99=2377kwP2-P1.3-277）9920,98-Z76kwPj-P2*1.3-27609920.98-2SKW3各轴入转矩：T1.=9S501.=3606Nmn>T2-9S50*，:-103.78NmT3=95501936Nm四、设计V带和带轮11设计V带1)计算设计功率E由表87得，KA=1.1.则计算功率PdPd=KA叩IMI=1.4kw=4.4kwft三Pa三4.4kwnima三1440rmin,2）选界常型由图8-12,选舞A型V带，dm1.n三7Sm11u取dn=212mm3）选取带轮基准直径dd2-nddt-1.1.2-2118mm.由表8取dd2*236mm.4）总算带速带速在425m/s范B1.内，合适5)确定中心距a和带的基准长度1.d初步选取中心更ao«450mm符合07(dn+d<z)Va0<2(d1+dd2)由式(8-26)得带长t1.dOH2+(dd,+dd2)+J1-245O+(112+212)Q12T12)2*4450三1414.16nun由表8-2取1.d=I600mm计算实际中心距，A-¾dd1.+dd2>-(112+212)-2723mma=543.36rimB»W如=!仪2力空250mm88a三A+v'A2-B三54336nun取a三510mm6）小带轮包角由式83得，三180-157.3'-167'54>120'.a7）确定带的根数Z因d11=112mm,-:：；：>1.89,v三844ms,由衰83三H5P0=1.6kw由我&4查得：AP°-09因三167'54,由表&5三E得：Ka-0.965,Z=3因1.d=I600mm,由表86查得*K1.=0.99由式828得Iz能,3必取Z"3根.rrQ÷BJKCKI8）确定初拉力由式8-30得单根一般V帝的初拉力Fe=145.3NF0三SOO+qv2=14S3N.Ff=866.65N9）计算压轴力由式8*30,得压轴力Fq-2ZFn三2314S3-866.65N五、齿轮的设计1.高速级a选界材料及确定忤用应力依据题设条件，由IK本表，3,大、小齿轮均选用20CrMim物渗破淬火，三562HRC.由BB529c看得专曲疲叠极限应力。FUm=«0MpaI由KS>32c查得接触疲叠极限应力。HUmTSooMPa.b.按齿轮学曲奥色强度计算齿轮的模数m“mn1261原帝花（1）确定许用弯曲应力。FP按式（529）计算，取YST=20,SFmiI,-ZO,Yx=1.1.YN=ISM11,-!11vHynw*52x1.x1._450MPaJFm1.n*Z1=20(2)小齿轮的名义转矩T1=Se.OeNm(3)逸取IUf系数K因为是斜齿轮传动，故选取K=1.3(4)初步选定/轮的介数Z1.三20>Z2三iZ1.>60>1三0=15,»U"3(5)一定复合齿彩系数丫因因大、小齿轮选用同一材料及热处理，Nrp相同，故按小惊轮的廉合齿形系数带入即可.而zv>""22由图526查得YFST34(6)确定重合度与旋角系数Ys0初选旋角F=I5，则-JJ0152>按式出有£Va=1.88-3.2(+)cos三1.88-3.2+)cosIS4=1.63m=2b2=22rrrnb-30m11d1.=41.491wnd2-124.481m11中心距a=73Bm由图S261E得Yse=066,将上述各H代入求n0式中，Wmn=,>1.cos2vv<p.31336.06cos1.S*4-.z,r.，12.6-YfsYs6=12.64.34*0.65=1.4mmQ，闭SP2VQO.S2O2O45O按表54取标准模数mn=2mm.则中心距mZj+Zi)2cos取a>73mm,M2(20÷60jcc2c1.nFe2皿cos=:5ij泮%4,=15.452'(7)计算传动的几何尺寸d"i=41.494mm,d2124.481mm,1 cos0.964，cosb2=dd三0541494三20747mm,b2=22mm.bj=b2+(510)=2732取b=30mmc.校核齿由的按触疲量强度由式(5-40)可知.GH=IO9eZ*J箫,誓®hp取Zt=0.88,Ze=189.81Pa,(ThT09.189.80.88J就涝用MPa=740MPa面许用Ifeh应力。UP按式(530)计算，*S1.1.mtn-1.5,Zn三1,Zw=1,d.=45.5mndd=128.5mn°，(If=38,5Hfnhdt=121.5mmJ1.CHP=#17n7w=半T1=100OMPa,¾m1.>5因CH<GHP，故接触毁鱼强度足2 .低速级a选界材料及1定许用应力依IWB设条件，由课本赛+3,大、小齿轮均选用20CrMim物>碳淬火,硬度56-62HRC.由图S29c1.E得号曲疫惫极限应力行|UnT50MPa;由图5-32c查得接触寂量极限应力。HUm=ISOOMPab.按齿轮专曲疲聋强度计算恰轮的模数m“m"126深箫(1)确定许用马曲应力。FP按式(529)计算.取Ys=2,SFmE=20,Yx=bYn=1«Wctfpiiyn1.三2i?×1.×1.-450MPaSFa1.1.I1.Z(2)小齿轮的名义转矩T2-10178Nm(3)选取晚药系数K因为是川愉轮传动，故选取K=1.O(4)初步选定世轮的弁数Z3三25,Z4-IZ3三0,IK1.O5=15*,u-321(5)确定现合齿形系数Yfs因大、小齿轮选用同一材料及热处理，则,P相同，故按小雷轮的复合曲形系数带入即可.而Zv3-277.由图$26«#Yrs-4.17.(6)确定合度与旋角不数Ysq初选旋角。=15，Mk-F三8a77'按式S12a)有z3=2SZs-SO,三05=15'-32(+)1.cosp=88-32(+)1.cos,5'=1.67由图S26叠得Ys6=064.将上述各“敷代入求m1.1.式中.得mn=C/,JKT2COS2.r-r.c,>11.3*103.7a.cos1.S.一,.-12.6-_-YfsYss=12.6),4.170.64=1.68mmq11(FS邓QO.52525I5O按衰54取标准模效mn三2mm.则中心距a三109mm2(23+80j.4w-2coCOS=视萨Q裳：；2-皿9633=15.57°(7)计算传动的几何尺寸%句=22Scos0.963351.905mm,d,三三16695mn,d3=SI.905mmd1.166a095mmb3a"25953mmb4=28mm2；(Toe7mm,取a-109mm,Mbt三dd3=03*S1.905»25.9S3inin»取b.,=2mm.b3=b4+(510)=3338.9tb1.a35mmc枚核齿SI的按触疲量遢度由式(5-40)可知，H109ZEze捣一p取7,=0.88,Ze=189.8,MPa,11h-109189.8*088,2V5i8'¾MPa=881.73.MPa面许用接触应力。“P按式(530)计第取SHmm=1.5,ZE,Zw=1,hpZNZW=粤】1=100OMPa,mU1>因。H<OHP，故接触痕*强度足，六、 集设计1 .选舞候轮齿数Z1、Z2依据传动比i=2,估计候速'在00.6nVs范*由表8-15选取小倭齿敷Z=13,大倭齿数Zz=iZ=34V12O,合适.Z1=13Z2=342 .确定计第功率PC始终或带变更小，由表8-12查得Ka=IQ故Pc=KP3=2.65kw3 .I1.定中心距a1>及使节数1.P初确定中心昆皿=（3050）p,*a0=30p.由式840求1.P“争空÷（铝Y产（*）2舒8取1.p=864 .确定处条型号和节距P看先确定系数勺、3、Kp,依据集通估计健传动可研生传板鹿鱼破坏，由表8-13会得小倭轮齿数系数KZ=0.887,由图8-26查检K1.=0.95,考虑传递功率不大，故选单排候，由表«14查得KP=1.0.P=2.65kw1.P=«6所需传递的定功率%=s=kw=31.4kw由表X-24选算读于健型号为16A,使节距p=25.4mm“2547912-601000-=0.6ms在估计范围之内.5 .KSttM1.=2.18mma=765.24mmF=4416.67NFq=5300NF1.1.-173aNFr1.三65671NFa1.=484306 .现定健长1.和中心JEa5=宣=2."闱（1.厂空）+届三町-8（铝Y当（86-手）+加-广8段训=765.24mm7 .求作用在轴上的力工作拉力F=I（M）=10<3瓷N=4416.67'取压轴力系数为1.2,压轴力Fq=1.2F=53OO8 .选舞涓滑方式依据俄途七、 轴的设计I轴，1.选异轴的材料该轴特殊要求，因而选用朋处理的45辆，由表12-1知,b650MPa.2.初步估计轴径a）求齿轮上作用力的大小用周力FU若也=1738Q8N<h径向力F”包Wn-6567INCoeP轴向力Fa1.-F,1.tan三48430b)C)求轴承的支反力水平面上支反力Fr-S25.47N,Frb-Fh-FRA121Z61N垂直面上支反力FRA-164G64N,Frb-1238Nd)求学知水平固上的弯炬M-Frbc-40Nm奉直面上的弯炬M1.-TaONmMZ=10Q5NmM3三Frbc合成穹炬MC1.YM2+M-49.4NmMc2=Jm2+M22三M7Nme)a®T,-36.06Nm0当专短因单向回转，视转矩为脉动循环，=.11.b0)b,已知ObYoMpa,t.12-1,.b=59MPa,(01.b=98MPa,Ma=52=0.602.T1=0.602*36.06=21.74Nm当量弯矩Mi1.M<+(aT1)z-8a096NmM0三1.Mt22+(T)-5154NmS)由于剖面C当量穹短大，而其直径与收相差不大，故剖面C为危急剖面，<(-1.b三S9MPa,#d>1533mm选取轴的直径为0203.轴的结构设计(1)轴上零件的轴向定位齿轮的一蠡轴肩定位，另一:套筒定位，装拆、传力均较便利;两*轴承用同一尺寸，以便于购买、加工、安装和修理,轴承一“肩定位，一蠡轴承盖.(2)轴上零件的周向定位齿轮与轴采种Ht差接，轴承内与轴采纳茶孔制过林作(3)确定各段的轴径和长度(4)考虑轴的结构工艺性II轴：1.选好的材料1»轴屋糊睐襄求,因而选用安庾处理的45辆,由表12-1知,。bYOMPa.2.初步估计轴径a)求齿轮上作用力的大小BI用力F12=1667.41NF,j-15O91N径向力Fg=喘”=62955Nk=电器5=150981N轴向力F42-F12tan三460.91NFa3-Ft3tan-110537Nb)来轴承的支反力水平面上支反力FKB-3206N.Fr三2281.77N垂直面上支反力Fra-141296NFrb-72M1NF,2=2240.7NFr2=849SN%-6535NFu-4866.4NFr3=1845NF3=14194Nd>3011unC)求学短(1)轴上零件的轴向定位伪轮的一MHM1.WI定位，另一*套筒定位，装拆、传力均较便利,两*轴承用同一尺寸，以便于购买、加工、安装和修理I轴承一M1.轴肩定位，一端靠轴承MH1.(2) ”上零件的同向定位伪轮与轴果用*连接，轴承内与轴采纳基孔加过盐的作.(3)确定各段的轴线和长度(4)考虑轴的结构工艺性1.选舞轴的材料该轴及特殊要求，因而选用朋处理的45辆，由衰12-1知,b650MPa.2.初步估计轴径a)求恒轮上作用力的大小留用力FH=券1.=3851.53N<h径向力F“3=1455.7NCoeP转向力Fit4-F1.4tan三10732Nc)求轴承的支反力水平面上支反力Fhb=13261N,FRA=25253N垂亶面上支反力Fr-419237NFrb-1094827Nd)求学矩1056Kn19256刖水平面受力图水平面弯矩图垂直面受力图垂直面弯矩图合成弯矩图转矩图当量弯矩图水平面上的g矩M三10566Nm重直面上的弯矩M1=5033NmM2三-17S.4ZNmM3=88.95N合成穹炬Mt1.=1.M12+Mi-=20478NmMc2-Jm22+Mi2-13ai2NmO扭矩Tj三3196Nmg)当,专柜因单向回转，视转矩为脉动循环，=1b0b,已知6,-650MPa,查表12-1,Jb=59MPa,<Jb=98MPa,JUa=0.602.aT3=0.602«319.86=192.56Nm当量穹期MCI2+(a1)=5935NmMa=JMCJ+(aT1)-173.9Nmh)由于剖面C当量弯矩最大，而其直径与一收相差不大，故剖面C为危AM三>cv(<(-1.b三S9MPa,得d20mm选取轴的直径为0403.轴的结构设计(5)轴上零件的粕向定位齿轮的一拿轴肩定位，另一*拿套筒定位，装拆、传力均较便利:两轴承用同一尺寸，以便于购买、加工、安装和修理；轴承一MI轴肩定位，一蠡轴承*11.(6)箱上零件的同向定位齿轮与轴采炳平连接，轴承内与轴采纳基孔制过独栋作(7)确定各段的轴径和长度(8)考虑轴的结构工艺性八、*1卷机体结构及尺寸箱体一般用灰南H11SO或HTZOOiWift.对于K型减速外也可以采纳球一»«制造.在单件生产中，转殊是大型城速叁，可采纳焊控结构，以减轻;>.缩短生产周期.箱体结构的设计要点减速善的箱体是支持和固定轴及轴上零件并保证传动制度的要零件，其f妁占3叁总值的40%50%,因此，箱体结构对3叁的性能、制造工艺、材料滴帏、和成本等影响很大，设计时务必综合考虑，仔IB对待.*«器箱体的设计要点如下，箱体应具有足够的刚度(1)轴承座上下设Jt加强筋.(2)轴承座房设计凸台结构.凸台的设置可使轴承座旁的联接设计凸台结构襄留意下列几个问题：a轴承座旁两凸台校距离S应尽可能近.对无油构箱体(轴承采纳油滑)取SD2,应留意凸台联接螺栓(d1.)与轴承廉联接仃(d3)不要相互干涉I对有油沟箱体(轴承采纳潮t油洞冷)，取SD2>,应留意凸台检孔(d1.)不要与油沟相违，以免漏油.D2则为轴承座凸鼻的外径.b凸台高度h的确定应以保1£足彩的母藏手空间为准则.撤手空间依据修检直径的大小由尺寸C1.和C2确定.C凸台沿轴向的支度同样取决于不同检直径所确定的C1.+C2之值.以保证足的徽手空闾.但还应小于轴承座凸宽度35mnu,以便于凸立面的加工.（3）箱座的内景应设计在底部凸事之内.（4）地，栓孔应开在箱座底部凸与地基接触的部位；不能加空.（5）箱座是受力的要零件，应保证足的箱座壁厚,且箱座凸障厚度可希大于箱凸缘厚度.2、确保箱体接合面的密封、定位和内部传动牛件的润清为保证箱体轴承座孔的加工和装配的轴确性，在按合面的凸上必需设两个定位用的为保证箱I1.箱座的接合面之间的密封性，接合面凸联接检的间比不宜过大，TR不大于ISO-WOmm,并尽*称布量.假如该动轴承拳齿轮飞激的涧滑油润滑时，Ji1.箱座凸上应开设集油沟,集油沟要保证海滑沿海人轴承座孔内，再经过轴承内外!间的空隙流回箱座内部，而不应有漏油现藏发生.3、箱体结构应具有良好的工艺性（I）W造工艺性的鬟求，箱壁不宜太离.MinM8mm,以免洗"时铁水流消困难，出现充不H量腔的现象.望月应勾称和防止金JB积聚、避开产生的Ie孔、裂蚊等候陪.当箱的厚度变更较大时，应采纳平过渡的结构潴开出现货结构，因为这种结构的砂型曷碎裂，正潴的做法应联成整体箱壁沿拨演方向应有1，101，20的拨横斜度.（2）机W工工艺性的襄求釉承座孔成为温孔，量好两孔径一样以利于加工.两轴承外税不同时，可以在座孔中安装村套，使支座孔径相同，利用衬套的厚度不等,形成不同的孔径以清足两轴承不同外径的作要求.同T1.的各种加工面尽可能一样平齐，以便于一次调整刀具进行加工.加工表面与非加工表面必需严格区分，并尽量削减加工面积.因此，轴承座的外面、祖索孔、透,、吊环到、油标尺和油塞以及凸库剧HK卷孔等处均应制出凸台（凸出非加工面35mm）以便加工.（所示为轴承座凸的外面与凸台之间的合理与不合理的结构.本设通箱箱体，鼻鼻采纳mm10mm,符合标准.密封与涧滑洞滑技术的核心向J是要解决摩“一也It是我们通常所说的海滑点的润滑向，对于从事涧滑技术应用的人来誉，量关切的应当是涧清点.也It是说，不管你采纳什么样的洞滑方式，干油洞常也好，稀浦润滑也好油雾海滑也好，或者果纳油气涓滑，目的是要使洞清点始终处于佳的滴清状态.那么，海常点究竟襄什么样的清清泥？是不是油加得越多越好啊？回答是否定的.涧清点,也就是摩*副在全IW1.滑状态下运行是一种志向的状况.在这种全IUR滑状态下，摩擦面之间有海滑剂，并能生成一层完整的洞状膜，把苒个摩擦表面完全开.摩擦副运动时，摞是海滑膜的内部分子之间的内摩擦,而不是摩擦面之间的干收接触的外摩接.洞清点所AT的滴滑剂应当以慢的匀彝的Itt油流到达轴承，假如洌滑点所须要的淘滑剂能以不断的的流方式供应，那对涧清点来说，涧清效果是志向的了.举个例子，一个轴承每小时要Im1.的海滑油，是每小时加ImI呢，还是把这Im1.的油在1小时内分几次加，正确的答案应当是后者.假如我们能使沟滑点在每个泪清周期只得到0.1m1.的油，那么InII油在1小时内可以分10次供送，每的漱供一次,这就能达到非常，足的效果了,这是一科正I1.的淘滑方式程油洞常的确是一料有效的涓滑方式.IK着沟滑技术的发J1.1.程油洞滑已从初薮的大说M滑方式向更先进的微量洞滑的方式发展.如油雾涡滑是一种I1.g滑，它的出现使焉油消滑发展到了一个新的阶段.油雾润滑鼠貂朝着这一正确的清清方式迈出了一大步，但由于在应用上受到了料料限制，并严峻污染环境和危害人体健康，因此应用时呆Itt耒越演，取代它的是更MiI更加IH1.a不污染环境的涧清方式一油气涧冷.油气源滑以一种新奇的湎清理念交JE了传院的满常方式，它可以把精细的极W的油流不断地注入洞清点，这样，以均售的时间精确安排沟滑油的方式得取实现，并能适合不同的惠宪工况条件，这是其它洞清方式都不能做到的.本设计事滑帆油浴H滑，街轮箱中油液后加沉没惺轮的1/4处，利用齿轮旋转的离心力，运用油充溢要个齿轮箱.密封：采纳青架油封.在设计时，骨架油封和轴承之间须要有个台阶，当安装轴承时会对轴的表面产生划伤，假如不加台阶，青架油封的宙封性能将会大打折扣.流速.箱体套数:.025a+389mmS11三02a+3>88mm机座凸鼻厚度bb-13135mm机凸厚度b1.bi=1.SM12mm机座底凸雄厚度.b2.b2三2S223mm地IIM仃直径*d(B15.73mmn查手册a=2S04轴承旁林宜柱.ch.(d11.1.8mm机整与机座联结栓直径d2d2-三9.44mm轴承"1M<T直轻d3<h-(05)d,787mmaiM<r>a.<¼.d,=(0304)df629Imn定位事!直径dd三(070)d26.61mm!栓必、dd2至机IkjEI(C1.查手册得22mm18mm16mm栓df、山至凸“IWE育C?查手曷得20mm1.4mm轴承旁凸台半径R1.R1-C248mm4Omm36mm12mmIOmm7mm765mm873mm103.75m轴承务联结螺检隹离SS=D288mm凸台商度h外箱3轴承面足间I1i-C,+C2+(5-10)大齿轮IW与内箱联宣1>1.2齿轮*面与内机区间的比育2>5箱三,11hm10.85,箱座筋厚mm0856,轴承盖外径DZD2-D+(5-5S)d3104mm九、各项参数1*承靖慧的参»第一根轴上入无孔）轴承外校D"76mmd1>231111ne三72mmMa人TSnunM4三2011unb1."8nun第三根轴轴承外径D=95mmd155mme=7211mMw1.SmmM*1.t1.=20mmb1.=8mm其次根轴上2McM对于第一根轴d25mmD52mmB15mmA1.1.mm球dA253mm.对于其次根轴d"30nunD三62mmB三16nunA"12mm球d"A2"6mm对于第三根轴d45mmD85mmB»19mmA三173mmd»A/2»8.75mm3伪轮的介数齿轮2不开孔d'=43mmd1.6d'=686mmb=30mmdv三>i68mm6s1.mm齿轮4不开孔(T三70mmda三1.6d,三112mmb三45mmd。三2125mm"20mm4.带轮的弁敷dS"20mnd三164mmd"160mmdA"35mmf"7mme"96mm"38h°三20mmh1*9mm6TOnuns*12mm1.三35mmd,"1431111nB2f÷3e50mm十、设计小节对一徽*1Ue的独立设计计算及作图，让我们歌会贯穿了机械专业的各项学月,更为素筑地相识了机旗设计的全过程，增加了我们对机械行业的深化了媒同时也让我的刚好了解到自己的不足，在今后的学习中会更努力地挑完.十一、参考资料1相可横，程光京，李仲生，机事设计邓I,北京，育等教化出版社，2006S2吴宗泽，机设计课程设计手册，北京，高等教化出版社，2006.113指导书，机械设计獴程设计指导书楼义，罗王国主号ISBN7-04)0272-3北京高等教化出版社2006年11月第24次印刷.