齿轮传动装置设计.doc

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1、目 录设计任务书传动方案说明电动机的选择传动装置的运动和动力参数传动件的设计计算轴的设计计算联轴器、滚动轴承、键联接的选择减速器附件的选择润滑与密封设计小结参考资料 第 21 页 共 21 页设计任务书工作简图图1 单级直齿圆柱齿轮减速器齿轮传动设计一 传动方案说明二、原始数据输入轴传递转矩：9000Nmm输入轴转速n(r/min)：1250rpm总传动比i:9箱体材料：铸铁三、工作条件：一班制，连续单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘；工作年限10年；动力来源：三相交流电（220V380V）；运输带速度允许误差：5%四、设计工作量： 减速器总装图1张（A1）； 输出轴及输出轴上齿轮零件图张（

2、A3）； 设计说明书1份。二 电动机的选择1、选择电动机类型1）电动机类型和结构型式按工作要求和工条件，选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。2）电动机容量输入功率P 综上查表可得选择Y90L-4 (3)电动机额定功率Ped 由有关表格选取电动机额定功率Ped =2.2kW。1） 电动机的转速 输入轴转速是为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由表2-1查得V带传动常用传动比范围=24，单级圆柱齿轮传动比范围=36，则电动机转速可选范围为可见同步转速为1500r/min的电动机均符合。这里初选同步转速1250r/min的电动机进行比较，如下表：方案电动

3、机型 号额定功率(KW)电动机转速(r/min)传动装置的传动比同步满载总传动比V带传动单级减速器1Y90L-42.21500140092.433.72由表查出Y90L-4型电动机的主要技术数据和外形，安装尺寸，并列表记录备用（略）。3计算传动装置总传动比和分配各级传动比1）传动装置总传动比 2）分配各级传动比取V带传动的传动比，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为 所得i2值符合一般齿轮传动和圆柱单级齿轮减速器传动比的常用范围。4计算传动装置的运动和动力参数1）各轴转速电动机轴为0轴，减速器高速轴为轴，低速轴为轴，各轴转速为 2）各轴输入功率按电动机额定功率计算各轴输入功率，即 3）各轴转矩 将计

4、算结果汇总列表备用（略）。三 皮带轮传动的设计计算1、确定计算功率为工作情况系数，查课本表可得，=1.2 即 =1.22.2=2.64kw2、选择V带的型号 根据计算功率=2.2kw，主动轮转速=1400r/min,由课本图选择B型普通V带。3、确定带轮基准直径由课本表8.6和图8.12得=125mm取=150mm 大带轮的基准直径，因为=2.43 所以=576.132r/min150=364.5mm 由课本选取标准值450mm，则实际传动比i，从动轮的实际转速分别为 r/min4、验算带速V 带速在525的范围内。5、确定带的基准长度和实际中心距a根据课本式得0.7(+)2(+) 得：360

5、mm1029mm按照结构设计要求初定中心距=1000mm.由课本式(8.15)得：+ =2819.7mm查课本可得：=2800mm由课本式得实际中心距a为a+=998.15mm中心距a的变动范围为 =a-0.015 =948.15mm =a+0.03 =1082.15mm6、校验小带轮包角由课本式(8.17)得：=7、确定V带根数Z由课本得 根据 =经圆整得Z=88、求初拉力及带轮轴上的压力由课本查得B型普通V带的每米长质量q=0.17 kg/m,根据课本式得单根V带的初拉力为 =N 由课本可得作用在轴上的压力为 =2 =224.068N =382.74N9、 设计结果选用8根B型V带，中心距

6、a=998.15mm,带轮直径=150mm,=450mm，轴上压力=24.06N。四 齿轮传动的设计计算1、选择齿轮材料及精度等级 根据课本表10.9可得，齿轮选用20CrMnMo钢，渗碳淬火，齿面硬度为5862HRC，心部硬度32HRC。因为是普通减速器、由课本表10.21选8级精度，要求齿面粗糙度3.26.3。2、按齿面接触疲劳强度设计 因两齿轮均为钢质齿轮，可应用课本式（10.22）求出值。确定有关参数与系数：1） 转矩 =9.55Nmm2） 载荷系数K查课本取K=1.13） 齿数和齿宽系数小齿轮的齿数取为25，则大齿轮齿数=100。因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由课本

7、表选取=1。4） 许用的接触应力由课本查得= =1500 Mpa由课本查得=1=60576.1321（730016）=1.16=/i=1.16/4=3.12 查课本得=0.92，=0.98。由课本式可得=ZE-材料弹性系数()，按表查取ZE=189.8ZH-节点区域系数，考虑节点处轮廓曲率对接触应力的影响，由图查取。对于标准直齿轮，a=25，ZH=2.5 Ze-重合度系数，考虑重合度对单位齿宽载荷的影响，其值可由图查取，Ze=0.76，故 m=由课本表取标准模数m=2.5mm3、主要尺寸计算 经圆整后取=62.5mm =+2.5mm=65mm =156.25mm4、按齿根弯曲疲劳强度校核由课本

8、式得出，如则校核合格。确定有关系数与参数：1）、齿形系数查课本表得=2.65，=2.182）、应力修正系数查课本表得1.803）许用弯曲应力由课本图查得。由课本表查得 =1.13。由课本图查得 由课本式可得 =400MPa 故齿根弯曲强度校核合格。 5、齿轮的圆周速度v 由课本表可知，选8级精度是合适的。6、几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图。（见零件图1）五 轴的设计计算1、选择轴的材料，确定许用应力 由已知条件知减速器传递的功率属小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经调质处理。由课本表查得强度极限=650MPa ,再由课本表得许用弯曲应力=60MPa 。2、按扭转强度估算轴径1）输入轴的

9、设计计算（1）按扭矩计算根据课本表得C=107118。又由课本式得输入轴：考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故将估算直径加大3%5%，取为18.6mm。由设计手册取标准直径=22mm。（2） 轴的结构设计轴上零件的定位，固定，装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键做过度配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合。确定轴各段直径和长度段：=22mm 长度取=100mmh=2c c=1.5段 初选用7206c型角接触球轴承，其内径为30mm，宽度16mm考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承断面和箱体内壁应有一定

10、距离。取套筒长为20mm，并通过密封盖轴段场应根据密封盖的高度，并考虑联轴器和箱体外部有一定距离而定，为此，取该段长为55mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm，故段长：段直径 段直径 长度与右面的套筒相同，即 但是此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑，应便于轴承的拆卸，应按标准插曲有手册的安装尺寸h=3,。改段直径赢取：（30+3*2）=36mm段直径30mm 长度mm（3） 按弯矩复合强度计算 求分度圆直径：d1=50mm 求转矩：已知T2=35Nmm 求圆周力：Ft=2求径向力Fr：Fr=a、A段支座反力，由于B段和A段对称只受一个力，故FAV=FBV= Fr/2=127.4N b、求垂直

11、平面弯矩 截面MIV=127.450=6.4Nm 计算水平面的支座反力和弯矩a、FAH=FBH=/2=350Nb、求水平平面弯矩 截面MIH=35050=17 N.m 求各截面合成弯矩 截面=18.2N.m TII=35N.m 确定危险截面，组合计算时取=0.6 -截面应=140.5/(0.1*41*41*41）=20.4mpa=60mpa输出轴设计计算（1）按扭矩计算轴径1、选择轴的材料，确定许用应力 由已知条件知减速器传递的功率属小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经调质处理。由课本表查得强度极限=650MPa ,再由课本表得许用弯曲应力=60MPa 。2、按扭转强度估算轴径1）输入轴

12、的设计计算（1）按扭矩计算根据课本表得C=107118。又由课本式得输入轴：考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故将估算直径加大3%5%，取为27.1mm。由设计手册取标准直径=35mm。（2） 轴的结构设计轴上零件的定位，固定，装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键做过度配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合。确定轴各段直径和长度初选用7207c型角接触球轴承，其内径为35mm，宽度17mm考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承断面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm，则该段长41mm，安装齿轮段长

13、度应比轮毂宽度小2mm，故段长：（4） 按弯矩复合强度计算 求分度圆直径：d2=300mm 求转矩：已知T2=124.4Nmm 求圆周力：Ft=2求径向力Fr：Fr=a、A段支座反力，由于B段和A段对称只受一个力，故FAV=FBV= Fr/2=150.9N b、求垂直平面弯矩 截面MIV=150.949=7.4Nm 计算水平面的支座反力和弯矩a、FAH=FBH=/2=414.7Nb、求水平平面弯矩 截面MIH=414.749=20 N.m 求各截面合成弯矩 截面=21.3N.m TII=35N.m 确定危险截面，组合计算时取=0.6 -截面应=126.2/(0.1*45*45*45）=13.8

14、mpa=60mpa 滚动轴承的选择轴承预计算：163658=48720h因该减速器采用单级圆柱齿轮传动，主要承受径向载荷，所以选用角接触球轴承。查表GB27689轴I 上的轴承选用型号为7206AC，轴II 上的轴承选用型号为7207AC八 联轴器的选择轴径d1=22mm，L1=50mm查手册得选用C型平键，得：键A 8*7 GB1096-79 l=L1-b=42mm T2=35Nm h=7mm得输入轴与齿轮连接采用平键链接d3=35mm L3=48mm T=15Nm查手册得：键 10*8 GB1096-79 l=L2-b=38mm h=8mm输出轴与齿轮用平键链接d2=51mm L2=50m

15、m T=124.4Nm键 16*10 GB1096-79 l=L2-b=34mm h=10mm减速器附件的选择通气器由于在室内使用，选通气器（一次性过滤），采用M18*15油面指示器选用游标卡尺M16起吊装置九 润滑、密封装置的选择 根据课本，再根据齿轮的圆周速度,轴承可以用脂润滑和油润滑润滑,由于齿轮的转速是小于2m/s, 故轴承润滑采用脂润滑，为防止箱体内的轴承与润滑脂的配合，防止润滑脂流失，应在箱体内侧装挡油环，润滑脂的装填量不应超过轴承空隙体积的，在减速器中，齿轮的润滑方式根据齿轮的圆周速度而定，由于V12m/s，所以采用油池润滑，齿轮浸入油池1-2个齿高深度，大齿轮的齿顶到油底面的距

16、离为40mm，箱体内采用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度。轴承盖中采用毡圈油封密封。十 减速器的设计名称符号减速器型式、尺寸关系/mm结果齿轮减速器箱座壁厚0.025a+18 箱盖壁厚0.025a+18 箱盖凸缘厚度 1.5箱座凸缘厚度b 1.5 箱座底凸缘厚度 2.5 地脚螺钉直径 0.036a+12 地脚螺钉数目 n A250时，n=6 轴承旁连接螺栓直径 0.75 盖与座连接螺栓直径 （0.50.6） 连接螺栓的间隔150200 轴承端盖螺钉直径 （0.40.5） 检查孔盖螺钉直径 （0.30.4） 定位销直径d (0.70.8) 、至外箱壁距离 ：=：=：=、至凸缘边缘距

17、离 见课本表4.2：=：=轴承旁凸台半径 凸台高度h根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准 外箱壁至轴承座端面的距离 +（5+10）齿轮顶圆与内箱壁间的距离 齿轮端面与内箱间的距离 箱盖、箱座肋厚轴承端盖外径D+（55.5），D-轴承外径I轴：II轴：轴承旁连接螺栓距离 S尽量靠近，以M和M互不干涉为准，一般取S=I轴：II轴：设计小结这次关于带式运输机上的一级圆柱直齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质起到了很大的帮助；使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础.1、机械设计是机械工业的

18、基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融机械设计基础、工程力学、互换性与测量技术、Auto CAD、机械设计手册等于一体。2、这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想;训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反系和解决工程实际问题的能力;巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。3、在这次的课程设计过程中,综合运用先修课程中所学的有关知识与技能,结合各个教学实践环节进行机械课程的设计,一方面,逐步提高了我们的理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力,特别是提高了分析问题和解决问题的能力,为我们以后对专业产品和设备的设计打下了宽广而坚实的基础。4、本次设计得

19、到了指导老师的细心帮助和支持，衷心的感谢老师的指导和帮助.5、设计中还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识，继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力。参考资料1、德主编. 机械设计基础课程设计指导书第二版高等教育出版社，20042、刘力等主编. 机械制图（第二版）-高等教育出版社，20043、陈立德主编. 机械设计基础（第三版）-高等教育出版社，20074、陈于萍、高晓康 主编. 互换性与测量技术课本高等教育出版社。1.巩云鹏，田万禄，张祖立，黄秋波. 机械设计课程设计.沈阳：东北大学出版社，2000.2.濮良贵，纪名刚.机械设计（第八版）.北京：高等教育出版社，

20、2006.3.邓星钟，邓坚，周祖德，冯清秀.机电传动控制（第四版）.武汉：华中科技大学出版社，2007.4.冯秋官.机械制图与计算机绘图（第2版）.北京：机械工业出版社，2002.5.何庆.机械制造专业毕业设计指导与范例.北京：化学工业出版社，2007.6.郭仁生，魏宣燕.机械设计基础（第2版）.北京：清华大学出版社，2005. 7.李洪.实用机床设计手册.沈阳：辽宁科学技术出版社，1999. 8.刘庆潭.材料力学教程.北京：机械工业出版社，2006.i=9=2.64kw=125mm mmV=11m/s=2819.7mm=2800mm=948.15mm=1082.15mm2.16kwZ=8根=0.22kw=382.74=4.14 NmmK=1.1=1= 1500MPa=1500Mpa=1.16=3.12=1380MPa=1380MPam=2.5mm=62.5=250mmb=62.5mm=65mma=156.25mm=2.65=2.18轴：=22mmTc1= Nm = mmTc2= Nm = mm