减速器课设课程设计

机械设计课程设计计算说明 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 目录 一、传动 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 拟定…………….…………………………. 二、电动机的选择………………………………………. 三、计算总传动比及分配各级的传动比………………. 四、运动参数及动力参数计算…………………………. 五、传动零件的设计计算……………………………… 六、轴的设计计算………………………………………… 七、滚动轴承的选择及校核计算………………………… 八、其他零件的选择………..…………………………… 九、密封和润滑设计………..…………………………… 十、设计小结………..…………………………… 十一.参考文献………..…………………………… 计算过程及计算说明 一、传动方案拟定 第三组：设计闭式直齿圆柱齿轮减速器 （1） 工作条件：滚动轴承寿命8000小时，工作温度小于100摄氏度，载荷变化情况为轻微冲击。 原始数据：输出轴转速n3=135（r/min），输出功率p=2.4kw 齿轮齿数z2=96，齿轮模数m=2.5，齿轮宽度b=70mm，外伸轴长度80mm 二、电动机选择 1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机 2、电动机功率选择： （1）传动装置的总功率： η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒 =0.96×0.982×0.97×0.99×0.96 =0.85 (2)电机所需的工作功率： P工作=p输出/η总 =2.4/0.85 =2.8KW 3、确定电动机转速： 计算滚筒工作转速： n筒=n3×n滚筒 =135×0.96 =129.6r/min 按推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I’2=3~5。取V带传动比I’1=2~4，则总传动比理时范围为I’ =6~20。故电动机转速的可选范围为n’d=I’×n筒=（6~20）×129.6=777.6~2592r/min 符合这一范围的同步转速有1000、和1500r/min。分别为Y123s-6型，和Y100L-4型。 根据容量和转速，由有关手册查出有两种适用的电动机型号： 这种电动机中，根据文献[1] P138~139表。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=1500r/min 。 4、确定电动机型号 根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y100L2-4。 其主要性能：额定功率：3KW，满载转速1420r/min，额定转矩2.0。 三、计算总传动比及分配各级的伟动比 1、总传动比：i总=n电动/n筒=1420/129.6=10.96 2、分配各级伟动比 （1） 取齿轮i齿轮=5（单级减速器i=3~5合理） （2） ∵i总=i齿轮×I带 ∴i带=i总/i齿轮=10.96/5=2.192 四、运动参数及动力参数计算 1、计算各轴转速（r/min） nI=n电机=1420r/min nII=nI/i带=1420/2.192=646.6(r/min) nIII=nII/i齿轮=646.6/5=129.32(r/min) 2、 计算各轴的功率（KW） PI=P工作=2.8KW PII=PI×η带=2.8×0.96=2.688KW PIII=PII×η轴承×η齿轮=2.688×0.98×0.96 =2.529KW 3、 计算各轴扭矩（N·mm） TI=9.55×106PI/nI=9.55×106×2.8/1420 =18831N·mm TII=9.55×106PII/nII =9.55×106×2.688/646.6 =39700N·mm TIII=9.55×106PIII/nIII=9.55×106×2.529/129.32 =186761N·mm 五、传动零件的设计计算 1. 皮带轮传动的设计 （1）. 选择普通V带截型 (2).确定带轮基准直径,及带速。 小带轮基准直径dd1=112mm。 大带轮基准直径dd2=236mm。 带速V=8.32m/s。 (3).确定带长和中心矩 L0=1800mm。 a≈595m。 (4).小带轮包角 α1=1680>1200（适用）。 （5）.传送带根数。 Z=3根。 2.齿轮传动的设计计算 （1）选择齿轮材料及精度等级 考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为240~260HBS。大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度220HBS；根据文献[2]P204表10.21选8级精度。齿面精糙度Ra≤3.2~6.3μm (2)校核齿根弯曲疲劳强度 根据文献[2]P187（10.24）式 σF=(2kT1/bm2Z1)YFaYSa≤[σH] 确定有关参数和系数 分度圆直径：d2=mZ2=2.5×96mm=240mm 取传动比i=4.8 则Z1=96/4.8=20 d1=mz1=2.5×20=50 齿宽：已知b=70mm b1=75mm (3)齿形系数YFa和应力修正系数YSa 根据齿数Z1=20,Z2=96由文献[2]表10.13，10.14查得 YFa1=2.65 YSa1=1.59 YFa2=2.20 YSa2=1.79 (4)许用弯曲应力[σF] 根据文献[2]P80（10.14）式： [σF]= σFlim YNT/SF 由文献[2]图6-35C查得： σFlim1=290Mpa σFlim2 =210Mpa 计算应力循环次数NL NL1=60njLn=60×646.6×8000=3.1×108 NL2=NL2/i=3.1×108/4.8=6.5×107 由图10.26查得：YNT1=0.92 YNT2=0.98 按一般可靠度选取安全系数SF=1.25 计算两轮的许用弯曲应力 [σF]1=σFlim1 YNT1/SF=290×0.92/1.25Mpa =213.44Mpa [σF]2=σFlim2 YNT2/SF =210×0.98/1.25Mpa =164.64Mpa 载荷系数K： 由文献[2]P185表10.11取 K=1 转矩T1 T1=9.55×106×p/n1=9.55×106×2.8/646.6 =41354.8N.mm 将求得的各参数代入式（6-49） σF1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1 =(2×1×41354.8/70×2.52×20) ×2.65×1.59Mpa =39.8Mpa< [σF]1 σF2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1 =(2×1×41354.8/70×2.52×96) ×2.20×1.79Mpa =7.8Mpa< [σF]2 故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够 (5)校核齿面疲劳强度 根据文献[2]P180式10.13 有 σH=668（KT1（u+1）/bd12u）1/2 齿数比：u=4.8 根据文献[2]P180式10.13 [σH]=ZNTαHlim/SH 由文献[2]P183图10.26查得 ZNT1=0.94 ZNT2=0.98 通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度选取安全系数SH=1.0 [σH]1=ZNT1αHlimz1/SH=570X0.94/1.0 =535.8Mpa [σH]2=ZNT2αHlimz2/SH=370X0.98/1.0 362.6Mpa σH1=σH2=668（KT1（u+1）/bd12u）1/2 =668(1×41354.8×(4.8+1)/70×502×4.8)1/2 =356.9Mpa<[σH]2=362.6Mpa 故齿面疲劳强度足够 (6)计算齿轮传动的中心矩a a=m/2(Z1+Z2)=2.5/2(20+96)=145mm (10)计算齿轮的圆周速度V 第 I 条 V=d1n1/60×1000=3.14×50×646.6/60×1000 第 II 条 =1.69m/s 六、轴的设计计算 输入轴的设计计算 1、按扭矩初算轴径 选用45调质钢，硬度217~255HBS 根据文献[2]P270表14.7查得强度极限σB=650Mpa，再由文献[2]表14.2查得许用弯曲应力[σ-1]b=60Mpa，根据文献[2]P265表14.1查得C=107~118，又式14.2得： d≥（107~118）(2.668/646.6)1/3mm=17.2~19mm 考虑有键槽，将直径增大5%，则 d=（17.2~19）×(1+5%)mm=18.06~19.95 ∴由设计手册取标准直径d=22mm 2、轴的结构设计 （1）轴上零件的定位，固定和装配 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，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定 （2）确定轴各段直径和长度 I段：d1=22mm 已知长度L1=80mm II段:轴段II上应用轴肩，同时为顺利在轴段II上安装轴承，轴段II必须满足轴承内径标准，取II段d2=30mm，初选用6206型滚动轴承，其内径为30mm，宽度为16，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定距离，为此该段长为85mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度2mm，故 L2=（2+20+85）=107mm III段直径d3=35mm 该段为齿轮安装轴段，且设计成齿轮轴，且该轴两端为轴承的内环固定端，考虑要装上挡油环，以及和箱体的配合，该段的长度L3=106 Ⅳ段直径d4=30mm 长度考虑轴承的长度和挡油环的和砂轮越程槽的宽度，即L4=24mm 其中II段和Ⅳ段考虑到要安装轴承，需要打磨，因此需要砂轮越程槽。 由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=120mm 其轴草图如下： (3)按弯矩复合强度计算 ①求分度圆直径：已知d1=50mm ②求转矩：已知T1=41354.8N·mm ③求圆周力：Ft Ft=2T1/d1=2X41354.8/50=1654.192N ④求径向力Fr 第 III 条 Fr=Ft·tanα=1654.192×tan200=602.1N ⑤因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=60mm (1)绘制轴受力简图（如图a） （2）绘制垂直面弯矩图（如图b） 轴承支反力： FAY=FBY=Fr/2=301.05N FAZ=FBZ=Ft/2=827.09N 由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为 MC1=FAyL/2=301.05×60=18.06N·m (3)绘制水平面弯矩图（如图c） 截面C在水平面上弯矩为： MC2=FAZL/2=827.096×60=49.6N·m (4)绘制合弯矩图（如图d） MC=(MC12+MC22)1/2=(18.062+49.62)1/2=52.8N·m (5)绘制扭矩图（如图e） 转矩：T=9.55×（P2/n2）×10639.7N·m (6)绘制当量弯矩图（如图f） 因减速器单向运转，故可认为脉动循环变换，取α=1，截面C处的当量弯矩： Mec=[MC2+(αT)2]1/2 =[52.82+(39.7)2]1/2=66.06N·m (7)校核危险截面C的强度 σe=Mec/0.1d33=66.06/0.1×353 =15.4MPa< [σ-1]b=60MPa ∴该轴强度足够。 输出轴的设计计算 1、按扭矩初算轴径 选用45调质钢，硬度（217~255HBS） 根据文献[2]P265表14.1取c=107~118 d≥c(P3/n3)1/3=（107~118）(2.592/129.32)1/3=（28.8~31.8）mm 取d=35mm 2、轴的结构设计 （1）轴的零件定位，固定和装配 单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。 （2）确定轴的各段直径和长度 初选用6208型滚动轴承，内径为40mm，宽度为18mm，按输入端实际轴的方法，得出输出端的各轴段数据。 d1=35mm L1=80mm d2=40mm L2=123mm III段加工成轴环，左边用来固定齿轮，右边用来固定轴承内环，为了便于轴承拆卸，6208的拆装内圈高度为3.5mm，所以d3=47mm，L3=20 Ⅳ段位齿轮安装段取d4=42mm L4=b-2=68mm V段为轴承安装段，需要加一个套筒，套筒长度为20mm，d5=40mm L5=20+18+2=40mm。 轴各段长度可算得轴支承跨距L=126mm。 输出轴的草图如下： (3)按弯扭复合强度计算 ①求分度圆直径：已知d2=240mm ②求转矩：已知T3=186.76N·m ③求圆周力Ft： Ft=2T3/d2=2×186.76×103/240=1556.3N ④求径向力Fr: Fr=Ft·tanα=1556.3×0.36379=566.2N ⑤∵两轴承对称 ∴LA=LB=63mm (1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZ FAX=FBY=Fr/2=566.2/2=283.1N FAZ=FBZ=Ft/2=1556.3/2=778.15N (2)由两边对称，书籍截C的弯矩也对称 截面C在垂直面弯矩为 MC1=FAYL/2=283.1×63=17.8N·m (3)截面C在水平面弯矩为 MC2=FAZL/2=778.15×63=49.02N·m (4)计算合成弯矩 MC=（MC12+MC22）1/2 =（17.82+49.022）1/2 =52.15N·m (5)计算当量弯矩：取α=1 Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[52.152+(1×186.76)2]1/2 =193.90N·m (6)校核危险截面C的强度 由式（10-3） σe=Mec/（0.1d3）=193.90/(0.1×453) =21.28Mpa<[σ-1]b=60Mpa ∴此轴强度足够 七、滚动轴承的选择及校核计算 根据条件，轴承的使用寿命为8000小时。 1、计算输入轴承 选用的6202轴承 （1）初步计算当量载荷P 因该轴承在此工作条件下只受Fr径向力作用，所以 P=Fr=602.1N （2）计算所需的径向额定动载荷值 根据文献[2]P294式15.6得 C=P/fT(60nLh/106)1/ε 由条件工作温度小于100摄氏度，查文献[2]表15.14得fT=1 球轴承ε=3，因此 C=602.1X(60X646.6X8000/106)1/3 4076.56N 查文献[2]附表15.1 6206轴承Cr=195000N>4076.56N 所以合适 （3）校核轴承寿命 由文献[2]P294式15.4 Lh=(Cr/P) ε=(19500/602.1)3=33163h>8000h 所以预期寿命合格 所以轴承合格 2.输出轴的轴承计算 选用的6208轴承 （1）初步计算当量载荷P 因该轴承在此工作条件下只受Fr径向力作用，所以 P=Fr=566.2N （2）计算所需的径向额定动载荷值 根据文献[2]P294式15.6得 C=P/fT(60nLh/106)1/ε 由条件工作温度小于100摄氏度，查表15.14得fT=1 球轴承ε=3，因此 C=566.2X(60X129.32X8000/106)1/3 2241.8N 查文献[2]附表15.1 6208轴承Cr=29500N>2241.8N 所以合适 （3）校核轴承寿命 由文献[2]P294式15.4 Lh=(Cr/P) ε=(29500/566.2)3=140883h>8000h 所以预期寿命合格 所以轴承合格 八．减速器箱体，箱盖上零件的选择，及其他附件的选择。 1.定位销：2个，材料45，选择GB/T4M6X16。 小轴端盖：材料HT150。附草图 2顶盖：材料塑料。附草图 3顶盖螺钉：4个，材料35，选择GB/TM4X16。 箱盖：材料HT150. 4固定螺栓：4个，材料Q235，选择GB/TM8X70。 5垫圈：8个，材料Q235，选择GB/T8-140HV。 6螺母：4个，材料Q235，选择GB/TM8。 7箱体两端固定螺栓：2个，材料Q235，选择GB/TM6X20。 8箱体两端螺母：2个，材料Q235，选择GB/TM6。 9基座：材料HT150。 10螺栓密封：1个，材料Q235，GB/TM8X10。 11小轴轴套：1个，材料HT150，附草图 12调整环：3个，材料HT150。附草图 13定位轴套：1个，材料HT150。附草图 14大轴端盖：1个，材料HT150。附草图 15轴(主动轴)与V带轮联接的键为：键12×45 GB1096-79 16大齿轮与轴连接的键为：键 10×40 GB1096-79 17填料：2个，材料毛毡。 18大轴轴套：1个，材料HT150。附草图 19挡油环：2个，材料HT150。附草图 九．密封和润滑设计 1、齿轮的润滑 采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径。 2、滚动轴承的润滑 由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。 3、润滑油的选择 齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN15润滑油。 4、密封方法的选取 选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。 十．设计小结 终于完成了，感觉一下轻松了很多，这是我第一次做课程设计，的的确确一开始真的无从下手，查了不少资料后终于草草动手。 动手后才发现自己的能力确实有待提高，许多知识要点还不熟，要参考许多资料，像设计轴的时候，同时翻开几本书一起找规律也许才会有点发现，装配图是参照模型和课程设计指导书P179装配图完成的，标题栏中的要求查了不少资料完成的，其中一定有很多不足。 由于时间紧迫，所以这次的设计存在许多缺点。齿轮的计算不够精确，轴的设计很粗糙等等缺陷，我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设备。 十一.参考资料目录 [1].《机械设计基础课程设计指导书》，高等教育出版社，陈立德主编，2007年8月第3版。 [2].《机械设计基础》，高等教育出版社，，陈立德主编，2007年8月第3版。 n滚筒=129.6r/min η总=0.85 P工作=2.8KW 电动机型号 Y100L2-4 i总=10.96 据手册得 i齿轮=5 i带=2.192 nI =1420r/min nII=646.6r/min nIII=129.32r/min PI=2.8KW PII=2.688KW PIII=2.529KW TI=18831N·mm TII=39700N·mm TIII=186761N·mm dd1=112mm dd2=236mm V=8.32m/s L0=1800mm a≈595m α1=1680>1200（适用） Z=3根 i齿=4.8 Z1=20 Z2=96 u=4.8 T1=41354.8N·mm αHlimZ1=570Mpa αHlimZ2=370Mpa NL1=3.1×108 NL2=6.5×107 ZNT1=0.94 ZNT2=0.98 [σH]1=535.8Mpa [σH]2=362.6Mpa m=2.5mm d1=50mm d2=240mm b=70mm b1=75mm YFa1=2.65 YSa1=1.59 YFa2=2.20 YSa2=1.79 σFlim1=290Mpa σFlim2 =210Mpa YNT1=0.92 YNT2=0.98 SF=1.25 σF1=39.8Mpa σF2=7.8Mpa a =145mm V =1.69m/s d=22mm d1=22mm L1=80mm d2=30mm L2=107mm d3=35mm L3=106mm d4=30mm L4=22mm L=120mm 6206 Ft =1654.192N Fr=602.1N FAY =301.05N FBY =301.05N FAZ =827.096N MC1=18.06N·m MC2=49.6N·m MC =52.8N·m T=39.7N·m Mec =66.06N·m σe =15.4MPa <[σ-1]b d=35mm d1=35mm L1=80mm d2=40mm L2=123mm d3=47mm L3=20 d4=42mm L4=68mm d5=40mm L5=40mm L=126mm Ft =1556.3N FAX=FBY =283.1N FAZ=FBZ =778.15N MC1=17.8N·m MC2=49.02N·m MC =52.15N·m Mec =193.90N·m σe =21.28Mpa <[σ-1]b P=Fr=602.1N C=4076.56N Lh=33163h>8000h C= 2241.8N Lh=140883h>8000h