二级圆柱齿轮减速器设计说明书

机械设计课程设计设计题目:展开式二级斜齿—直齿圆柱齿轮减速器机械工程学院院（系）机日专业班级机日3班学号设计人吕萍萍指导教师王建维完成日期2011年7月24日目录一.设计任务书--------------------------------------------------------------------------2二.传动方案的拟订及说明-----------------------------------------------------------4三.齿轮设计计算------------------------------------------------------------------------7四.轴的结构设计计算-------------------------------------------------------------------16五.轴、轴承、键的校核----------------------------------------------------------------21六.轴系部件的结构设计----------------------------------------------------------------41七.减速器箱体及附件设计-------------------------------------------------------------41八.装配图设计----------------------------------------------------------------------------43九.零件图设计----------------------------------------------------------------------------44十.设计小结-------------------------------------------------------------------------------45十一.参考资料----------------------------------------------------------------------------45一、设计任务书（一）课程目的：1、通过机械设计课程设计，综合运用机械设计课程和其它有关选修课程的理论和生产实际知识去分析和解决机械设计问题，并使所学知识得到进一步地巩固、深化和发展。2、学习机械设计的一般方法。通过设计培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力。进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范。（二）题目：题目二.设计一用于铸工车间用碾砂机上的齿轮减速器。所给设计基础数据如下：工作情况载荷平稳，单向旋转立轴所需扭矩T（N•m）950立轴转矩n（r/min）36立轴速度允许误差（%）5工作寿命（年）10机器年产量小批工作制度（班/日）1布置方案：（三）设计内容：1.电动机的选择与运动参数设计计算；2.斜齿轮、直齿轮传动设计计算；3.轴的设计；4.绘制装配草图5.键和联轴器的选择与校核；6.滚动轴承的选择；7.装配图、零件图的绘制；8.编写设计计算说明书。二、传动方案的拟订及说明设计计算及说明结果一：传动方案的总体设计（一）对给定传动方案分析论证总体布置见任务书工作情况：工作有轻震，单向运动。（二）选择电动机1．电动机类型和结构形式选择按工作要求，可选一般用途的Y系列三相异步交流电动机，为卧式封闭结构。2．选择电动机容量（1）工作机所需功率WPkW58.39550369509550TnPwwkW（2）电动机的输出功率dPwdPP传动装置总效率：86.095.097.096.099.0995.0242124锥圆圆联轴器轴承故wdPP=kW16.486.058.3（3）确定电动机额定功率edP由《机械设计课程设计》表20—1选取电动机额定功率kW5.5Ped3.选择电动机的转速首先计算电动机转速的范围,单级圆柱齿轮传动比3-6i,立轴转速36wnmin/2112~528'rnd初选同步转速为1000r/min和1500r/min的电动机确定电动机的型号是：Y132S-4（三）计算传动装置总传动比和各级传动比（1）总传动比40361440wmnni（2）分配各级传动比：高速级传动比1i，低速级传动比2i通常取1i=（1.1～1.5）2i则2i=31i=3.3Ⅰ实际转速为：min/6.14253.33436r立轴的速度误差：%5%101.014406.14251440因此，数据选择合理。（四）计算传动装置的运动参数1.各轴转速：电动机轴、减速器高速轴，减速器低速轴。min/14401rnnnm电动机，min/36.4363.31440112rinnn高速轴，min/45.145336.436223rinnn低速轴2．各轴的输入功率PKWPPed445.599.05.5011KWPP23.596.0445.51212KWPP02.509623.523233．各轴的转矩TmNnPT11.369550111mNnPT46.1149550222，mNnPT60.3299550333将计算结果汇总列表得电动机轴高速轴低速轴n(r/min)1440436.36145.45P(KW)5.4455.225.02T(N﹒m)36.11114.46329.60i3.330.94560.9552三、齿轮设计计算（一）高速级齿轮的设计设计计算及说明结果1、选择精度等级，材料和齿轮齿数1）材料：由《机械设计》表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质处理)硬度为270-290HBS.大齿轮材料为45钢(调质处理)硬度为230-250HBS,硬度差为40HBS.2）由于碾砂机为一般工作机器，速度不高，故精度等级选7级3）选择小齿轮齿数为1Z=25，则大齿轮的齿数2Z=5.823.325取2Z=834）初选取螺旋角=14°2、按齿面接触强度计算213121tEHtddHKTZZidi1）确定式中各值(1)试取载荷系数为Kt=1.6(2)由《机械设计》图10-30取区域系数HZ=2.433(3)由表10-7取齿宽系数d=1.(4)由表10-6查得材料弹性影响系数EZ=189.812MPa.(5)由图10-26查得：78.01，82.02因此60.182.078.0(6),由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限lim1=600MPa.大齿轮接触疲劳强度极限lim2=550MPa.(7)应力循环次数811291110284.6100736.2108300114406060iNNLnNh由10-19取接触疲劳寿命系数95.090.021HNHNKK接触疲劳许用应力:取失效概率为1%.安全系数为S=1.由式1lim112lim22540522HNHaHNHaKMPSKMPS则许用接触应力12540522531.2522HHHaMP2）计算(1)小齿轮分度圆直径.213121tEHtddHKTZZidi＝75.41)25.5318.189433.2(31360.1110611.36.12324mm(2)计算圆周速度smndvt/15.360000144075.4114.310006011(3)齿宽b及模数ntm45.11/645.362.125.225.262.12514cos75.41cos75.4175.411111hbmhmmzdmmmdbnttnttd(4)计算纵向重合度982.114tan251318.0tan318.01zd(5)计算载荷系数K由表10-2得使用系数1AK，根据v=3.15m/s,七级精度等级由图10-8查的动载系数5.1vK，由表10-4查的418.1HK，由图10-13查的45.1FK，表10-3查得FHKK=1.4.9824.1418.15.11HHVAKKKKK(6)按实际载荷系数下的校正分度圆直径mmKKddtt37.516.1.98275.413311(7)计算模数mmmzdmn99.1cos113.按齿根弯曲强度设计由式（10-17）32121cos2FSFdnYYzYKTm(1)确定参数1)计算载荷系数3.04545.14.15.11FFVAKKKKK2)根据纵向重合度982.1,由图10-28查得螺旋角影响系数0.88Y3)计算当量齿数86.90cos38.27cos322311ZZZZvv4)由表10-5查得齿形系数为215.2,62.221FFYY5)应力校正系数:775.1,59.121SSYY6）由图10-20C查得小齿轮弯曲疲劳强度1500FEaMP查得大齿轮弯曲疲劳强度2380FEaMP7）由图10-18查弯曲疲劳寿命系数小、大齿轮的寿命811291110284.6100736.2108300114406060iNNLnNh取85.01FNK88.02FNK8）计算弯曲疲劳许用应力，取S=1.4，由式10-12得MPaSKMPaSKFENFNFENFN86.25743.3212221119）计算FaSaFYY01525.086.257775.1215.201296.043.32159.1.622222111FSFFSFYYYY(2)．设计计算32121cos2FSFdnYYzYKTm＝406.16.125101525.014cos88.010611.3045.322243综合考虑取m=1.5mm可满足弯曲强度，但为了同时满足接触疲劳强度,需按接触疲劳强度算得的分度圆直径mmd37.511来计算应有的齿数23.335.114cos37.51cos11nmdZ取为3411312ziz4．几何尺寸的计算（1）计算几何中心距mm62.113cos2)(21nmzza圆整后取中心距a＝114mm（2）按圆整后的中心距修正螺旋角74.142)(arccos21amzzn因为值改变不多。故参数,,,HaKZ等不必修正。（3）计算大小齿轮的分度圆直径mmmzdmmmzdnn27.175cos5.1113cos73.52cos5.134cos2211（4）计算齿轮宽度mmBBmmdbd60mm5573.52121＝，＝圆整后取(二)低速级齿轮设计计算1、选择精度等级，材料和齿轮齿数1）材料：由《机械设计》表10-1选择小齿轮材料为30CrMnSi(调质处理)硬度为330-350HBS.大齿轮材料为QT600-2钢(常华处理)硬度为270-290HBS,硬度差为60HBS.2）精度等级选7级精度3）选择小齿轮齿数为20=1Z，则大齿轮的齿数603202Z2、按齿面接触强度计算2211][)1(32.2HdEtiZiKTd(1)确定式中各值1)试取载荷系数为Kt=1.32)小齿轮传递的转矩T=114.46N.m3）应力循环次数811281110964.110284.660iNNLnNh4)由10-19取接触疲劳寿命系数98.097.021HNHNKK取失效概率为1%.安全系数为S=1由式