机械设计课程设计_二级展开式圆柱齿轮减速器(含全套图纸)

课程设计报告二级展开式圆柱齿轮减速器姓名：学院：专业：年级：学号：指导教师：2006年6月29日一.设计题目设计一用于卷扬机传动装置中的两级圆柱齿轮减速器。

轻微震动，单向运转，在室常温下长期连续工作。

卷筒直径D=500mm,运输带的有效拉力F=10000N, 卷筒效率5η=0.96,运输带速度0.3/v m s=,电源380V,三相交流.二.传动装置总体设计：1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。

2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。

3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。

其传动方案如下：三．选择电动机1.选择电动机类型：按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭型结果，电压380V，Y 型。

2.选择电动机的容量电动机所需的功率为：WdaPP=η KW1000WFVP= KW所以1000daFVP=η KW由电动机到运输带的传动总功率为1a422345η=η•η•η•η•η1η—带传动效率：0.962η—每对轴承的传动效率：0.99 3η—圆柱齿轮的传动效率：0.96 4η—联轴器的传动效率：0.99 5η—卷筒的传动效率：0.96则：4210.960.990.960.990.960.79a 422345η=η•η•η•η•η=⨯⨯⨯⨯= 所以 94650.33.8100010000.81d a FV p η=⨯==⨯KW3.确定电动机转速 卷筒的工作转速为6010006010000.311.46500V n D ⨯⨯⨯===∏∏⨯r/min查指导书第7页表1：取V 带传动的传动比2i =~4带；二级圆柱齿轮减速器传动比840i =~减速器，所以总传动比合理围为16160i =~总，故电动机转速的可选围是：n n i =⨯=(16~160)⨯11.46=183~1834总卷筒电机r/min符合这一围的同步转速有750、1000和1500r/min 。

根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案比较适合。

因此选定电动机型号为Y132M1-6，其主要参数如下；四.确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：96083.7711.46n i n ===电机总总分配传动比：取 2.8i =带，则1283.7729.922.8i i ⨯==，12i i =(1.3~1.5)，取1 6.95i =，经计算2i=4.47注：i 带为带传动比，1i 为高速级传动比，2i为低速级传动比。

五.计算传动装置的运动和动力参数：将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴；01η，12η，23η，34η—依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与轴4之间的传动效率。

1.各轴转速：1960342.862.8m n n i ===带r/min121342.8649.336.95n n i ===r/min 23249.3311.454.31n n i ===r/min 4n =3n =11.45 r/min2.各轴输入功率：1013.80.96 3.65d P P =•η=⨯=KW011η=η2112 3.650.980.97 3.47P P =•η=⨯⨯=KW 1223η=η•η 3223 3.470.980.97 3.30P P =•η=⨯⨯=KW 2323η=η•η 4334 3.300.980.99 3.2P P =•η=⨯⨯=KW 3424η=η•η3.各轴输入转矩： 3.809550955037.80960d d w P T N m n ===• 137.80 2.80.96101.61d T T i N m 01=••η=⨯⨯=•带21101.61 6.950.980.97671.30T T i N m 12=••η=⨯⨯⨯=•1 322671.30 4.310.980.972750.37T T i N m 23=••η=⨯⨯⨯=• 4327500.980.992668.41T T N m 34=•η=⨯⨯=•1-3轴的输出功率、输出转矩分别为各轴的输入功率、输入转矩乘轴承传动效率0.99。

运动和动力参数结果如下表：六.设V 计带和带轮：1.设计V 带 ①确定V 带型号查机械设计基础课本表205p 13-6得：AK =1.3，则 1.3 3.52 4.6c A d p K P =•=⨯=KW ，又mn =960r/min,由图13-15确定选取A 型普通V 带，取1D =125，21D i D =⨯⨯(1-ε)=3⨯125⨯0.98=367.5带，取ε=0.02，标准化得2D =375②验算带速：111259606.2825601000601000D n V ∏∏⨯⨯===<⨯⨯m/s③确定带的基准长度：120120.7(2()D D a D D +)<<+取a =1.2（1D +2D ）=1.2（125+375）=60021122()201124o oD D L a D D a π-=+++=mm,由表13-2选取d L=2000 ④确定实际中心距a2000201160059522d o L L a a --=+=+=mm⑤验算小带轮包角1∂21118057.3160120D D a ︒︒︒︒-∂=-⨯=>⑥计算V 带的根数Z ： 由表13-3查得0 1.4P ≈KW ，由表13-5查得K ∂=0.95，由表13-2查得LK =1.03由表13-4查得P ∆=0.11KW ，则V 带的根数4.42.84()(1.380.108)0.959 1.09C o o L P Z P P K K ∂===+∆+⨯因此取Z=3⑦计算作用在带轮轴上的载荷zF由表13-1查得A 型V 带单位长度质量q=0.1Kg/m,所以单根V 带紧力220 2.5 2.5 4.56500(1)500(1)0.1 6.28190.50.9593 6.28C P F qv N K zv ∂=-+=-+⨯=⨯ 故作用在轴上载荷101632sin 23190.5sin 1130.422z F zF N ︒∂==⨯⨯⨯=七.齿轮的设计：1.高速级大小齿轮的设计1）选择齿轮材料：大小齿轮都选用45钢，小齿轮调质处理，硬度230，大齿轮正火处理，硬度210。

2）确定许用应力：a.许用接触应力：lim []bH HLHK S H σσ=查精密机械设计课本表11-7得lim 1b H σ=5702/N mm ，2lim 2550/b N mm H σ=。

故应按接触极限应力较低的计算，即只需求出2[]H σ。

对于调质处理的齿轮，HS =1.1222550[]/500/1.1H N mm N mm σ== b.许用弯曲应力： lim []F bF FC FLFK K S σσ=由表11-10知lim 1F b σ=1902/N mm2lim 2180/F b N mm σ=取FS =1.4，所以221190[]/136/1.4F N mm N mm σ== 222180[]/129/1.4F N mm N mm σ== 3）根据接触强度设计：9级精度制造，载荷系数K=1.2，取齿宽系数0.5ϕ=，测中心距2(6.95199.3a mm =+=选定1z=30,21 6.9530209z uz ==⨯=111.67d m mm z ==12()2392ma z z mm =+= b=0.5239a a X ϕ==119.5mm 4）验算弯曲应力1212VF Fd T K K Y d m βσ=ψ由图8-44查得,x=01z =30，1F Y=2.602z =209，2F Y =2.14211[]13644.2/2.60F F N mm Y σ== 222[]12960.3/2.14F F N mm Y σ== 1212[][]F F F F Y Y σσ<,故应计算大齿轮的弯曲应力， 21144.2/[]F F N mm σ=<σ，弯曲强度足够。

2.低速级大小齿轮的设计：①齿轮材料的选择：小齿轮选用35MnB 调质，硬度260HBS ，大齿轮选用SiMn 调质，硬度225HBS 。

②确定许用应力：a.许用接触应力：lim []bH HLHK S H σσ=查表8-10得lim 1b H σ=7002/N mm2lim 2540/b N mm H σ=故应按接触极限应力较低的计算，即只需求出2[]H σ。

对于调质处理的齿轮，HS =1.1222540[]/491/1.1H N mm N mm σ== b.许用弯曲应力：lim []F bF FC FLFK K S σσ=由表8-11知lim 1F b σ=2402/N mm2lim 2180/F b N mm σ=取FS =1.3所以221240[]/185/1.3F N mm N mm σ== 222180[]/138/1.3F N mm N mm σ== ③根据接触强度设计：1d d K =取K=1.2，齿宽0.5a ϕ=1(4.31296.5d mm =+=取1z=28,21121z uz ==，故实际传动比i=121 4.3228=模数 1222296.53.9828121a X m Z Z ===++12()2ma z z =+=298mmB=0.5298149a a X ϕ==mm 取21149,154b mm b mm == ④验算弯曲应力：1212VF Fd T K K Y d m βσ=ψ 由图8-44查得,x=01F Y =2.63 2F Y =2.16163.5/F N mm σ=〈1[]F ϕ2252.1/F N mm σ=〈2[]F ϕ弯曲强度足够。

八．减速器机体结构尺寸如下：计算公式结果10.0238a1b111.5bb 1.5b2.50.03612fa2505006n 时，10.75fd2=（0.5 0.6）f d M10 1022> m m ,1 10.85m m9轴承端盖外径2D轴承孔直径+（5—5.5）3d 120（I 轴） 125（II 轴）150（III 轴） 轴承旁联结螺栓距离S2S D 120（I 轴）125（II 轴）150（III 轴）九．轴的设计：1．高速轴的设计：①材料：选用45号钢调质处理，查表10-2取[]T ι=352/N mm ，C=100②各轴段直径的确定：由3pd n =p=3.65,则31 3.6522.0342.86d mm ≥=，因为装小带轮的电动机轴径38d =，又因为高速轴第一段轴径装配大带轮，且1(0.8 1.2)d d=~，查手册886P 表7-7，取1d =36,1L =60mm,因为大带轮靠轴肩定位，所以取2d =40,2L =58，41 1.252d d e t m -=-<查手册得1t=3.3，得e=2.2<2.5 1.25 3.125⨯=,因此做成齿轮轴. 此时齿宽为30。