二级圆柱齿轮减速器(精华版)

机械工程学院课程设计

二级圆柱齿轮减速器

1 前言

机械设计课程设计是学生第一次较全面的在机械设计方面的训练，也是机械设计课程的一个重要教学环节，其目的是：第一、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先修课程的理论和知识，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使学生知识得到巩固，深化和扩展。第二、学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件部件、机械传动装置和简单机械的设计原理和过程，第三、进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册、图册、标准和规范等)以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。

机械设计课程设计的题目是带式运输机的传动装置的设计，设计内容包括：确定传动装置总体设计方案，选择电动机；计算传动装置运动和动力的参数；传动零件，轴的设计计算；轴承，联轴器，润滑，密封和联接件的选择与校核计算；箱体结构及其附件的设计；绘制装配工作图及零件工作图；编写设计说明书；毕业设计总结；最后完成答辩。

2 传动装置的总体设计

2.1比较和选择传动方案

2.2、选择电动机类型及功率

2.2.1选择电动机类型: 用Y系列电动机

2.2.2 确定电动机功率:

计算及说明结果

工作机的效率 0.96w j ηη==

传动装置中各部分的效率,查手册中表1-7 7级精度的一般齿轮传动效率 0.97η=齿 弹性联轴器传动效率 0.99η=联 齿式联轴器传动效率 0.99l η= 滚子轴承传动效率 0.98η=球

电动机至工作机之间传动装置的总效率

l ηηηηηηηη=联

滚子

齿

滚子

齿

滚子

0.990.980.970.980.970.990.980.960.833=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=

工作机所需功率8.121000w w F P kW ν

η=

=

所需电动机功率9.74w

d P P kW η

=

=

0.833η=

8.12w P kW = 9.74d P kW =

2.2.3 确定电动机转速

由所需电动机功率查手册中表12-1，可选Y160M-4型电机，额定功率11kW ，满载转速1460r/min,电机级数：4级。

由60000w V D νπ=

,得60000 1.7

72.173/min 3.14450

w n r ⨯=

==≈⨯。 2.3 计算总传动比和分配各级传动比

传动装置的总传动比要求为1460

2073

m w n i n =

== 式中： n m —电动机满载转速,r/min.

一般推荐展开式二级圆柱齿轮减速器高速级传动比21i )5.1~3.1(i =,取125,4i i ==. 2.4 计算传动装置运动和动力参数

该传动装置从电动机到工作机有三轴,依次为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴,则: 1.各轴转速

11460min m n n r ==

1211460292min 5n n r i =

== 23227673min 4

n n r i =

== 式中: n m —为电动机满载转速,r/min;n 1、n 2、n 3 —分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴转速,r/min;Ⅰ为高速轴,Ⅲ为低速轴. 2.各轴功率

1

019.64779d P P kW η== 2112

9.17119P P kW η== 3

2238.71813P P kW η== 式中: P d —为电动机输出功率,KW;

P Ⅰ、P Ⅱ、P Ⅲ —分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴输入功率,KW ； 231201ηηη，，—依次为电动机与Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴的传动效率。 3.各轴转矩

111955063.107T P n N m ==⋅ 2229550299.94816T P n N m ==⋅

33395501094.907495501062.27w w w T P n N m

T p n N m

==⋅==⋅

3 传动零件的设计计算

用《机械设计课程设计手册》所附光盘工具配合Auto CAD 2006设计各级啮合齿轮过程及结果如下： 3.1 第一级齿轮传动设计计算

输入数据如图：

工作模式设定如图：

校核如图：

第一级齿轮设计最终结果如下：

计算及说明结果设计传递功率 /kW: 9.74523

小轮最高转速 /(r/min): 1460.00

小轮最大扭矩 /(N.mm): 63744.50

预期工作寿命 /h: 38400

第Ⅰ公差组精度(运动精度) : 7

第Ⅱ公差组精度(运动平稳性): 7

第Ⅲ公差组精度(接触精度) : 7

名义传动比 : 5.00

实际传动比 : 5.00 使用系数 : 1.10 动载系数 : 1.12 接触强度齿间载荷分配系数 : 1.29 接触强度齿向载荷分布系数 : 1.49 弯曲强度齿间载荷分配系数 : 1.43 弯曲强度齿向载荷分布系数 : 1.41

5 i

支承方式 : 非对称支承传动方式 : 闭式传动齿面粗糙度Rz /μm : 3.20

润滑油运动粘度V40/(mm^2/s): 22.00

小轮齿数z1 : 17

小轮齿宽b1 /mm: 68.00

小轮变位系数x1 /mm: 0.0000

小轮分度圆直径 /mm: 68.00

齿轮法向模数mn /mm: 4.00

小轮计算接触应力 /MPa: 448.47

小轮接触疲劳许用应力 /MPa: 605.36

小轮接触疲劳极限应力 /MPa: 730.00

小轮计算弯曲应力 /MPa: 50.57

小轮弯曲疲劳许用应力 /MPa: 295.18

小轮弯曲疲劳极限应力 /MPa: 275.00

小轮材料及热处理方式 : 合金钢调质小轮齿面硬度 /HV10 : 280.00

大轮齿数z2 : 85

中心距 /mm: 204.000 大轮齿宽b2 /mm: 68.00

大轮变位系数x2 /mm: 0.0000

大轮分度圆直径 /mm: 340.00

大轮计算接触应力 /MPa: 448.47

大轮接触疲劳许用应力 /MPa: 473.78

大轮接触疲劳极限应力 /MPa: 485.00

大轮计算弯曲应力 /MPa: 46.71

大轮弯曲疲劳许用应力 /MPa: 210.44

大轮弯曲疲劳极限应力 /MPa: 195.00

大轮齿面硬度 /HBW : 210.00 z

1

=17

b

1

=68

d

1

=68

m

n

=4

40Cr

z

2

=85

b

2

=68

d

2

=340