减速齿轮箱课程设计
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
?
机械设计基础课程设计说明书
设计题目：减速齿轮箱
专业：热能与动力工程
学生姓名:
学号：
班级:
指导教师:
目录
一、传动装配的总体设计
1.1电机的选择 (3)
1.2求传动比··················································３
1.3计算各轴的转速、功率、转矩 (4)
二、链的设计计算·············································４
三、齿轮的设计
3.1原始数据 (5)
3.2齿轮的主要参数 (5)
3.3确定中心距 (6)
3.4齿轮弯曲强度的校核 (7)
3.5齿轮的结构设计············································７
四、轴的设计计算
4.1轴的材料的选择和最小直径的初定····························８
4.2轴的结构设计 (8)
4.3轴的各段直径 (8)
4.4各轴的轴向距离···········································９
4.5轴的弯曲强度的校核 (10)
五、滚动轴承的选择
5.1滚动轴承的选择 (10)
六、键连接的选择与计算
6.1键连接的选择和校核 (10)
七、联轴器的选择
7.1类型选择 (12)
7.2计算转矩··············································１2
7.3型号选择 (12)
八、润滑方式、润滑油型号及密封方式的选择
8.1润滑方式、润滑油型号的选择 (12)
8.2减速器密封方式的选择·······································1２
九、箱体及附件的结构设计和选择
9.1箱体的结构尺寸 (12)
十、参考资料 (13)
机械设计课程设计计算说明书
设计要求:
工作年限：8年
工作班制:2
工作环境：清洁
载荷性质:平稳
生产批量：小批
技术参数:
滚筒圆周力：2200N 滚筒直径:300mm
带速：1.8m／ｓ滚筒长度：４００mm
齿轮箱设计原理简图
一、传动装配的总体设计
1．１电机的选择
w
p—工作机所
需功率,
kw
1．2求传动比计算各轴的转速轴1转速
w
p—工作机所需功率，kw；
e
p—电动机的额定功率, kw；
d
p—电动机所需功率, kw;
电动机到工作机的总效率为
η
，
η
1,
η
2，
η
3，
η
4,
η
5分别是链传动、滚动轴承、闭式齿轮传动(齿轮精
度为８级）、联轴器、卷筒的传动效率。
90
.0
1
=
η
、
98
.0
2
=
η
、
97
.0
3
=
η
、
99
.0
4
=
η
、
96
.0
5
=
η
Kw
V
F
p
w
96
.3
1000
8.1
2200
1000
=
?
=
?
=
797
.0
5
4
3
3
2
1
=
?
?
?
?
=η
η
η
η
η
η
Kw
p
p
p w
e
d
97
.4
=
=
=
η
ｎ电=960r/miｎ
额定功
率
（kw）
同步转
速
（r/min
）
满载转
速
（r/min
）
总传动
比
Y132M2-
6
5.5 1000 960 8.34
P w=３.96kw
η=0.797
ｐ
d=p e=4.97kw
n电=９６
0r/min
轴２转速
１.3计算各轴的转速、功率、转矩
各轴转速
轴1的输入功率
轴2的输入功率
轴１的转矩
轴2的转矩
二、链的设计计算
传动比
小链轮齿数初定中心距
链条节数
min
/
480
2
960
2,1
1
r
n
i
n=
=
=
min
/
115
17
.4
4800
3,2
1
2
r
i
n
n=
=
=
min
/
115
300
14.3
8.1
1000
60
8.1
1000
60
r
D
n w=
?
?
?
=
?
?
=
π
34
.8
115
960
2
1=
=
=
i
i
i
2
2,1
=
i17.4
3,2
=
i
min
/
115
min
/
960
2
1
r
r
n
n
=
=
kw
p
p
d
473
.4
1
1
=
?
=η
Kw
p
p25.4
97.0
98.0
473
.4
3
2
1
2
=
?
?
=
?
?
=η
η
m
N
n
p
T.
94
.
88
480
473
.4
9550
9550
1
1
1
=
?
=
?
=
m
N
n
p
T.
93
.
352
115
25
.4
9550
9550
2
2
2
=
?
=
?
=
2
2,1
=
i
由《机械设计基础》P2３6表13-１３得
Z1＝２7
Z2=54
p
a40
=
n１=480r/min
n2=115r/mｉn
n w=１１5ｒ
/miｎ
i=８．3４
2
2,1
=
i
17
.4
3,2
=
i
473
.4
1
=
p
k
ｗ
kw
p25.4
2
=
Ｔ１＝88.94
Ｎ．m
T２=35２.9３
N.ｍ
计算功率
链条型号的确定
节距
中心距
校验链速
三.齿轮的设计计算
3.1原始数据
3．2齿轮的主要参数
\
最小安全系数
2
1
2
2
1
2
2
2??
?
?
?
?-
+
+
+
=
π
z
z
a
p
z
z
a
L
p
p
由《机械设计基础》P239表１３-14、P２4０13-３4
得
0.1
=
k A94.0=
k z
P
K
K
K
p
m
z
A
c
=
由《机械设计基础》P239,表13-33得
kw
P c17.5=min
/
960
1
r
n=
所以选取０．8Ａ
mm
p7.
12
=
p
a a40
=
=
s
m
p
v
n
z
/
48
.5
1000
60
960
7.
12
27
1000
60
1
1=
?
?
?
=
?
=
其中小齿轮４５号钢调质,大齿轮45号钢正火
由上述硬度可知，该齿轮传动为闭式软尺面传动,
软尺面硬度<350HBS，所以齿轮的相关参数按接触强
度设计，弯曲强度校核。
由《机械设计基础》171页表11-1
小齿轮4５号钢调质齿面硬度1９７~28６HBS
接触疲劳极限5７５Ｍpa 弯曲疲劳极限445Ｍpa
大齿轮4５号钢正火齿面硬度15６~2１7HＢＳ
接触疲劳极限3７5Mpａ弯曲疲劳极限310Mｐａ
由176页表１１－5查得
材料牌
号
热处理
方法
强度极
限
/
B
Mpa
σ
屈服极
限
/
C
Mpa
σ
硬度
HBS
45
正火560 200 169~217
调质580 220 229~286
Z1=27
Z２=５4
Lp=121
kw
p
c
17
.5
=
mm
p7.
12
=
mm
a8.
50
=
Ｖ=5.48m/ｓ
齿轮1转矩
弹性系数
齿轮１的最小直径
3.3确定中心距
齿数
实际传动比
模数
齿宽
25
.1
0.1
min
min
=
=S
S F
H
[]Mpa
S H H
H
575
0.1
575
1
lim
1
=
=
=
σ
σ
[]Mpa
S H H
H
375
0.1
375
2
lim
2
=
=
=
σ
σ
[]Mpa
S F FE
F
356
25
.1
445
1
1
=
=
=
σ
σ
[]Mpa
S F FE
F
300
25
.1
375
2
2
=
=
=
σ
σ
按齿面接触强度设计(8级精度齿轮）
载荷系数K=1 齿宽系数Фd＝0.8
小齿轮的转矩
94
.
88
480
473
.4
9550
9550
1
1
1
=
?
=
?
=
n
p
T
由《机械设计基础》P１75页
Mpa
Z E0.
188
=17
.4
2,1
=
=i
u
[]mm
H
E
u
u Z
KT
d
d
9.
72
1
32
.23
2
1
1
≥
+
?
≥
?
?
?
?
?
?
σ
?
30
1
=
Z125
17
.4
30
2
=
?
=
Z
17
.4
30
125
23
=
=
i
43
.2
30
9.
72
1
1=
=
=
z
d
m
mm
b d d32.58
9.
72
8.0
1
=
?
=
=?
[]Mpa
H
575
1
=
σ
[]Mpa
H
375
2
=
σ
[]Mpa
F
356
1
=
σ
[]Mpa
F
300
2
=
σ
T1=88.94Ｎ.m
d1＝72.9mm
Z1=３0
Z2=１２5
17
.4
3,2
=
i
《机械设计基础》P５9按表4-1
实际d1
实际ｄ2
中心距
3．4齿轮弯曲强度的校核
验算轮齿弯曲强度
齿轮的圆周速度
mm
b60
2
=mm
b70
1
=
2
=
m
mm
m z
d60
30
2
1
1
=
?
=
?
=
mm
m z
d250
125
2
2
2
=
?
=
?
=
155
2
2
1=
+
=
d
d
a
由《机械设计基础》P17７表11-8表１1－９
6.2
1
=
Y Fa2.2
2
=
Y Fa
56
.1
1
=
Y Sa2.2
2
=
Y Sa
[]
σ
σ1
1
2
1
1
1
1
2.
100
2
F
Fsa
Fa
F
Mpa
b
K
z
m
Y
Y
T
<
=
=
[]
σ
σ
σ2
1
2
37
.
98
2
1
1
1F
F
F
Mpa
Y
Y
Y
Y
sa
Fa
Sa
Fa
<
=
=
s
m
s
m
v
n
d
/
4
/
5.1
100
60
1
1<
=
?
=
π
符合齿轮的等级要求
由于
mm
mm
d500
250
2
≤
=
的齿轮可以锻造或铸
m=2．43mm
ｂ=58.3２ｍｍ
b２=60mm
b１=70ｍm
m=2mm
d１=6０mm
d2=2５0ｍm
a=155mｍ
Mpa
F
2.
100
1
=
σ
Mpa
F
37
.
98
2
=
σ
３.5齿轮的结构设计
四、轴的设计计算
4.1 轴的材料的选择和最小直径的初定
直径的初算
主动轴的直径从动轴的直径
4．２轴的结构设计简图
4.3 轴的各段直径造,通常采用腹板式结构，直径较小的齿轮可以做成实
心的。
轴在选择上,选择45号钢调质处理的材料
3
n
p
c
d≥
由《机械设计基础》p25０表14-２
C=110
mm
c
n
p
d1.23
480
473
.4
1103
3
1
1
1
=
=
≥
mm
c
n
p
d6.36
115
25
.4
1103
3
2
2
2
=
=
≥
因为两轴上均有２个键槽
mm
d25
1
=mm
d40
2
=
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
d
1d2
d
3
d
4
d
5
d
7
轴1：
mm
d25
1
=
mm
d
d30
)5
1(
1
2
=
-
+
=
mm
d
d35
)5
1(
2
3
=
-
+
=
d１＝２3.1mm
d２=36．6mm
mm
d25
1
=
４.4 各轴的轴向距离
轴1的轴向长度
mm
d
d40
)5
1(
3
4
=
-
+
=
mm
d
d45
)5
1(
4
5
=
-
+
=
mm
d
d40
)5
1(
5
6
=
-
-
=
mm
d
d35
3
7
=
=
轴2：
mm
d40
'
1
=
mm
d
d45
)5
1(
'
1
'
2
=
-
+
=
mm
d
d50
)5
1(
'
2
'
3
=
-
+
=
mm
d
d55
)5
1(
'
3
'
4
=
-
+
=
mm
d
d60
)5
1(
'
4
'
5
=
-
+
=
mm
d
d55
)5
1(
'
5
'
6
=
-
-
=
mm
d
d50
'
3
'
7
=
=
由于主动轴上齿轮厚b=70mm、轴承选取6007 ＧB/T
２7６-94 Ｂ=1４mｍ
所以
mm
b
l60
4
=
B l14 7 = = mm B l35 3 = >mm l60 1 = mm l65 2 =mm l11 5 = mm l10 6 = d2＝3０ｍｍ d3=4０mｍ d4=4５mｍ ｄ5＝45mm d６=40mm d7=35ｍm d1’=40mm d2’=45mｍ d3’＝50mm d4’＝55mm d5’=60mm d６’=55mｍ d7’=５0mm mm l60 1 = mm l65 2 = mm B l35 3 = > mm b l60 4 = < 轴2的轴向长度 ４.5 轴的弯曲强度的校核 轴上载荷 弯扭校合 五、滚动轴承的选择 轴1的选择 轴2的选择 六、键连接的选择与计算 ６.1 键的类型及其尺选择 轴1外伸端处键 的校核 从动轴上齿厚ｂ＝6０mm、轴承选取６０10 GB/T2 ７６－94 B=１6mm同理,同时保证齿轮在轴线上相平衡 mm l60 1 =mm l65 2 =mm l40 3 = mm l50 4 =mm l11 5 =mm l10 6 = mm l16 7 = Mｍ=316767Ｎ.mm Ｔ=9２5200N.mｍ 3 3 321600 60 1.0 1.0mm d W= ? = = ] [ 2. 51 ) (2 1 2 p m p MPa W T M σ α σ< = + = mm d30 3 = 根据《机械课程设计》P13４附表6.２深沟球轴承（Ｇ B276－９4) 轴承1选择６０0７ＧＢ/T276－９4 根据《机械课程设计》Ｐ134附表６.2深沟球轴承 (GB276-94) 轴２选择6010 GB/Ｔ２76-9４ 带轮传动要求带轮与轴的对中性好，故选择Ａ型 平键联接。 根据轴径d=３0,由《机械设计课程设计》，附查４.１ mm l11 5 = mm l10 6 = mm B l14 7 = = mm l60 1 = mm l65 2 = mm l40 3 = mm l50 4 = mm l11 5 = mm l10 6 = mm l16 7 = Mm=316７ 67N.ｍm Ｔ=92５２０ 0N.mｍ mm W3 21600 = mm d50 = mm d50 '= 验算挤压强度 确定键槽尺寸相应的公 轴2外伸端处键的校核 键的类型及其尺寸选择 验算挤压强度 确定键槽尺寸及相应的公差 齿轮处键的校核及其尺寸选择 验算挤压强度得:键宽b=１0mm,键高h=8mm，因轴长L １ =60mｍ，故取键 长L＝５0 将Ｉ=L—b，k＝0.4h代入公式得挤压应力为 21000 p T k l d σ ? == ?? 53.82Mpa 由教材表查得，轻微冲击时的许用挤压应 力[ p σ]50—60MPa, p σ<［ p σ]，故挤压强度足够。 轴槽宽为20N9 -052 ０,轴槽深ｔ=５．0ｍm,r6对应的 极限偏差为: 043 .0 062 .0 。毂槽宽为20Ｊs9±０.０２６，毂 槽深 h＝4.9 mm。H7对应的极限偏差为0.０30 带轮传动要求带轮与轴的对中性好,故选择A型 平键联接。 根据轴径d=40mm，由《机械设计课程设计》，附查4.1 得键宽b=12mm，键高ｈ=８mm,因轴长Ｌ 1 ＝60mm，故取键 长L=50mm 将I=L—b,k＝0．4h代入公式得挤压应力为 21000 p T k l d σ ? == ?? 52．41Mｐa 由教材表查得，轻微冲击时的许用挤压应 力[ p σ］５0—60ＭPa, p σ＜[ p σ]，故挤压强度足够。 轴槽宽为2０N９ －05２ 0,轴槽深t=7.5ｍｍ,r6对应的 极限偏差为: 043 .0 062 .0 。毂槽宽为2０Js９±0．026，毂槽 深 h=4.9 ｍm。H7对应的极限偏差为0.030 带轮传动要求带轮与轴的对中性好,故选择A型，平键连 接。 根据轴径d＝50,由由《机械设计课程设计》,附查４.1, 查得：键宽b=１4mm，键高h＝9mm,因轴长Ｌ 1 =60ｍm，故 取键长L=4５ｍm 将Ｉ=L—ｂ，k=0.4h代入公式得挤压应力为 ｂ=１0mm ｈ=8mm L=50ｍｍ b=12mm h=8ｍm L５0mm 确定键槽尺寸相应的公差 七、联轴器的 选择 ７.１类犁选择 7.2 计算转矩7.3 型号选择 八、润滑方式、润滑油型号及密封方式的选择 ８．１润滑方式、润滑油型号选择 １、齿轮的润滑 ２、轴承的润滑 8．2 减速器的密封 轴伸出处密封 轴承室内侧密封 21000 p T k l d σ ? == ?? ５9.１７Mｐa 由教材表得,轻微冲击时的许用挤压应[ p σ]5０—60Ｍ Ｐa， p σ<［ p σ],故挤压强度足够。 轴槽宽为20Ｎ9 －052 0，轴槽深ｔ=7.５mm，r６对应的 极限偏差为: 043 .0 062 .0 。毂槽宽为20Js9±0.0２６，毂槽深 h=４.9 mｍ。H7对应的极限偏差为０.03０ 联轴器用在减速器的输出端，从动轴转速n h ＝ 115r/ｍin,传递的功率为Ｐ 2 =４.９７ｋw 传递 的转矩为T２=3５2.93N.m 轴径为d＝40ｍm 为减轻减速器输出端的冲击和振动,选择弹性柱 销联轴器,代号为ＨL。 由教材表43－l，选择工作情况系数K=1．２5 T c ＝Ｋ·T Ⅱ =3５2.93×1.25=4４1．16 N.m 按计算转矩、轴径、转速，从标准中选取HL3型 弹性柱销联轴器,采用短圆柱形轴孔。 公称转矩:T n =630>Ｔc 许用转速:n １ =1０００>n １1 主动端：了型轴孔、A型键槽、轴径d １ =，半联轴 器长度L 根据齿轮的圆周速度7.5m/s 选择油润滑,浸油 深度1０mm,润滑油粘度为59。 滚动轴承根据轴径选择脂润滑,润滑脂的装填量， 润滑脂的类型为钙基２号钠基2号。 轴伸出处密封的作用是使滚动轴承与箱外隔绝防 止润滑油(脂）漏出和箱外杂质，水基灰尘等侵入 轴承室避免轴承急剧磨损和腐蚀,采用垫圈密封 方式。 采用挡油环密封方式,其作用是防止过多的油，杂 质以及啮合处的热油冲入轴承室。 b=１4mm h=９mm Ｌ=45mｍ HL4型 公称转矩1２5 ０ 许用转速4０ 00 轴孔长度１12 箱盖与箱座接合面的密封 九、箱体、箱盖主要尺寸计算 十、参考资料采用密封条密封方法。 箱体采用水平剖分式结构,采用HT２00灰铸铁铸造而 成。 基座壁厚mm 8 = δ 机盖壁厚mm 8 1 = δ 机座凸缘厚度ｂ=1２ｍm 机盖凸缘厚度b1=1２mm 机座底凸缘厚度b2=20mｍ 地脚螺钉直径df＝20mｍ 地脚螺钉数目n＝4 轴承旁联结螺栓直径ｄ1=１6mm 机盖与机座联接螺栓直径ｄ2=12mm 联轴器螺栓ｄ2的间距l＝160ｍm 轴承端盖螺钉直径ｄ3=10ｍm 窥视孔盖螺钉直径d４=８mm 定位销直径d=8mm d f,ｄ1, d2至外机壁距离C1=２6，２２，18mm d f,d2至凸缘边缘距离C２=24，16mm 轴承旁凸台半径Ｒ1=2４,1６mｍ 外机壁至轴承座端面距离h=60,44mm 大齿轮顶圆与内机壁距离△l1＝1２mm 齿轮端面与内机壁距离△l2=10mm 机盖、机座肋厚m1=m2＝７mm 轴承端盖外径D2=９0mｍ 轴承端盖凸缘厚度ｔ=１０ｍm 轴承旁联接螺栓距离s=Ｄ2＝90mm 杨可桢、程光蕴、李仲生、钱瑞明第六版《机械设计 基础》高等教育出版社 韩莉、邓杰、王振甫《机械设计课程设计》重庆大学 出版社 mm 8 = δ mm 8 1 = δ b＝12ｍm b1=1２mm b2=20mｍ dｆ=2０mm n＝４ d1=16mm d2=12mm l=160ｍm ｄ3=1０mm d4=８mｍ d=8ｍm C１=２6，２ ２，18mm C2＝24,１6mm R1=２４,１ 6mm ｈ=60,44mｍ △l1=１2mm △l2=1０mm ｍ1=m２=7mm D2=9０mm t=1０mm s=D2＝90mm
相关主题
文本预览