機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)（完整圖紙）

1、設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果1. 傳動(dòng)方案的分析傳動(dòng)方案如下： 為兩級(jí)圓柱齒輪減速器。齒輪為斜齒輪，總傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣。斜齒輪傳動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)平穩(wěn)。鏈傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，為減小沖擊和振動(dòng)，將其布置在低速級(jí)。2. 電動(dòng)機(jī)的選擇1.工作機(jī)的輸出功率： 滾筒的轉(zhuǎn)速： 2.工作機(jī)的有效功率 聯(lián)軸器功率 齒輪功率 鏈輪功率軸承功率 輸送帶功率總效率為78.85%工作機(jī)輸出功率3040w滾筒轉(zhuǎn)速46.522r/min總效率78.85%設(shè)計(jì)與計(jì)算說明主要結(jié)果3.電動(dòng)機(jī)的選擇：所需電機(jī)功率=3040/78.85%=3855.22w。參考文獻(xiàn) 查表20-1，可取y112m-4型號(hào)。額定功率4kw 滿載轉(zhuǎn)速1440r

2、/min 額定轉(zhuǎn)矩2.2 最大轉(zhuǎn)矩2.3 質(zhì)量43kg中心高h(yuǎn)=112mm。外伸軸段d與e為28mm和60mm。3. 轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)1. 計(jì)算總轉(zhuǎn)動(dòng)比： =1440/46.522=30.953。2. 分配各級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)比為使兩極的大齒輪有相近的浸油深度，高速轉(zhuǎn)動(dòng)比和低速轉(zhuǎn)動(dòng)比為/=1.1-1.5。取1.3鏈轉(zhuǎn)動(dòng)比為2-4。取2.4。=30.953可求出=4.095，=3.150，=2.4。3. 各軸轉(zhuǎn)速 =1440r/min=1440/4.095=351.65r/min=351.65/3.15=113.95r/min4. 各軸輸入功率 5. 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 95503.855/1440=25.57n.

3、m 電動(dòng)機(jī)型號(hào)y112m-4各級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)比依次為4.0953.150.2.4轉(zhuǎn)速為1440r/m351.65r/m113.95r/m各軸輸入功率為3.855kw3.828kw3.676kw3.530kw3.215kw各軸輸入扭矩25.57n.m設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果95503.828/1440=25.39n.m95503.676/351.65=99.83n.m9550 3.530/113.95=295.84n.m95503.215/46.522=660.28n.m以上數(shù)據(jù)整理如下：項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸高速軸中間軸低速軸卷軸轉(zhuǎn)速（r/min65113.9546.522功率（kw）3

4、.8553.8283.6763.5303.215轉(zhuǎn)矩（n.m）25.5725.3999.83295.84660.28轉(zhuǎn)動(dòng)比14.0953.152.4效率0.9930.96030.96030.91084.轉(zhuǎn)動(dòng)件的設(shè)計(jì)（一）高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)1.選擇精度，材料，齒數(shù)。參考文獻(xiàn)（2）第十章一般工作機(jī)，速度不高，選7級(jí)。小齒輪為40cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度280hbs，大齒輪為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度240hbs。小齒輪齒數(shù)選21，大齒輪選85。初選螺旋角14度2.按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算：即1） 確定各計(jì)算值1，試選=1.6，2.由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)=2.433。3.由圖10-26查得=0.77，=0.93

5、。+=1.7。4.由表10-7選取齒寬系數(shù)=1。5.由10-6查得材料影響系數(shù)=189.86.由圖10-21d，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=600mpa=550mpa。25.39n.m99.83n.m295.84n.m660.28n.m精度7級(jí)材料40cr齒數(shù)21/85設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。=/2=6014401（1030028）/2=2.0736=/（2）=0.506375由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)0.9，0.95取失效概率1%，安全系數(shù)為s=1。=/s=0.9600=540mpa。=/s=0.95550=522.5mpa。7.許用接觸應(yīng)力=（+）/2=531

6、.21mpa。2）計(jì)算1.=35.55mm 2.v=2.680m/s3.b=35.551=35.55mm=/=h=2.25=2.251.643=3.70mmb/h=35.55/3.70=9.6084. 計(jì)算縱向重合度=0.318=0.318121tan14=1.6655.計(jì)算載荷系數(shù)ka=1.5由v=2.680m/s，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)kv=1.1由表10-13查=1.33 ，表10-4查=1.415由表10-3查=1.4所以k=kakv=1.51.11.41.415=3.269按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑為設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果=45.11計(jì)算模數(shù)=（45.11cos

7、）/21=2.08mm3.按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 確定系數(shù)k=kakv=1.51.11.41.33=3.0723由縱向重合度從圖10-28查螺旋影響系數(shù)=0.88計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)=22.988=93.05查齒形系數(shù)由表10-5查： 由10-20c 查小齒輪的彎曲疲勞極限為500mpa，大齒輪的為380mpa。由圖10-18取彎曲疲勞系數(shù)為，取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4，且為對(duì)稱循環(huán)。=212.5mpa=167.2mpa。計(jì)算大小齒輪的，并比較=2.691.575/212.5=0.01994，=2.1941.783/167.2=0.023397。大齒輪數(shù)大模數(shù)為2.08設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算=1

8、.59mm綜合比較可取模數(shù)為2.5mm。可滿足彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度。4.幾何尺寸計(jì)算 中心距a=136.556mm將中心距圓整為136mm則=其改變不是很大，不必修正。大小齒輪分度圓直徑大小齒輪吃寬分別取55mm，60mm。（二）低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)1.選擇精度，材料，齒數(shù)。一般工作機(jī)，速度不高，選7級(jí)。小齒輪為40cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度280hbs，大齒輪為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度240hbs。小齒輪齒數(shù)選26，大齒輪選82。初選螺旋角14度2.按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算：即1） 確定各計(jì)算值1，試選=1.6，2.由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)=2.433。3.由圖10-26查得=0.73，=0.88。+=1.61

9、。4.由表10-7選取齒寬系數(shù)=1。5.由10-6查得材料影響系數(shù)=189.86.由圖10-21d，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=600mpa模數(shù)為1.59最后取2.5中心距為136分度圓直徑為53.89218.11齒寬為60557級(jí)45鋼齒數(shù)26/82設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果=550mpa。應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。=/2=60351.651（1030028）/2=0.75955=/（2）=0.24113由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)0.91，0.94取失效概率1%，安全系數(shù)為s=1。=/s=0.91600=546mpa。=/s=0.94550=517mpa。7.許用接觸應(yīng)力=（+）/2=53

10、1.5mpa。2）計(jì)算1.=58.02mm 2.v=1.0680m/s3.b=58.021=58.02mm=/=h=2.25=2.252.165=4.8732mmb/h=58.02/4.8732=11.9095. 計(jì)算縱向重合度=0.318=0.318126tan14=2.0615.計(jì)算載荷系數(shù)ka=1.5由v=1.069m/s，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)kv=1.06由表10-13查=1.40 ，表10-4查=1.42由表10-3查=1.4所以k=kakv=1.51.061.41.42=3.16092設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑為=72.827計(jì)算模數(shù)=

11、（72.872cos）/26=2.718mm3.按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 確定系數(shù)k=kakv=1.51.061.41.4=3.1164由縱向重合度從圖10-28查螺旋影響系數(shù)=0.88計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)=28.462=89.764查齒形系數(shù)由表10-5查： 由10-20c 查小齒輪的彎曲疲勞極限為500mpa，大齒輪的為380mpa。由圖10-18取彎曲疲勞系數(shù)為，取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4，且為對(duì)稱循環(huán)。=225mpa=174.8mpa。計(jì)算大小齒輪的，并比較=2.541.615/225=0.018232，=2.2181.778/174.8=0.021561。大齒輪數(shù)大模數(shù)為2.718設(shè)計(jì)計(jì)算與說明

12、主要結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算=2.195mm 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取模數(shù)2.5，可滿足彎曲疲勞強(qiáng)度，但為了滿足接觸疲勞強(qiáng)度需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑72.827mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)，齒輪1取28，則齒輪2取3.15 28=894.幾何尺寸計(jì)算 中心距a=150.727mm將中心距圓整為150mm則=其改變不是很大，不必修正。大小齒輪分度圓直徑大小齒輪吃寬分別取75mm，80mm。（三）鏈輪的設(shè)計(jì)1.取小鏈輪齒數(shù)為17，則大鏈輪齒數(shù)為41。參考文獻(xiàn)（2）第九章由表9-7查得ka=1.4，由9-13查得kz=1.35。則單排鏈計(jì)算功率為2由=

13、6.67kw，及轉(zhuǎn)速113.95r/min。查圖9-11可選20a-1。插表9-1，鏈條節(jié)距為p=31.75mm。3.計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距取=1000mm相應(yīng)的鏈節(jié)數(shù)為取鏈節(jié)數(shù)為94模數(shù)為2.195最后取2.5齒數(shù)為28/89中心距為150分度圓直徑為71.79228.21齒寬為8075齒數(shù)為17/41設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果查表9-7得到中心距系數(shù)=0.24814則鏈的的最大中心距為4 .由v和鏈號(hào)，查圖9-14可知采用滴油潤(rùn)滑。5. 有效圓周力： 壓軸力系數(shù)，則壓軸力為n其總的轉(zhuǎn)動(dòng)比為其誤差為0.25%5.軸的設(shè)計(jì)（一）高速軸 參考文獻(xiàn)第15章1. =3.828kw，=1440r/min，t=

14、25390n.mm。2.作用在齒輪上的力3.該軸上的齒輪直徑小，為齒輪軸，選40cr，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3取a0=112因軸上有鍵槽其最小直徑需擴(kuò)大7%，為16.6mm。故可選彈性柱銷聯(lián)軸器。選hl2聯(lián)軸器2252gb5014-854.軸的尺寸如下圖：最大中心距993速度1.025有效圓周力3443壓軸力3960相對(duì)誤差0.25%設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果5.軸的受力分析如下：計(jì)算如下；力如下（1）設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果（2）彎距如下（1）（2）取最大值40385，扭矩為253906.校核軸的強(qiáng)度取齒輪中心處和齒輪左側(cè)校核。中心處：齒輪左側(cè)處材料為40cr，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得=70mp

15、a。故可以滿足。（二）中速軸1. =3.676kw，=351.65r/min，t=99830n.mm。2.作用在齒輪上的力齒輪2的分度圓直徑為218.11mm最大彎矩為40385扭矩為25390強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果齒輪2上的同齒輪1的力相同，方向相反。3.該軸上的齒輪直徑小，為齒輪軸，選45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3取a0=1124.軸的尺寸如下圖：受力圖如下：設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果5計(jì)算：力如下：=2781+942-2128=2595n（1）352+361-1038=-325n（2）836+352-1038=150n。彎矩如下：（1）（2）總彎矩如（1）設(shè)計(jì)計(jì)算與說明（2）最大值

16、為（2）中的，扭矩為99830。6.較核軸的強(qiáng)度。由圖知道最大彎矩和扭拒在齒輪3的中心處，并較核齒輪3左側(cè)的軸肩處的強(qiáng)度。左側(cè)軸肩處的彎矩為材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得=60mpa。故可以滿足（三）低速軸1. =3.676kw，=351.65r/min，t=99830n.mm。2.作用在齒輪上的力同齒輪三的力大小相等，方向相反。 3.該軸上的齒輪直徑小，為齒輪軸，選45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3取a0=112由于有兩個(gè)鍵槽直徑需擴(kuò)大1.1倍，為34.55mm。故最小處取為36mm。4.尺寸如下最大彎矩為147468強(qiáng)度滿足最小直徑36設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果5.受力圖如下：計(jì)算如下

17、：（1）設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果（2）彎矩如下：（1）2處的明顯要小很多。（2）2處的明顯要小很多。由尺寸圖可以知道軸1處的彎矩最大，直徑相對(duì)最小6.材料為40cr，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得=70mpa。故可以滿足。7.軸1處的軸肩受的彎矩相對(duì)很大，切受扭矩。有應(yīng)力集中，過度配合。需校核該軸鍵左側(cè)，右側(cè)沒有裝配，且直徑較大，不需校核?？箯澖孛嫦禂?shù) 抗扭截面系數(shù)該處彎距是341259 ，扭矩295840 。截面上的彎曲應(yīng)力為最大彎矩為345312強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)計(jì)算與說明截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為軸的材料為40cr，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得，=735mpa，=355mpa，=200mpa。截面上由于應(yīng)力

18、集中形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表3-2查取。因r/d=0.0267，d/d=1.2，查得=2.09，=1.66。又由附圖3-1可得。故有效應(yīng)力集中系數(shù)為由附圖3-2的尺寸系數(shù)=0.75，由附圖3-3的扭轉(zhuǎn)系數(shù)=0.85。軸按磨削加工，由附圖3-4的表面質(zhì)量系數(shù)為軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即=1可得綜合系數(shù)為；計(jì)算安全系數(shù)：s=1.5故可知其安全。主要結(jié)果安全系數(shù)滿足設(shè)計(jì)計(jì)算與說明6.軸承的校核1.高速軸上的軸承校核。 參考文獻(xiàn)（2）13章軸承為6206型號(hào)，無(wú)派生軸向力。1.正向時(shí)，軸承1受軸向力為218n。則插值法求得e=0.207，y=2.13，x=0.56。兩軸承的徑向力分別為，2.反向時(shí)，軸

19、承2受軸向力為218n。兩軸承的徑向力分別為，綜合可選879n，20961/300/2/8=4.37年，則軸承在經(jīng)濟(jì)使用期限內(nèi)。2.中速軸上的軸承校核軸承為6306型號(hào)，無(wú)派生軸向力。1.正向時(shí)，軸承2受軸向力為416n。則插值法求得e=0.222，y=1.977，x=0.56。兩軸承的徑向力分別為主要結(jié)果軸承為6206型號(hào)壽命為4.37年軸承為6306設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果，2.反向時(shí)軸承1受軸向力，為416n。兩軸承的徑向力分別為，綜合可選2103n，16712/300/2/8=3.48年，則軸承在經(jīng)濟(jì)使用期限內(nèi)。3.低速軸上的軸承校核軸承型號(hào)是7309c，有派生力。1.正向時(shí)，兩軸承的徑

20、向力分別為fa=634n。初選e=0.4，fa和軸承1的徑向力一致，。，。查表得，。壽命為3.48年軸承為7309c設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果，。所以，。，。查表，無(wú)變化。查表得y=1，x=0.44。2.反向時(shí)，兩軸承的徑向力分別為fa=634n。初選e=0.4，fa和軸承2的徑向力一致，。，。查表得，。，所以，。設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果，。查表，變化很小。查表得y=1，x=0.44。綜合取5831n，21451/300/2/8=4.47年，則軸承在經(jīng)濟(jì)使用期限內(nèi)。7.鍵的校核1.聯(lián)軸器上的鍵，選擇鍵b645gb1096-79。為剛性動(dòng)連接，。滿足強(qiáng)度要求。2.齒輪2上的鍵，選擇鍵1063gb1096-97。為剛性動(dòng)連接，。滿足強(qiáng)度要求。3.齒輪3上的鍵，選擇1040gb1096-79。為剛性動(dòng)連接，。滿足強(qiáng)度要求。4.齒輪4上的鍵，選擇1663gb1096-79。為剛性動(dòng)連接，。壽命為4.47年強(qiáng)度滿足強(qiáng)度滿足強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果滿足強(qiáng)度要求。5.鏈上的鍵，選擇雙鍵c1040gb1096-79。為剛性動(dòng)連接，滿足強(qiáng)度要求。鍵的計(jì)算參考文獻(xiàn)（2）第六章8.減速器附件的選擇1.端蓋的設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)（1）表9-9確定，為使制造方便，可靈活變動(dòng)，取相對(duì)一致的值，如端蓋的厚度一直。2.通氣