2022年三级减速器设计.docx

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1、精品学习资源机械系统创新设计综合实践设计说明书姓名：李时召班级：机电 1104学号：11221098指导老师：杜永平 、李德才日期：2021.1.9欢迎下载精品学习资源目录0. 设计题目及要求31. 传动装置的总体设计41.1 传动方案的确定41.2 电动机的挑选51.3 传动比的运算及安排71.4 传动装置的运动和动力参数的运算72. 齿轮的设计和运算92.1 高速级齿轮传动的设计运算92.2 中速级齿轮设计运算112.3 低速级齿轮设计运算143. 轴的设计与运算173.1 轴的设计183.2 轴的设计运算193.3 轴的设计运算203.4 轴的设计214. 轴承的校核234.1.234.

2、2.235. 联轴器的挑选245.1 输入端联轴器245.2 输出端联轴器246. 箱体设计与减速器的润滑256.1 箱体的参数设计256.2 减速器的润滑267. 经济性分析268. 设计心得279. 参考文献27欢迎下载精品学习资源0. 设计题目：卷扬机传动装置设计（一）设计要求（ 1）卷扬机由电动机驱动，用于建筑工地提升物料，详细参数：绳的牵引力为12kN ，绳的速度 0.4m/s，卷筒直径 500mm（ 2）室内工作，小批量生产；（ 3）动力源为三相沟通电380/220V ，电动机单向运转，载荷较平稳；（ 4）使用期限为 10 年，大修周期为三年，两班制工作；（ 5）专业机械厂制造，可

3、加工7、8 级精度的齿轮、蜗轮；（二）原始技术数据绳牵引力 F kN 10绳牵引速度 vm/s0.5卷筒直径 D/mm470（三）应完成的任务（ 1）完成卷扬机总体方案设计和论证（至少提出两种以上的方案），绘制总体设计原理方案图；（ 2）完成主要传动装置的结构设计，其中减速器的级别至少是二级；（ 3）完成减速器装配图1 张（ A0 或 A1 ）；零件（建议低速轴、大齿轮）工作图2 张（ A3或 A4 ）；（ 4）进行经济性分析；（ 5）编写设计运算说明书1 份；欢迎下载精品学习资源设计运算结果1. 传动装置的总体设计1.1 传动方案的确定传动方案的挑选主要考虑1 ）电机与减速器间是用带连接仍是

4、联轴器2 ）减速器是二级仍是更高级初步确定以下三种方案：方案一如图：特点：传动稳固，价格廉价；但安全性差，承载性能小；拆装难；方案二：特点：传动比稳固，结构紧凑，承载才能大，但是安装精度高，齿轮工作条件差，磨损严峻价格高；方案三： 特点： 承载才能大， 传动比稳固， 工作牢靠， 结构紧凑， 拆装便利，欢迎下载精品学习资源但安装精度高，价格贵，电机与减速器间无过载爱护；欢迎下载精品学习资源通过在经济性、 便利性、 特殊是题设条件等方面的考虑最终确定传动方案三优点有：承载才能大，传动比稳固，工作牢靠，结构紧凑，拆装便利等优传动方案选方案三欢迎下载精品学习资源点；缺点：安装精度高，价格贵，电机与减速

5、器间无过载爱护等；对于这些缺点，在下面的设计过程中会尽量削减或排除以使设计的减速器更加合理；1.2 电机的挑选1.2.1 传动装置的总效率欢迎下载精品学习资源由所选方案有：联轴器 2 个，传动效率1 一般为 0.99 ，取为 0.99轴承 4 对，传动效率2 范畴为 0.98 0.99 取轴承效率 0.99齿轮啮合对，级精度直齿圆柱齿轮单级传动效率3 =0.96 0.98 ，取0.97 ；10.9920.9930.97欢迎下载精品学习资源就运算总效率：2431231.2.2 工作机所需输入功率0 . 859=0.859欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源电机输入功率为：PdPw，其中PW

6、kwFV 1000欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源式中： Pd-工作机实际需要的电动机输出功率，KW； Pw-工作机所需输入功率，KW；-电动机至工作机之间传动装置的总效率；Pd =5.82kw欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源所以 Pd1210000.55.82 欢迎下载精品学习资源0.8591000考虑到安全问题，使电动机的额定功率Ped（ 1 1.3 ）Pd，由查表得电欢迎下载精品学习资源动机的额定功率 P 7.5KW；nw =20.32欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源1.2.3 确定电动机型号运算滚筒工作转速60 V60 0.5nw20.32r / min：r/m

7、in欢迎下载精品学习资源D470由举荐的传动比合理范畴，三级级圆柱齿轮减速器的传动比一般范畴：27 216 ；（ 由 机 械 设 计 课 程 设 计 手 册表 1-8得 ）； 故 电 机 的 可 选 转 速 为 ：欢迎下载精品学习资源ndwi n27 21620.32549 4389r/ min欢迎下载精品学习资源符合要求的型号Y 型电机有 4 种功率（ KW转速（ r/min额定电流（ A）重量（ kg）Y132s2-27.529001572Y132M-47.5144015.479Y132M-67.597017116Y160L-87.572017.7140选 Y132M-4欢迎下载精品学习资

8、源型电机欢迎下载精品学习资源从价格、电机重量体积和齿轮传动的强度问题等综合因素考虑，挑选 Y132M-4型电机1.3 传动比的运算及安排1.3.1 传动装置的总传动比要求应为传动装置的总传动比为：i =nm/n w=1440/20.32=70.866ndr/min=1440欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源式中： nm- 电动机满载转速1.3.2 安排各级传动比依据二级传动比运算方法运算三级齿轮传动比：考虑到减速箱内大齿轮浸油深度等因素影响，取安排比系数为1.3 ：i =70.866欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源ii234.138i1 =5.380欢迎下载精品学习资源欢迎下载精

9、品学习资源i3i 2/1.33.183i 2 =4.138欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源i11.4i25.380i3 =3.183欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源1.4 传动装置的运动和动力参数的运算P05.820 KW欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源电动机轴P0Pd5.820 KWn0 =1440r/min欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源n0nm1440r/ minT0 =38.594Nm欢迎下载精品学习资源P0T09549n038.594 NmP1 =5.762欢迎下载精品学习资源轴（高速轴）kw欢迎下载精品学习资源P1P0 15.762 KWn1min=

10、1440r/欢迎下载精品学习资源n1n01440r / minT1 =38.209欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源P1T19549n1轴38.209 NmNmP2=5.533欢迎下载精品学习资源P2P1 235.533KWKw欢迎下载精品学习资源n2n1/ i1267.658r/ minn2 =267.65欢迎下载精品学习资源T9549 P2197.396 Nm8r/minT欢迎下载精品学习资源n22 =197.3926Nm欢迎下载精品学习资源轴P3P2235.313 KWP3 =5.313kw欢迎下载精品学习资源n3n2 / i264.683r/ minn3 =64.683欢迎下载精

11、品学习资源欢迎下载精品学习资源P3T39549n3轴P4P323784.346 Nm5.102 KWr/minT3 =784.346NmP4=5.102欢迎下载精品学习资源n4n3 / i320.321r/ minkw欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源P4T495492397.517 Nmn4 =20.32r欢迎下载精品学习资源n4/minT4 =2397.5欢迎下载精品学习资源轴（工作轴）17Nm欢迎下载精品学习资源P5P4 125.000 KW欢迎下载精品学习资源n5n420.321r/ minP5 =5.00kw欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源T5P52349.540Nmn

12、5n5 =20.32r/min欢迎下载精品学习资源T5 =2349.5欢迎下载精品学习资源2. 齿轮的设计和运算2.1 高速级齿轮传动的设计运算(1) 许用应力的运算材料 : 均选用 45 号钢，均进行调质处理，小齿轮外加表面淬火处理；小齿轮硬度为表面 45HRC，心部 240HBS；大齿轮硬度为 240HBS；40Nm大小齿轮用45号 调 质钢，小齿轮表面淬火N1=欢迎下载精品学习资源主要失效形式为点蚀，不能立刻导致不能连续工作，故S= SH=1.5.05N2=109欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源N1=60n1 j Ln =601440N2=60n2 j Ln =602681 10

13、110365 16365165.059.3910 91089.3910 8欢迎下载精品学习资源故由教材图 10-21 得K FN 1 =1.0K FN 2 =1.0欢迎下载精品学习资源K HN 2 =1.0K HN 2 =1.01H lim 1=900欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源查课本（机械设计，第八版）第207 页图得：MpaH lim 2=570欢迎下载精品学习资源H lim 1 =900MpaH lim 2 =570MpaMpa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源FE1 =570Mpa综上有：FE 2 =470MpaFE 1pa=570M欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学

14、习资源H 1 =H lim 1SK HN 1=900Mpa H 2 =H lim 2SK HN 2=575.7MpaFE 2pa=470M欢迎下载精品学习资源F 1 =FE 1K FN 1S=570MpaF 2 =FE 2K FN 2S=470MpaH 1 =900欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源(2) 运算 d1Mpa欢迎下载精品学习资源H 2 =575欢迎下载精品学习资源初选 d1 =80mm.7Mpa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源初定 z1 =22z2 =119F 1=570欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源使用系数 K AMpa欢迎下载精品学习资源F 2 =47

15、0欢迎下载精品学习资源由题设工作载荷比较平缓选： 齿间安排系数 KK A =1.0Mpa欢迎下载精品学习资源由教材表 10-3 选得 : KH= KF=1.4欢迎下载精品学习资源动载荷系数 Kvv=DAN =6.03m/s60欢迎下载精品学习资源由教材图 1-0-8得：Kv =1.23欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源齿向安排系数 K由教材表 10-7 选得d =1.0d =1.0欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由教材表 10-4 得： KH综上可得：=1.463K=2.52H欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源K=KA K HKvK H=2.52欢迎下载精品学习资源欢迎下载

16、精品学习资源由教材表 10-6 选出弹性系数ZE =189.8ZE =189.8欢迎下载精品学习资源就：欢迎下载精品学习资源d1 3KT1dZE 2H 2 u1u=53.54mmd1=60mmd2 =323mm欢迎下载精品学习资源取 d1 =60mm就 d2 =323mmz120欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源定 z120z2107z2107欢迎下载精品学习资源d1就： m=z1=2.73 ， 圆整取 m=3.0m=3.0a=191.5mmh=6.75mm欢迎下载精品学习资源a=d1d 22=191.5mm欢迎下载精品学习资源h=2.25m=6.75mm欢迎下载精品学习资源运算齿宽欢迎

17、下载精品学习资源2Kub1 2.5ZE2 =42.69mmb1=52mm欢迎下载精品学习资源d21Hb2 =47mm欢迎下载精品学习资源u再由教材表 10-7 选得：b1=52mmb2 =47mm欢迎下载精品学习资源（ 2）齿根弯曲疲惫强度齿向载荷分布系数K由教材图 10-13 得： K=1.30欢迎下载精品学习资源就 K=KA K FKvK F=2.24K F =2.24欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源运算齿形系数和应力校正系数由教材表 10-5 得：YFa1=2.57YFa2=2.14 YSa1=1.60YSa2=1.83校核弯曲应力Y F a 1 = 2. 5 7Y F a 2

18、= 2. 1 4Y S a 1 = 1. 6 0Y S a 2 = 1. 8 3欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源 = 2KT YY =58.66Mpa欢迎下载精品学习资源2F11bm zFa1Sa1F 1=58.66M欢迎下载精品学习资源 F2=YFa 2F1YFa 1YSa2 YSa1=55.86MpaF 2 F 1pa F 1欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源所以第一对齿轮表面接触强度和齿根弯曲强度满意要求；F 2=55.86M欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源pa F 2 欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2.2 中速级齿轮设计运算1 许用应力的运算材料 : 材

19、料和工艺和第一对齿轮一样；主要失效形式为点蚀，不能立刻导致不能连续工作，故S= SH=1.第一对齿轮表面接触强度和齿根弯曲强度满意要求；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源N1=60n1 j Ln =60268N2=60n2 j Ln =6065故由教材图 10-21 得1101 1036516365169.392.27108108N1=9.39N2=10 8欢迎下载精品学习资源K FN 1 =1.0K HN 2 =1.0K FN 2 =1.0K HN 2 =1.102.27108欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源查课本（机械设计，第八版）第207 页图得：H lim 1Mpa=90

20、0欢迎下载精品学习资源H lim 1 =900MpaFE1 =570Mpa综上有：H lim 2 =570MpaFE 2 =470MpaH lim 2Mpa=570欢迎下载精品学习资源H 1 =H lim 1SK HN 1=900Mpa H 2 =H lim 2SK HN 2=627MpaFE 1pa=570M欢迎下载精品学习资源F 1 =FE 1K FN 1S=570MpaF 2 =FE 2K FN 2S=470MpaFE 2=470M欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2运算初选d1d1 =100mmpaH 1 =900欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源初定 z1 =47z2 =

21、195Mpa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源使用系数 K AH 2 =627欢迎下载精品学习资源Mpa欢迎下载精品学习资源由题设工作载荷比较平缓选：K A =1.0F 1=570欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源齿间安排系数 KMpa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由教材表 10-3 选得 : KH= KF=1.4F 2 =470欢迎下载精品学习资源动载荷系数 KvMpa欢迎下载精品学习资源v=DAN =1.4m/s60欢迎下载精品学习资源由教材图 1-0-8得：Kv =1.08欢迎下载精品学习资源齿向安排系数 K欢迎下载精品学习资源由教材表 10-7 选得d =1.0d

22、 =1.0欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由教材表 10-4 得： KH=1.469欢迎下载精品学习资源综上可得：欢迎下载精品学习资源K=KA K HKvK H=2.22K H =2.22欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由教材表 10-6 选出弹性系数就：ZE =189.8ZE =189.8欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源d1 3KT1dZE 2H 2 u1u=90.39mmd1=91mm欢迎下载精品学习资源取 d1 =91mm就 d2 =377mmd2 =377mm欢迎下载精品学习资源定 z131z2128z131z2128欢迎下载精品学习资源 m=d1 =2.93

23、， 圆整取 m=3.0z1m=3.0欢迎下载精品学习资源a=d1d 2 =234mm2a=234mm h=6.75mm欢迎下载精品学习资源h=2.25m=6.75mm运算齿宽欢迎下载精品学习资源2Kub1 2.5ZE2 =89mmb1=95mm欢迎下载精品学习资源d21Hb2 =90mm欢迎下载精品学习资源u再由教材表 10-7 选得：b1=95mmb2 =90mm欢迎下载精品学习资源（ 3）齿根弯曲疲惫强度齿向载荷分布系数K由教材图 10-13 得： K=1.46欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源就 K=KA K FKvK F=2.21欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源运算齿形系

24、数和应力校正系数由教材表 10-5 得：YFa1=2.506YFa2=2； 16YSa1=1.625 YSa2=1.81校核弯曲应力2KTK F =2.21Y Fa1 =2.506 Y Fa2 =2 ； 16 Y Sa1 =1.625欢迎下载精品学习资源 F1 =YFa1YSa1=144.61Mpa F 1 Y =1.81欢迎下载精品学习资源2bm z1Sa2欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源 F2 = F1YFa 2YSa2YFa1YSa1=138.83MpaF 2 F 1=144.61欢迎下载精品学习资源MpaF 1 欢迎下载精品学习资源F 2所以其次对齿轮表面接触强度和齿根弯曲强度

25、满意要求；=138.83欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源MpaF 2 欢迎下载精品学习资源其次对齿轮表面接触强度和齿根弯曲强度满意要求；2.3 低速级齿轮设计运算欢迎下载精品学习资源1 许用应力的运算材料 : 考虑到第三对齿轮传递转矩较大， 所以选用 42GrMo作为小齿轮材料进行调质处理和表面热处理， 表面硬度为 260HBS，心部为 55HRC；大齿轮与前面一样；N1=2.27N2=108欢迎下载精品学习资源主要失效形式为点蚀，不能立刻导致不能连续工作，故S= SH=1.7.12107欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源N1=60n1 j Ln =60651 10365162

26、.27108K FN 1=1.0欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源N2=60n2 j Ln =60201 10365167.12107K FN 2 =1.0欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源故由教材图 10-21 得K HN 2=1.1欢迎下载精品学习资源K FN 1 =1.0K HN 2 =1.12K FN 2 =1.0K HN 2 =1.182K HN 28=1.1欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源查课本（机械设计，第八版）第207 页图得：H lim 1=900欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源H lim 1 =900MpaH lim 2 =700MpaMpa欢迎

27、下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源FE1 =675Mpa综上有：FE 2 =600MpaH lim 2Mpa=700欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源H 1 =H lim 1K HN 1S=1008Mpa H 2 =H lim 2K HN 2S=826MpaFE 1=675M欢迎下载精品学习资源F 1 =FE 1K FN 1S=675MpaF 2 =FE 2K FN 2S=600MpapaFE 2=600M欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2运算 d1paH 1 =100欢迎下载精品学习资源初选 d1 =120mm初定 z1 =43z2 =1358MpaH 2 欢迎下载精品学习资

28、源欢迎下载精品学习资源使用系数 K A=826Mpa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由题设工作载荷比较平缓选：K A =1.0F 2 =600欢迎下载精品学习资源齿间安排系数 KMpa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由教材表 10-3 选得 : KH= KF=1.4欢迎下载精品学习资源动载荷系数 Kvv=DAN =1.0m/s60欢迎下载精品学习资源由教材图 1-0-8得：齿向安排系数 KKv =1.01d =1.0欢迎下载精品学习资源由教材表 10-7 选得d =1.0欢迎下载精品学习资源由教材表 10-4 得： KH=1.475欢迎下载精品学习资源综上可得：K H =2.0

29、9欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源K=KA K HKvK H=2.09欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由教材表 10-6 选出弹性系数ZE =189.8欢迎下载精品学习资源就：欢迎下载精品学习资源d1 3KT1dZE 2H 2 u1u=114.5mm欢迎下载精品学习资源取 d1 =120mm就 d2 =382d1=120mm欢迎下载精品学习资源定 z141z2131d2 =382欢迎下载精品学习资源 m=d1 =2.89 ， 圆整取 m=3.0z1ddz141z2131欢迎下载精品学习资源a=122 =251mmm=3.0欢迎下载精品学习资源h=2.25m=6.75mm欢迎下载

30、精品学习资源运算齿宽b2Ku1d21u 2.5 Z HE 2 =98.74mma=251mm h=6.75mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源再由教材表 10-7 选得：b1 =105mmb2 =100mmb1=105mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源（ 3）齿根弯曲疲惫强度齿向载荷分布系数K由教材图 10-13 得： K=1.48b2 =100mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源就 K=KA K FKvK F=2.10K F =2.10欢迎下载精品学习资源运算齿形系数和应力校正系数由教材表 10-5 得：YFa1=2.390YFa2=2.16欢迎下载精品学习资源欢迎

31、下载精品学习资源YSa1=1.68 YSa2=1.81校核弯曲应力YF a 1 =2.390Y F a 2 =2.16欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源 = 2KTY Y=348.26MpaY S a 1 = 1. 6 8欢迎下载精品学习资源2F11bm zFa1Sa1F 1Y S a 2 = 1. 8 1欢迎下载精品学习资源 F2= F1YFa 2YSa2YFa1YSa1=339.10MpaF 2 F 1=348.26欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源所以第三对齿轮表面接触强度和齿根弯曲强度满意要求；MpaF 1 欢迎下载精品学习资源F 2=339.10欢迎下载精品学习资源MpaF 2 欢迎下载精品学习资源3. 轴的设计与运算3.1 轴的设计3.1.1 轴的结构设计选取轴的材料为 45 刚, 调质处理；欢迎下载精品学习资源依据教材表 15-3 取A0 =105，d=20mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源得: dminPA0 3n16.67mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源轴上有一个键槽，增加到17.5 17.8mm；取