二級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器(工程訓(xùn)練)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 二級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器姓 名：XXX學(xué) 院：南昌大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院系 別：機(jī)電系專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化年 級(jí)：2010學(xué) 號(hào)：XXX指導(dǎo)教師：XXX2012年12月24日目錄一傳動(dòng)方案擬定3二電動(dòng)機(jī)的選擇 4三計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配7四軸徑的初擬定9五傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì) 10六滾動(dòng)軸承的選擇 17七軸上零件位置的固定方式 20八鍵的設(shè)計(jì)和計(jì)算 21九V帶和皮帶輪的設(shè)計(jì) 23十聯(lián)軸器的選擇25 十一.減速器附件的選擇 25十二.潤(rùn)滑與密封 27十三.設(shè)計(jì)小結(jié)29十四.參考資料 30一.擬定傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（簡(jiǎn)圖如下） 該工作機(jī)有輕微振動(dòng)，由于V帶有緩沖吸

2、振能力，采用V帶傳動(dòng)能減小振動(dòng)帶來(lái)的影響，并且該工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大，可以采用V帶這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，并且價(jià)格便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了成本。減速器部分兩級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速，這是兩級(jí)減速器中應(yīng)用最廣泛的一種。齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱(chēng)，要求軸具有較大的剛度。高速級(jí)齒輪常布置在遠(yuǎn)離扭矩輸入端的一邊，以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均現(xiàn)象。原動(dòng)機(jī)部分為Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。 總體來(lái)講，該傳動(dòng)方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、成本低傳動(dòng)效率高。.原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F(N)帶速V（m/s）滾筒直徑D(mm)24001.0320.工作條件：工

3、作年限工作班制工作環(huán)境荷載性質(zhì)102清潔平穩(wěn).檢修期：3年大修；.動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流電，電壓380/220V;.運(yùn)輸帶速度允許誤差：5%；.制造條件及生產(chǎn)批量：中等規(guī)模機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。二電動(dòng)機(jī)的選擇1.選擇電動(dòng)機(jī)（1）電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y系列異步交流三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓380V。（2）電動(dòng)機(jī)容量卷筒軸的輸出功率Pw電動(dòng)機(jī)輸出功率PdPd=傳動(dòng)系統(tǒng)的總效率=1233245式中1，2從電動(dòng)機(jī)到圓筒軸之間的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。由表2-4查得:V帶傳動(dòng)1=0.96，滾動(dòng)軸承2=0.99，圓柱齒輪傳動(dòng)3=0.97，彈性聯(lián)軸器4=0.99，卷筒軸滑動(dòng)

4、軸承5=0.96=0.96x0.993x0.972x0.99x0.960.83故Pd=2.89kW電動(dòng)機(jī)額定功率Ped，由第20章表20-1取Ped=3kW(3)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 nw =r/minV帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍i1=24,兩級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍i2=860,于是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為nd =nw i1 i2=60x(24)x(860)=96014400r/min可見(jiàn)同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和3000r/min的電動(dòng)機(jī)均合適。為使轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的傳動(dòng)比較小，結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，這里選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)參數(shù)如下表Y100L2-4電動(dòng)機(jī)參數(shù)額定功率kW同步轉(zhuǎn)速（r/min）滿

5、載轉(zhuǎn)速（r/min）315001420系統(tǒng)的總傳動(dòng)比 i= 根據(jù)V帶傳動(dòng)比的常用范圍I0=24,取i0=2.5于是兩級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 i減=i/ i0=9.47對(duì)于兩級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器i1=(1.11.5) i2，其中i1為高速級(jí)傳動(dòng)比，i2為低速級(jí)傳動(dòng)比。取i1=1.2 i2,于是i2=i1=1.2x2.80=3.36傳動(dòng)比分配總傳動(dòng)比V帶傳動(dòng)比高速級(jí)圓柱齒輪低速級(jí)圓柱齒輪23.672.53.362.80三.計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比1. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù).各軸的轉(zhuǎn)速0軸 軸 軸 軸 軸 0轉(zhuǎn)速r/min1420568169.0560.3860.38輸入功率kW

6、2.892.772.662.552.52轉(zhuǎn)矩Nm19.4446.57150.27403.32398.58效率0.960.990.970.990.96傳動(dòng)比 2.5 3.36 2.80四各傳動(dòng)軸軸徑的初部擬定 P為該軸的傳輸功率（見(jiàn)上表）n為該軸的轉(zhuǎn)速A0為軸材料的許用扭轉(zhuǎn)矩應(yīng)力的選用系數(shù)A0（126103）一般選用45鋼A0取120軸 軸 軸軸結(jié)合滾動(dòng)軸承尺寸表（機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)180頁(yè)）取 五. 傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1.按簡(jiǎn)圖所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，軟齒輪面閉式傳動(dòng)。2.運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度(GB10095-88)。3.材料選

7、擇。由機(jī)械設(shè)計(jì)選擇齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）。4.模數(shù)計(jì)算 （mm）N為齒輪的傳遞功率Z為大齒輪的齒數(shù)N為大齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)5.各齒輪參數(shù)計(jì)算齒輪2齒輪1和齒輪2能?chē)Ш希阅?shù)相等。取分度圓直徑齒根圓直徑 齒頂圓直徑 齒輪1分度圓直徑齒根圓直徑 齒頂圓直徑 齒輪4齒輪3和齒輪4能?chē)Ш希阅?shù)相同。取 分度圓直徑齒根圓直徑 齒頂圓直徑 齒輪3分度圓直徑齒根圓直徑 齒頂圓直徑 6.計(jì)算軸的中心距軸和軸的距離軸和軸的距離7.計(jì)算齒輪的厚度齒輪2齒輪1B1=B2+(35) 取B1=B2+4=50+4=54mm齒輪4齒輪3B3=B4+(35) 取B3=B4+4=75+4=79mm8.齒輪的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪采用

8、齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用實(shí)心打孔式結(jié)構(gòu)大齒輪2的有關(guān)尺寸計(jì)算如下：軸孔直徑35.5mm 輪轂長(zhǎng)度 與齒寬相等 腹板中心孔直徑 輪轂直徑輪緣厚度 板厚度 腹板孔直徑齒輪倒角 取齒輪2如下圖大齒輪4的有關(guān)尺寸計(jì)算如下：軸孔直徑45mm 輪轂長(zhǎng)度 與齒寬相等 腹板中心孔直徑 輪轂直徑輪緣厚度 板厚度 腹板孔直徑齒輪倒角 取齒輪4圖如下圖所示9.齒輪傳動(dòng)參數(shù)表名稱(chēng)符號(hào)單位高速級(jí)低速級(jí)小齒輪（3）大齒輪（4）小齒輪（1）大齒輪（2）中心距amm142.5107傳動(dòng)比i3.362.80模數(shù)mmm32壓力角2020齒數(shù)Z20502369分度圓直徑dmm60754650齒頂圓直徑damm66544154齒根圓直

9、徑dfmm52.567.55045齒寬bmm64605046材料45454545熱處理狀態(tài)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)齒面硬度HBS280280280280六滾動(dòng)軸承的選擇考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用深溝球軸承。根據(jù)軸的大小查機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)180也表10-1軸選用6204軸選用6206軸選用6208各軸承參數(shù)表軸承代號(hào)基本尺寸/mm安裝尺寸/mm基本額定/kNdDBrsdaDares動(dòng)載荷Cr靜載荷Cor620220471412641112.86.65620630621613656119.511.562084080181.14773129.518.0壽命計(jì)算：軸承6204 1.查機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表1

10、0-1，得深溝球軸承6204 2.查機(jī)械設(shè)計(jì)得 X=1, Y=03.計(jì)算軸承反力及當(dāng)量動(dòng)載荷：4.已知預(yù)期得壽命 10年，兩班制基本額定動(dòng)載荷所以軸承6204安全，合格軸承6206 1.查機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表10-1，得深溝球軸承6206 2.查機(jī)械設(shè)計(jì)得 X=1, Y=03.計(jì)算軸承反力及當(dāng)量動(dòng)載荷：由于基本只受軸向載荷，所以當(dāng)量動(dòng)載荷：4.已知預(yù)期得壽命 10年，兩班制基本額定動(dòng)載荷所以軸承6206安全，合格軸承6208 1.查機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表10-1，得深溝球軸承6208 2.查機(jī)械設(shè)計(jì)得 X=1, Y=03.計(jì)算軸承反力及當(dāng)量動(dòng)載荷：由于基本只受軸向載荷，所以當(dāng)量動(dòng)載荷：4.已知預(yù)期得壽命

11、 10年，兩班制基本額定動(dòng)載荷所以軸承6208安全，合格七軸上零件位置的固定方式軸：由于高速軸齒根圓直徑與軸徑接近，將高速軸取為齒輪軸，使用深溝球軸承承載。軸：高速級(jí)采用齒輪軸，低速級(jí)用自由鍛造齒輪，自由鍛造齒輪上端用軸肩固定，下端用套筒固定，使用深溝球軸承承載。軸：采用自由鍛造齒輪，齒輪上端用套筒固定，下端用軸肩固定，使用深溝球軸承承載，下端連接運(yùn)輸帶，采用凸緣聯(lián)軸器連接。各軸段長(zhǎng)度直徑數(shù)據(jù)見(jiàn)下圖八鍵的設(shè)計(jì)和計(jì)算1.鍵類(lèi)型的選擇選擇45號(hào)鋼，其許用擠壓應(yīng)力=150軸（查機(jī)械設(shè)計(jì)教材106頁(yè)表6-1）左端連接彈性聯(lián)軸器，鍵槽部分的軸徑為16mm，軸段長(zhǎng)22mm，所以選擇單圓頭普通平鍵(A型)鍵

12、b=5mm,h=5mm,L=20mm軸軸段長(zhǎng)為44mm，軸徑為35.5mm，所以選擇平頭普通平鍵（A型）鍵b=10mm,h=8mm,L=36mm軸軸段長(zhǎng)為62mm，軸徑為45mm，所以選擇圓頭普通平鍵（A型）鍵b=14mm,h=9mm,L=56mm右端連接凸緣聯(lián)軸器，鍵槽部分的軸徑為36mm，軸段長(zhǎng)40mm，所以選擇單圓頭普通平鍵(A型)鍵b=10mm,h=8mm,L=36mm2.鍵類(lèi)型的校核軸T=46.57Nm 則強(qiáng)度足夠， 合格軸T=150.27Nm 則強(qiáng)度足夠， 合格軸T=403.32Nm ，則強(qiáng)度足夠， 合格,均在許用范圍內(nèi)。九V帶和皮帶輪的設(shè)計(jì)1.功率計(jì)算 查表8-7 取2.V帶的選

13、型查表8-11選擇A型V帶3.確定V帶的基準(zhǔn)直徑并計(jì)算帶速1.查表8-6及8-8選小帶輪直徑為2.帶速驗(yàn)算因?yàn)樵?m/s30m/s之間，所以合適。4.確定v帶的中心距1.由公式初定中心距a0=230mm由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度ld=800mm計(jì)算實(shí)際中心距5.計(jì)算小帶輪包角6.計(jì)算帶輪根數(shù)1.由查表8-4a的p0=0.68根據(jù)nm=1420r/min,iv=2和A型帶，查表8-4b的po=0.03查表8-5的Ka=0.95查表8-2的KL=0.85V帶傳動(dòng)主要參數(shù)名稱(chēng)結(jié)果帶型A帶輪基準(zhǔn)直徑傳動(dòng)比2.5基準(zhǔn)長(zhǎng)度800中心距220根數(shù)4十聯(lián)軸器的選擇由于減速器載荷比較平穩(wěn)，速度不高，無(wú)特殊要求，考

14、慮裝拆方便及經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，選用彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器 選用HL2型（GB/T 5014-85）彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，采用Y型軸孔，C型鍵，軸孔直徑d=2035mm,選d=35mm,軸孔長(zhǎng)度為L(zhǎng)=36mm十一.減速器附件的選擇1.箱體設(shè)計(jì)（參照機(jī)械設(shè)計(jì)17頁(yè)表2-2）名稱(chēng)符號(hào)參數(shù)設(shè)計(jì)原則箱體壁厚120.025a+3 =8箱蓋壁厚1100.02a+3 =8凸緣厚度箱座b181.5箱蓋b1151.51底座b2222箱座肋厚m10.20.85地腳螺釘型號(hào)dfM160.036a+12數(shù)目n4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1M120.75 df箱座、箱蓋聯(lián)接螺栓直徑尺寸d2M10（0.5-0.6）df軸承蓋螺釘直徑d38（0.4

15、-0.5）df觀察孔蓋螺釘d46（0.3-0.4）df定位銷(xiāo)直徑d8（0.7-0.8）d2d1,d2至外箱壁距離C122C1=C1mind2至凸緣邊緣距離C216C2=C2min注釋?zhuān)篴取低速級(jí)中心距，a105mm2.附件為了保證減速器的正常工作，除了對(duì)齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予足夠的重視外，還應(yīng)考慮到為減速器潤(rùn)滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時(shí)箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計(jì)。 名稱(chēng)規(guī)格或參數(shù)作用窺視孔視孔蓋130100為檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況，并向箱內(nèi)注入潤(rùn)滑油，應(yīng)在箱體的適當(dāng)位置設(shè)置檢查孔。圖中檢查孔設(shè)在上箱蓋頂部能直接觀察到齒輪嚙合部

16、位處。平時(shí)，檢查孔的蓋板用螺釘固定在箱蓋上。材料為Q235通氣器通氣螺塞M181.5減速器工作時(shí)，箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為使箱內(nèi)熱脹空氣能自由排出，以保持箱內(nèi)外壓力平衡，不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S伸密封件等其他縫隙滲漏，通常在箱體頂部裝設(shè)通氣器。材料為Q235軸承蓋凸緣式軸承蓋六角螺栓（M8）固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷，軸承座孔兩端用軸承蓋封閉。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種。圖中采用的是凸緣式軸承蓋，利用六角螺栓固定在箱體上，外伸軸處的軸承蓋是通孔，其中裝有密封裝置。材料為HT200定位銷(xiāo)M838為保證每次拆裝箱蓋時(shí)，仍保持軸承座孔制造加工時(shí)的精度，應(yīng)在精加工軸承孔前，在箱

17、蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配裝定位銷(xiāo)。中采用的兩個(gè)定位圓錐銷(xiāo)，安置在箱體縱向兩側(cè)聯(lián)接凸緣上，對(duì)稱(chēng)箱體應(yīng)呈對(duì)稱(chēng)布置，以免錯(cuò)裝。材料為45號(hào)鋼油面指示器油標(biāo)尺M(jìn)12檢查減速器內(nèi)油池油面的高度，經(jīng)常保持油池內(nèi)有適量的油，一般在箱體便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位，裝設(shè)油面指示器，采用2型 油塞M121.5換油時(shí)，排放污油和清洗劑，應(yīng)在箱座底部，油池的最低位置處開(kāi)設(shè)放油孔，平時(shí)用螺塞將放油孔堵住，油塞和箱體接合面間應(yīng)加防漏用的墊圈（耐油橡膠）。材料為Q235起蓋螺釘M1042為加強(qiáng)密封效果，通常在裝配時(shí)于箱體剖分面上涂以水玻璃或密封膠，因而在拆卸時(shí)往往因膠結(jié)緊密難于開(kāi)蓋。為此常在箱蓋聯(lián)接凸緣的適當(dāng)位置，加工出1個(gè)

18、螺孔，旋入啟箱用的圓柱端或平端的啟箱螺釘。旋動(dòng)啟箱螺釘便可將上箱蓋頂起。起吊裝置吊耳為了便于搬運(yùn)，在箱體設(shè)置起吊裝置，采用箱座吊耳，孔徑18。十二.減速器潤(rùn)滑方式、密封形式1.潤(rùn)滑本設(shè)計(jì)采用油潤(rùn)滑，潤(rùn)滑方式為飛濺潤(rùn)滑，并通過(guò)適當(dāng)?shù)挠蜏蟻?lái)把油引入各個(gè)軸承中。（1）.齒輪的潤(rùn)滑采用浸油潤(rùn)滑。（2）.滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑宜開(kāi)設(shè)油溝、飛濺潤(rùn)滑。（3）.潤(rùn)滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤(rùn)滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-AN15潤(rùn)滑油。2.密封形式用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。軸與軸承蓋之間用接觸式氈圈密封，型號(hào)根據(jù)軸段選取。十三.設(shè)計(jì)小結(jié) 在這次課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，特別是在胡老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，我認(rèn)真計(jì)算仔細(xì)畫(huà)圖謹(jǐn)慎設(shè)計(jì)，在老師及同學(xué)的幫助下以及自己的不懈努力按時(shí)完成設(shè)計(jì)作業(yè)。作為機(jī)械專(zhuān)業(yè)學(xué)生，以后要