減速器設(shè)計計算使用說明

1、目錄1設(shè)計題目32傳動方案33電動機選擇 33.1選擇電動機的類型 43.2選擇電動機功率 43.3確定電動機的轉(zhuǎn)速 43.4電動機的主要尺寸 54.軸的工況計算54.1傳動比的計算及分配 54.2各軸轉(zhuǎn)速54.3各軸功率54.4各軸轉(zhuǎn)矩65齒輪的設(shè)計計算 75.1高速級齒輪設(shè)計計算 75.2低速級齒輪設(shè)計計算 96軸的設(shè)計計算126.1軸選擇材料126.2軸最小直徑計算126.3各軸各段直徑確定 136.4箱體內(nèi)各部分合理分布 136.5各軸完整設(shè)計146.6軸受力分析并校核 157軸承的計算208鍵聯(lián)接的校核209聯(lián)軸器的選擇2110箱體參數(shù)確定2111潤滑和密封的選擇 2212附件及說明

2、22-!13設(shè)計小結(jié)2214參考資料231設(shè)計題目設(shè)計一用于膠帶輸送機卷筒的傳動裝置(ft(b)圖11膠帶輸送機原始條件和數(shù)據(jù)：輸送機兩班連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載啟動，室內(nèi)工作，有粉塵；使用 期限10年，大修期3年，在中等規(guī)模機械廠小批量生產(chǎn)。輸送帶允許速度誤差 5%輸送帶工作拉力2400N,輸送帶速度1.2m/s,卷筒直徑300mm2傳動方案傳動方案選擇：兩級展開式圓柱齒輪減速器3電動機選擇選擇丫系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機設(shè)計內(nèi)容計算及說明結(jié)果3.1選擇電動機的類型3.2選擇電動機功率(1) 工作裝置所需功率Pw(2) 工作裝置的傳動裝 置的總效率n(3) 電動機額定

3、功率Pm3.3確定電動機轉(zhuǎn)速n(1)卷筒軸轉(zhuǎn)速nw選擇丫系列一般用途的全封 閉自扇冷鼠籠型三相異步電 動機P=FwX vw/ (1000 n w) KW 考慮到膠帶卷筒及其軸承的效率取n w=0.94Fw=2400 N v w=1.2 m/sFw=RvX vw/(1000 n w)=2400*12(1000*0.94)=3.06 KW輸入輸出端均采用彈性聯(lián)軸器 n c=0.99所有軸承均米用滾動球軸承n r =0.995米用8級精度齒輪傳動(稀油 潤滑)效率n g =0.97322n = n r Xn g Xn c322=0.995 X 0.97 X 0.99=0.9084Ri=P7 n=3.

4、06/0.9084=3.37 KW載荷平穩(wěn)，選擇電動機額定功 率Pm略大于P。，按機械設(shè) 計課程設(shè)計表8-169中Y 系列電動機技術(shù)數(shù)據(jù)取Pm=4.0 KWnw=6X 10000vw/ (n D) =60000 X 1.2/ (nX 300) =76.394 r/mi n選擇丫系列般用途 的全封閉自扇冷鼠籠 型三相異步電動機Pw=3.06 KWn =0.9084Pm=4 KWn w=76.394 r/mi n(2)電動機轉(zhuǎn)速n3.4電動機的主要尺寸單級齒輪傳動比3-5兩級齒輪傳動比i=9-25n=i x nw=687.5-1909.8 r/min為了降低成本確定n=1500 r/mi n電動機

5、尺寸參考機械設(shè)計課 程設(shè)計書表8-186、表8-187 確定n=1500 r/mi n根據(jù)機械設(shè)計課程設(shè)計書表 8-184選擇電動機 丫112M-4,其滿載轉(zhuǎn)速nn=1440r/min，質(zhì)量 47kg4. 傳動比及動力學計算設(shè)計內(nèi)容計算及說明結(jié)果4.1傳動比的計算及分 配(1) 總傳動比(2) 傳動比分配4.2各軸轉(zhuǎn)速(1) 高速軸(2) 中間軸(3) 低速軸(4) 工作軸4.3各軸功率(1)高速軸i=n m/n w=1440/76.39=18.85i 1=1.3i 2 i=i 1 x i 2 求得 i 1=4.95 i 2=3.81n1=n m=1440 r/minn 2=n/i 1=144

6、0/4.95=290.91 r/minn3=nJ3.81=76.394 r/mi nnw=n3=76.24 r/minP1=P0*n c=3.37*0.99=3.33 KWi=18.85i 1=4.95i 2=3.81n1=1440 r/mi nn2=290.91 r/mi nna=79.394 r/mi nnw=76.24 r/minR= 3.33 KW(2)中間軸R=P1* n r* n g=3.33*0.97*0.995R= 3.21 KW=3.21 KW(3)低速軸P3=P2*n r* n g=3.21*0.97*0.995R= 3.11 KW=3.11 KW(4)工作軸Pw=P3*

7、n r* n c=3.11*0.995*0.99FW= 3.06 KW=3.06 KW4.4各軸轉(zhuǎn)矩(1)高速軸T1=9550*R/n 1=22.08 N mT1=22.08N m(2)中間軸T2=9550*P2/n 2=105.38 N m1=105.38 N m(3)低速軸Ta=9550*Pa/n 3=388.78 N mTa=388.78 N m(4)工作軸Tw=9550*Pv/n w=382.53 N mTw=382.53 N mTo=9550*PJn 滬22.34 N mTo=22.34 N m(5)電動機轉(zhuǎn)軸算得參數(shù)如下:軸 名 參數(shù)、電動機軸1軸2軸3軸工作軸轉(zhuǎn)速n(r/mi n

8、 9176.39476.394功率p (Kvy3.373.333.213.113.06轉(zhuǎn)矩T(N m)22.3422.08105.38388.78382.53傳動比i14.953.811效率n0.990.9650.9650.9855、齒輪的設(shè)計計算設(shè)計內(nèi)容計算機說明結(jié)果5.1高速級齒輪設(shè)計(1) 齒輪材料選取(2) 許用接觸應(yīng)力(3) 按齒面接觸強度設(shè) 計傳動無特殊要求小齒輪：考慮到直徑問題 設(shè)計成齒輪軸，選用 45鋼正火，169-217HBS大齒輪選用45鋼正火，169-217HBS杳表得廳Hlim1=460MPa (T Hlim2=460MPa SHmin=1t

9、hi= t h2=460 MPat h=460 MPa小齒輪轉(zhuǎn)矩T=22.08 N m載荷平穩(wěn)，取載荷綜合系數(shù) K=1.2齒寬系數(shù)屮d=1小齒輪分度圓直徑d1 2?671 ) (ul)KT1 )( t H)?屮 d)=40.8 mm小齒輪齒數(shù)zi=20,大齒輪齒數(shù)Z2=99m=dz i=2.045 mm取 m=2.5 mm分度圓直徑di =zim=50mm小齒輪、大齒輪均選用45鋼正火，169-217HBSt h=460 MPam=2.5 mm乙=20Z2=99d1=50 mmd2=247.5 mma=148.75 mmb1=56 mmd2=Z2m=247.5 mm 中心距 a=148.75m

10、m齒寬 b=W d x di=50mm取小齒輪齒寬bi=56 mm大齒輪齒寬b2=50 mmv= nd in/(60*1000)=n *50*1440/(60*1000)=3.77 m/s由機械設(shè)計表6-4確 定齒輪采用8級精度(4)按彎曲疲勞強度校 核齒輪強度由機械設(shè)計圖 6-30 得復(fù)合齒形系數(shù)YFs1=4.38 , Yfs2=3.96SFmin=1(T Flim1 = (T Flim2 =360 MPat F1】=t f2=360 MPa 2t F1=2KTY/(bm Z1) =33.19 MPa t f|(T F2= T FlYFs2/ Y Fsl=33.19 x 3.96/4.38=

11、30.01 MPaZ2=ii42?671 ) (ul)KT1 )( t H )u屮 d)di=75 mm=70 mmd2=285 mm小齒輪齒數(shù)Zi=30,大齒輪齒數(shù)Z2=114a=i80 mmm=dz i=2.33 mmbi=80 mm取 m=2.5 mmb2=75 mm分度圓直徑 di =zim=75mm d2=Z2m=285 mm 中心距 a=i48.75mma =20齒寬 b=Wd x di=75mm 取小齒輪齒寬bi=80 mm 大齒輪齒寬b2=75 mmv= nd in/(60*i000)=n *75*290.9/(60*i000) =i.i4m/s由機械設(shè)計書表6-4 確定齒輪米

12、用8級精度(4) 按彎曲疲勞強度校 核齒輪強度(5) 公差計算選取由機械設(shè)計圖 6-30 得復(fù)合齒形系數(shù)YFsi=4.14，Yfs2=3.96SFmin=1(T Fiimi =530 MPa(T Flim2=360 MPaT fi=530 MPat f2=360 MPa2t Fi=2KTYsi/(bm zi)=73.99 MPa t f|T F2= T FiYfs2/ Y Fs1=73.99 X 3.96/4.14=70.77 MPa CV? C 取 118P與n從4軸的工況計算 中取得D 15.6 mmD2 26.3 mmC3 40.6 mmDmin=20 mm考慮到高速軸和低速軸 需要和聯(lián)

13、軸器配合，根據(jù)D2min=45 mm6.3各軸各段直徑確定(1)高速軸(2)中間軸(3)低速軸6.4箱體內(nèi)各部分合理分布機械設(shè)計課程設(shè)計書表8-178確定DUn=20 mm=45 mm中間軸需要設(shè)計鍵槽，并 取標準化的值D2min=30 mm與聯(lián)軸器配合處直徑20mm與毛氈圈配合處為24mm軸承處直徑為30mm 齒輪處設(shè)計為一體套筒、軸承處直徑為30mm齒輪處直徑40mm 中間軸環(huán)處52mm聯(lián)軸器處直徑為45mm與 氈圈配合處為48mm滾動 軸承處為50mm中間軸環(huán) 處為72mm與齒輪配合處直徑60mmD3min=30 mm與聯(lián)軸器配合處直徑 20mm與毛氈圈配合處為24mm軸承處直徑為30m

14、i 齒輪處設(shè)計為一體套筒、軸承處直徑為 30mm齒輪處直徑40mm 中間軸環(huán)處52mm聯(lián)軸器處直徑為45mm與 氈圈配合處為48mm滾動 軸承處為50mm中間軸環(huán) 處為72mm與齒輪配合處直徑60mm七箱體內(nèi)部零件分布如上圖所示，齒輪端面距離箱體內(nèi)壁10mm中間軸兩齒輪端 面距離為10mm低速級大齒輪齒頂圓距離箱體內(nèi)壁， 考慮到螺栓中心距離外邊緣 與外壁均有要求，軸承旁凸臺厚度 =16+18+8=42mm6.5各軸完整設(shè)計(1) 高速軸的設(shè)計如下：軸承選取6006深溝球軸承，需要擋油環(huán)，所以12段長14mm齒輪端面距 離箱壁10mnp23段應(yīng)略大于10mm取15mnr45段根據(jù)7.4可得l=1

15、0+80+10=100mm 56段不需要擋油環(huán)，長13mm 67段考慮到需要留有螺釘尾部空間10mm軸承蓋 厚10mm軸承座端面至箱體內(nèi)壁 48mm調(diào)整長度1mm軸承距離箱體內(nèi)臂3mm 軸承寬度13mm所以L=10+10+48+1-13-3=53mm78段考慮與聯(lián)軸器的配合長36mm軸與聯(lián)軸器之間采用平鍵連接，查表得鍵尺寸b=6，h=6,鍵長取30mm1 處倒角為1.5 X 45o,8處倒角為1 X 45 o，2、6處查軸承安裝要求可知圓 角r=1mm 3、4、5、7處無特殊要求根據(jù)軸肩高度取圓角。3、4取3mm 5取2mm 7 取 1mm配合公差選取參考機械設(shè)計課程設(shè)計書表5-1，確定與聯(lián)軸

16、器處的公差配合為m6與軸承處的公差配合為k5，與密圭寸氈圏處公差配合為f9 o(2) 中間軸設(shè)計大小齒輪齒寬分別為80mm與 50mm所以23段長78mm 45段長48mm軸承 選用6206深溝球軸承，齒輪端面與箱體內(nèi)壁距離為 10mm所以12段取28mm 56段取34mm 34段取10mm大齒輪小齒輪均采用平鍵連接，b=12mm h=8mm 45段鍵槽42mm 23段鍵 槽 72mm1、6處倒角為1.5 X 450, 2、3、4、5處無特殊要求根據(jù)軸肩高度取圓角,這里均取2mm配合公差選取參考機械設(shè)計課程設(shè)計書表 5-1，與軸承處的公差配合為 k5。(3)低速軸設(shè)計齒輪齒寬75mm所以23段

17、取71mrp34取10mrp齒輪端面距離箱體內(nèi)壁10mm 加上套筒與軸承，12段取33mm 45段根據(jù)6.4取68mm 56段裝6010深溝球軸 承取16mm 67段考慮到需要留有螺釘尾部空間10mm軸承蓋厚12mm軸承座端 面至箱體內(nèi)壁48mm調(diào)整長度1mm軸承距離箱體內(nèi)臂3mm軸承寬度16mm所 以L=10+12+48+1-16-3=52mm 78段考慮到與聯(lián)軸器配合長度取 80mm齒輪與軸采用平鍵連接，b=18mm h=11mm鍵長66mm軸與聯(lián)軸器采用平 鍵連接，b=14mm h=9mm 鍵長 72mm1、8處倒角取2X 45，2、3、4無特殊要求圓角半徑取2mm 5處要與軸 承配合圓

18、角半徑取1mm& 7考慮到軸肩高度取1mm配合公差選取參考機械設(shè)計課程設(shè)計書表 5-1，確定與聯(lián)軸器處的公 差配合為m6與軸承處的公差配合為k5，與密圭寸氈圏處公差配合為f9 o6.6軸受力分析并校核(1) 高速軸：轉(zhuǎn)矩T=22.08 N m 齒輪分度圓直徑 d=50mmF t=2T/d=833.2N, Fr=F t X tan a =303.3N 受力圖如下(齒輪軸承受力均簡 化成集中作用于本身中點)R1朗斜 向里與 水平底 20Ft=S33.2NFr=3033NR2榻斜 向里與 水平成2CT3513S因受力較為簡單，直接求出各自軸承的合力:R 1= 746.4NR2=193.5N彎矩圖如下

19、MRIIS 同外與 水平咸 20*rr=3033NR2收期20*3535和齒輪參考機械設(shè)計書12-4節(jié)及表12-1、表12-345號鋼正火c B=600MPa鋼軸應(yīng)力校正系數(shù)取a =(T -1 b/(T o b=55/95=0.58 , c -1 b=55MPa在齒輪中心面至聯(lián)軸器中心面存在轉(zhuǎn)矩T=22080 N mm/ 2當量彎矩皿=?孚+ ( ?圖如下:MMma=29096N mm此軸需要校核兩個面，一齒輪中心面，二聯(lián)軸器連接處齒輪中心截面：直徑d Me =17. 4mm0.1 =13.25mm0.1(T -1b此處軸實際直徑為20mm已能消除鍵的影響校核安全(2) 中間軸轉(zhuǎn)矩T=105.

20、38Nm,齒輪分度圓直徑分別為 247.5mm 75mmFt1=2T/d1=851.6N, Fn= Ft1 X tan a =309.9NFt2=2T/d2=2810.1N, Fr2= Ft1 X tan a =1022.8N受力圖如下Fr1-3a 9N經(jīng)計算R1VFr2=1027 ANFt2=2B1C.1N60R2VRv=612.2N R ih=2207.4N R 2v=100.2N R 2H=1454.3N彎矩圖如下MVMVmax=36730N mm2M Hma=132444N mn, MmaX=36730N mm軸采用 45 號鋼，c B=600MPa 取(T-ib=55MPa c b=

21、95MPa 應(yīng)力校正系 數(shù)取 a = c -ib / c o b=0.58 ,彎矩只存在于12 (兩齒輪)之間，可知 Mmax在1 (小齒輪中心面)處，需要 校核MnaX=137442N- mm T=105380 N - mmMma=?+? (? =150420N- mm小齒輪中心面：直徑d一Me=30.13mm0.1 c -1b此處實際直徑為36mm能消除鍵的影響校核安全(3) 低速軸轉(zhuǎn)矩T=388.78N m,齒輪分度圓直徑285mm Ft=2T/d=2728.3N, Fr=F t X tan a =993.0N 受力分析民1呦斜 向外與Ft=2728.3NFr=993 ONR2幢斜木平成

22、經(jīng)計算得 Ri=1978.1N, Fb=925.3N彎矩圖如下:0Ft=272fi.3NR憎斛 向處與 水平股 2QFr=993 ONR2惋斜木平戍20b5324軸采用 45 號鋼，c B=600MPa 取(T -ib=55MPa c ob=95MPa 應(yīng)力校正系數(shù)取a = c -ib / c 0 b=0.58在齒輪中心面至聯(lián)軸器中心面存在轉(zhuǎn)矩 T=388780 N mm當量彎矩皿=?孚+ ( ?圖如下：年 Ft=272BJJNR1MI4 向外與 水平成 20“Fr=993.0M向外與 水平戍此軸需要校核兩個面，一齒輪中心面，二聯(lián)軸器連接處3Me齒輪中心截面：直徑 d 一 =35.8mm 0.

23、1 c -ib此處實際直徑為60mm校核安全聯(lián)軸器連接處截面：直徑d V Me =34.5mm0.1 14400h符合要求60? ?(2) 中間軸軸承為6006深溝球軸承基本額定動載荷為19500N 轉(zhuǎn)速290.9r/min , =3當量載荷P=Kp(XR+YA, Kp=1.2 , X=1 , 丫=0, R為徑向載荷，A為軸向載荷 R1=2290.7N , F2=1457.7N按受力大的軸承計算壽命PmaF Kp (XR+YA =2749N106? ?40=(二)=20449.6h14400h符合要求60? ?(3) 低速軸軸承為6010深溝球軸承基本額定動載荷為22000N轉(zhuǎn)速76.39r/

24、min , =3當量載荷P=Kp(XR+YA, Kp=1.2 , X=1 , 丫=0, R為徑向載荷，A為軸向載荷 R1=1978.1N , R=925.3N按受力大的軸承計算壽命PmaF Kp (XR+YA =2373.7N106? ?。二(J =173854h14400h符合要求60? ?8鍵聯(lián)接的校核查機械設(shè)計書表11-10得許用抗壓應(yīng)力(T p=100MPa(1) 高速軸聯(lián)軸器處的鍵： 此軸段長度36mm鍵長略小于其值取30mmT=22080N- mm Lc=L-b=30-6=24mm4?h=6mm d=20mm c p=?=30.7MPavc p校核安全(2) 中間軸 大齒輪處的鍵：

25、此軸段長度48mm鍵長略小于其值取42mmT=105380N- mm Lc= L-b=42-12=30mmh=8mm d=40mm c4?p=?43.9MPac p校核安全小齒輪處的鍵：此軸段長度78mm鍵長略小于其值取72mmT=105380N mm L= L-b=72-12=60mmh=8mm d=40mm c4?p二?莎=21.95MPavc p校核安全(3) 軸齒輪處的鍵：此軸段長度71mm鍵長略小于其值取66mmT=388780N- mm L= L-b=66-18=48mmh=11mm d=60mm c4?p=?=?49.1MPavc p校核安全聯(lián)軸器處的鍵：此軸段長度76mm鍵長略

26、小于其值取72mmT=388780N mm L= L-b=72-14=58mm校核安全4?h=9mm d=45mm c p=?=36.2MPavc p9聯(lián)軸器的選擇查機械設(shè)計課程設(shè)計書表 8-178高速軸與電機相連處選用LT3型彈性套柱銷聯(lián)軸器，J型軸孔，直徑20mmL=38mm低速軸伸出處選用LT7型彈性套柱銷聯(lián)軸器，J型軸孔，直徑45mm L=84mm10箱體參數(shù)確定參考機械設(shè)計課程設(shè)計書表 4-6 :名稱符號尺寸箱蓋壁厚8mm箱座壁厚S18mm箱蓋、箱座、箱座底凸緣厚度b、4、b2b=b1=12mm b2=20mm地腳螺栓直徑及數(shù)目df、ndf=16mm n=4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1d1

27、=12mm箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑d2d2=8mrp n=4軸承端蓋螺釘直徑d3軸承外圈直徑55mm80mmd38mm10mm螺釘數(shù)目44檢查孔蓋螺釘直徑d4雙級減速器：d4=8mmdf、d1、d2至箱外壁距離 df、d2至凸緣邊緣距離C1C2螺栓直徑M8M12M16C1min14mm18mm1 22mmC2min12mm16mm1 20mm軸承座外徑D295mm 130mm軸承旁凸臺高度h33mm箱外壁至軸承座端面距離L140mm箱座肋厚m7mm大齒輪頂圓與相內(nèi)壁間距離 115mm齒輪端面與箱內(nèi)壁距離 210mm11潤滑和密封的選擇潤滑：齒輪采用飛濺潤滑，箱體上的軸承采用油潤滑潤滑油：齒輪運轉(zhuǎn)

28、時油溫和載荷保持正?；蛑械?， 采用220工業(yè)閉式齒輪潤滑油 密封：高速軸與低速軸的伸出端采用毛氈圈式密封， 箱蓋箱座結(jié)合面上涂密封膠。12附件及說明(1) 軸承蓋：材料 HT150選用螺釘聯(lián)接式軸承蓋，因軸承采用飛濺潤滑，在 端部車一段距并銑出兩個徑向?qū)ΨQ的缺口。(2) 油標：指示箱內(nèi)油面高度，選擇桿式油標，尺寸為 M16(3) 排油螺塞：材料Q235為換油及清洗箱體時排出油污，選擇 M16*1.5型排 油螺塞。(4) 檢查孔蓋板：檢查傳動件的嚙合情況、潤滑狀態(tài)及向箱內(nèi)注油，用螺釘固定，選擇尺寸為蓋板148X139.5，檢查孔100*91.5，蓋板與箱蓋凸臺接合面間 加裝防滲漏的紙質(zhì)封油墊片。

29、(5) 通氣器：為溝通箱體內(nèi)外的氣流使箱體內(nèi)的氣壓不會因減速器運轉(zhuǎn)時的溫 升而增大，從而造成減速器密封處滲漏，在箱蓋頂部或檢查孔蓋板上安裝。(6) 吊耳、吊鉤：用于拆卸和吊運減速器，在箱蓋和箱座上鑄出。(7) 定位銷：用于確定箱蓋和箱座的相互位置，直徑取 0.7-0.8倍箱座、箱蓋 凸緣聯(lián)接螺栓的直徑，長度應(yīng)稍大于箱體聯(lián)接凸緣的總厚度， 在箱蓋和箱座剖分 面加工完畢并用螺栓固聯(lián)后進行配鉆和配鉸。(8) 起蓋螺釘：用于解決箱蓋箱座裝配時在部分面上涂密封膠給拆卸帶來的不 便。要在箱蓋的聯(lián)接凸緣上加工出螺孔。13設(shè)計小結(jié)這是我第一次完成像這樣的作業(yè)，大多數(shù)通過自己的獨立完成，我基本上了 解了一個機械產(chǎn)品的前期設(shè)計過程， 感覺比較有實際意義。起初剛接觸到，還是 有點不知所措，但是隨著時間的推移，越來越有信心。現(xiàn)在就來說說我在設(shè)