二級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)doc解讀

1、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 1傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明 4電動(dòng)機(jī)的選擇 4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 5傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 5軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 8滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算 14鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 16連軸器的選擇 16減速器附件的選擇 17潤(rùn)滑與密封 18設(shè)計(jì)小結(jié) 18機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目：設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置中的同軸式二級(jí)圓柱齒輪 減速器一.總體布置簡(jiǎn)圖聯(lián)軸器1電動(dòng)機(jī)；2聯(lián)軸器；3齒輪減速器；4帶式運(yùn)輸機(jī)；5一鼓輪；6二.工作情況：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)三.原始數(shù)據(jù)鼓輪的扭矩t (n m) : 850鼓輪的直徑d (mm)： 350運(yùn)輸帶速度 v (m/s): 0.7 帶速允許偏差() : 5 使用年限(

2、年)：5 工作制度(班/日)：2四.設(shè)計(jì)內(nèi)容1. 電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算；2. 斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算3. 軸的設(shè)計(jì)4. 滾動(dòng)軸承的選擇5. 鍵和連軸器的選擇與校核；6. 裝配圖、零件圖的繪制7. 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)5 設(shè)計(jì)任務(wù)1 減速器總裝配圖一張2 齒輪、軸零件圖各一張3 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份6 設(shè)計(jì)進(jìn)度1、 第一階段：總體計(jì)算和傳動(dòng)件參數(shù)計(jì)算2、 第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計(jì)3、 第三階段：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制4、 第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明由題目所知傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類型為： 同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器。 故只要對(duì)本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析論證。本傳動(dòng)

3、機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是： 減速器橫向尺寸較小， 兩大齒輪浸油深度可以大致相同。 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸向尺寸大，中間軸較長(zhǎng)、剛度差，中間軸承潤(rùn)滑較困難。電動(dòng)機(jī)的選擇1電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇y (ip44)系因?yàn)楸緜鲃?dòng)的工作狀況是：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封閉式 列的電動(dòng)機(jī)。2電動(dòng)機(jī)容量的選擇1) 工作機(jī)所需功率pwpw=3.4kw2) 電動(dòng)機(jī)的輸出功率pd= pw/ r32刀=聯(lián)軸承“齒刀聯(lián)軸承=0.904pd= 3.76kw3 .電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇nd = i i1 i2 in ） nw初選為同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動(dòng)機(jī)4 .電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定由表20-1查出電動(dòng)機(jī)型號(hào)為y132m1-6,其額定

4、功率為 4kw,滿載轉(zhuǎn)速960r/min?；痉项}目所需的要求。計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配1.計(jì)算總傳動(dòng)比由電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 nw可確定傳動(dòng)裝置應(yīng)有的總傳動(dòng)比為：1 = nm/nwnw = 38.4i=25.142 .合理分配各級(jí)傳動(dòng)比由于減速箱是同軸式布置，所以 i1 = i2o因?yàn)?i=25.14,取 i=25, i1=i2=5速度偏差為0.5%322ktt u +1 izhze1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值(1) 試選 kt = 1.6(2)由圖1030選取區(qū)域系數(shù) zh = 2.433(3)由表107選取尺寬系數(shù)(f)d=1(4)由圖

5、1026 查得 e a 1 = 0.75, e a 2 = 0.87,貝 ue a = e a1+e a 2 = 1.62(5)由表106查得材料的彈性影響系數(shù)ze=189.8mpa(6)由圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限bhiim1 =600mpa；大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限(t hiim2 = 550mpa ；(7)由式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n1 =60n1jlh =60x 192x 1 x ( 2x 8x 300x 5) = 3.32x 10e8n2 = n1/5=6.64x 107(8)由圖1019查得接觸疲勞壽命系數(shù)khn1=0.95; khn2 = 0.98(9)

6、計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%,安全系數(shù)s=1,由式(1012)得(t h1 = 0.95x 600mpa = 570mpab h2 = = 0.98x 550mpa = 539mpab h =(rh1 +(rh2/2 = 554.5mpa2)計(jì)算(1)試算小齒輪分度圓直徑d1t-22.u+1 zhzeu3 2 1.6 191 1031 1.626 2.433 父 189.8、- i =67.855 1554.5(2)計(jì)算圓周速度7tdit n2冗父 67.85192v=0.68m/s60 100060 1000(3)計(jì)算齒寬b及模數(shù)mntb=()dd1t=1 x 67.85mm=67.

7、85mm=3.39dt cos0 67.85cos14mnt=乙20h=2.25mnt=2.25 x 3.39mm=7.63mmb/h=67.85/7.63=8.89(4)計(jì)算縱向重合度 8 b = 0.31&bz1tanb =0.318x 1 xtan14 =1.59(5)計(jì)算載荷系數(shù)k已知載荷平穩(wěn)，所以取ka=1根據(jù)v=0.68m/s,7級(jí)精度，由圖10 8查得動(dòng)載系數(shù) kv=1.11 ;由表104查的kh 3的計(jì)算公式和直齒輪的相同，故kh 3 =1.12+0.18(1+0.6 x 1 2 )1 x 1 2 +0.23 x 10 ,67.85=1.42由表 10-13 查得 kf 3 =

8、1.36由表103查得kh a =kh 1.4。故載荷系數(shù)k=kakvkh a kh 3 =1 x 1.03 x 1.4 x 1.42=2.05(6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式(1010a)得33d1=d1t ,k/kt =67.85. 2.05/1.6 mm=73.6mm(7)計(jì)算模數(shù)mndcosb 73.6 cos14 mn = mm=3.74z1203.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式(1017) 2 - 3 2ktyb cos b yfaysa mn l2rt1小 d zi e al f1)確定計(jì)算參數(shù) (1)計(jì)算載荷系數(shù)k=kakvkf a kf 3 =1 x 1.03 x 1

9、.4x 1.36=1.96(2)根據(jù)縱向重合度 3 =0.318 4 dz1tan3 =1.59,從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)y 3 = 0。88(3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)z1=z1/cos3 3 =20/cos3 14 =21.89z2=z2/cos3 3 =100/cos 314 =109.47(4)查取齒型系數(shù)由表 105 查得 yfa1=2.724; yfa2=2.172(5)查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 105 查得 ysa1=1.569; ysa2=1.798(6)計(jì)算bfb f1=500mpab f2=380mpakfn1=0.95kfn2=0.98b f1=339.29mpab f2=26

10、6mpa(7)計(jì)算大、小齒輪的 耳亍并加以比較yf =271a住卜 1339.29yfa2ysa2l22.172 1.798=0.01468266大齒輪的數(shù)值大。2）設(shè)計(jì)計(jì)算mn3 2 1.96 cos214 0.88 1911 202 1.620.01468 =2.4mn=2.54 .幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算中心距d cosz1 =l=32.9,取 z1=33mnz2=165zi z2 mn a =2cos0=255.07mma圓整后取255mm2）按圓整后的中心距修正螺旋角3 =arcos ”2n =13 55 502a3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑zmn di=85.00mmcos。z2 m

11、ncd2 =425mmcos。4）計(jì)算齒輪寬度b=（）ddl b=85mmb1=90mm , b2=85mm5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm,而又小于 500mm,故以選用腹板式為宜。其他有關(guān)尺寸參看大齒輪零件圖。各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸高速軸i中間軸ii低速軸iii鼓輪轉(zhuǎn)速（r/mir）96096019238.438.4功率（kw）43.963.843.723.57轉(zhuǎn)矩（n m）39.839.4191925.2888.4傳動(dòng)比11551效率10.990.970.970.97軸的設(shè)計(jì)計(jì)算擬定輸入軸齒輪為右旋ii軸：1 ,初步確定軸的最小直徑d3 pan

12、= 126384 =34.2mm2 .求作用在齒輪上的受力2tft1= - =899nfr1=fttari an =337n cos0fa1=fttar 3 =223n ;ft2=4494nfr2=1685nfa2=1115n3 .軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬定軸上零件的裝配方案i. i-ii段軸用于安裝軸承 30307,故取直徑為35mm。ii. ii-iii段軸肩用于固定軸承，查手冊(cè)得到直徑為44mm。iii. iii-iv段為小齒輪，外徑 90mm。iv. iv-v段分隔兩齒輪，直徑為 55mm。v. v-vi段安裝大齒輪，直徑為 40mm。vi. vi-viii段安裝套筒和軸承，直徑為 35mm

13、。2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1. i-ii段軸承寬度為22.75mm,所以長(zhǎng)度為 22.75mm。2. ii-iii段軸肩考慮到齒輪和箱體的間隙12mm,軸承和箱體的間隙 4mm,所以長(zhǎng)度為16mm。3. iii-iv段為小齒輪，長(zhǎng)度就等于小齒輪寬度90mm。4. iv-v段用于隔開(kāi)兩個(gè)齒輪，長(zhǎng)度為 120mm。5. v-vi段用于安裝大齒輪，長(zhǎng)度略小于齒輪的寬度，為 83mm。6. vi-viii 長(zhǎng)度為 44mm。4 .求軸上的載荷207.563.5fgfh fieuiinfr1=1418.5nfr2=603.5n查得軸承30307的y值為1.6fd1=443nfd2=1

14、89n因?yàn)閮蓚€(gè)齒輪旋向都是左旋。故：fa1=638nfa2=189n5 .精確校核軸的疲勞強(qiáng)度1）判斷危險(xiǎn)截面由于截面iv處受的載荷較大，直徑較小，所以判斷為危險(xiǎn)截面2）截面iv右側(cè)的%=mm =17.5m paw截面上的轉(zhuǎn)切應(yīng)力為.t =衛(wèi) =7.64mpa wtt 15.98b = m = =二7.99mpa22由于軸選用40cr,調(diào)質(zhì)處理，所以ob=735mpa,仃4=386mpa, t=260mpa。（2p355 表 15-1 ）a）綜合系數(shù)的計(jì)算,r2d由 =0.045,=1.6經(jīng)直線插入，知道因軸肩而形成的理論應(yīng)d55d力集中為口門= 2.23,=1.81kj7 v（2p38附表3

15、-2經(jīng)直線插入）軸的材料敏感系數(shù)為4仃=0.85, q = 0.87,（2p37 附圖 3-1）故有效應(yīng)力集中系數(shù)為k二=1 q 二(1) =2.05k =1 q (二-1) =1.70查得尺寸系數(shù)為 4y = 0.72,扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為：&工=0.76,（2p37 附圖 3-2） （2p39 附圖 3-3）軸采用磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為p = p =0.92,kjl（2p40 附圖 3-4）1軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即 q 1 ,則綜合系數(shù)值為k一上-1 =2.93%匕k 1k = -1 -2.11t tb）碳鋼系數(shù)的確定碳鋼的特性系數(shù)取為 中門=0.1,中丁 = 0.05 kjic）安全系數(shù)的計(jì)

16、算軸的疲勞安全系數(shù)為= 6.92k. a . m=24.66scs. 6.66 1.5 -s.s：s2故軸的選用安全。i軸：1 .作用在齒輪上的力fh1=fh2=337/2=168.5fv1=fv2=889/2=444.52,初步確定軸的最小直徑da1 =43!旦=17.9mm ,a3 .軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）確定軸上零件的裝配方案1 i i r _xj i l1i ii iiiiv vvivii2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度d）由于聯(lián)軸器一端連接電動(dòng)機(jī)，另一端連接輸入軸，所以該段直徑尺寸 受到電動(dòng)機(jī)外伸軸直徑尺寸的限制，選為25mm。e）考慮到聯(lián)軸器的軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)2

17、.5mm,所以該段直徑選為30。f）該段軸要安裝軸承，考慮到軸肩要有2mm的圓角，則軸承選用30207 型，即該段直徑定為 35mm。g）該段軸要安裝齒輪，考慮到軸肩要有2mm的圓角，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，定為40mm。h）為了齒輪軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá) 5mm,所以該段直徑選為 46mm。i）軸肩固定軸承，直徑為 42mm。j）該段軸要安裝軸承，直徑定為35mm。2）各段長(zhǎng)度的確定各段長(zhǎng)度的確定從左到右分述如下：a）該段軸安裝軸承和擋油盤(pán)， 軸承寬18.25mm,該段長(zhǎng)度定為18.25mm。b）該段為軸環(huán)，寬度不小于 7mm ,定為11mm。c）該段安裝齒輪，要求長(zhǎng)度要比輪轂短2mm,齒輪寬為

18、90mm,定為88mm。d）該段綜合考慮齒輪與箱體內(nèi)壁的距離取13.5mm、軸承與箱體內(nèi)壁距離取4mm （采用油潤(rùn)滑），軸承寬18.25mm,定為41.25mm。e）該段綜合考慮箱體突緣厚度、調(diào)整墊片厚度、端蓋厚度及聯(lián)軸器安裝 尺寸，定為57mm。f）該段由聯(lián)軸器孔長(zhǎng)決定為 42mm4.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度w=62748n.mmt=39400n.mm45鋼的強(qiáng)度極限為仃=275mpa ,又由于軸受的載荷為脈動(dòng)的，所以 =0.6。 pcj2_2mm (f)二 43mpa ipiii軸1 .作用在齒輪上的力fh1=fh2=4494/2=2247nfv1=fv2=1685/2=842.5n2,

19、初步確定軸的最小直徑dal=51.4mm3 .軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）軸上零件的裝配方案2）據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度i-iiii-iviv-vv-vivi-viivii-viii直徑607075877970長(zhǎng)度105113.758399.533.255 .求軸上的載荷mm=316767n.mmt=925200n.mm6 .彎扭校合w =0.1d3 =0.1 603 -21600mm3（jm；（：ti）2w= 51.2mpa :二cp滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算i軸：1.求兩軸承受到的徑向載荷5、軸承30206的校核1）徑向力fr = .f；fv2i =168.52）派生力fda =fa =52.

20、7n , fdb =fb_ =52.7n 2y2y3）軸向力由于 fa1 +fdb =223 + 52.7 = 275.7n afda， a所以軸向力為faa=223, fab=52.7 aaab4）當(dāng)量載荷由于 faa = 1.32 e, fb=0.31 fda，所以軸向力為faa =638n , fab =189n aaab4）當(dāng)量載荷由于 fa =0.45e _fb = 0.31e, fb = 0.34e, frafrb所以 xa=0.4, ya=1.5, xb=1, yb=0。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為fp =1.2,故當(dāng)量載荷為pa=fp（xafra yafha） = 2317.

21、87n pb = fp（xbfrb ybfhb）=1011n5）軸承壽命的校核旦（cr 56.1 107h 24000h60nl pa鍵連接的選擇及校核計(jì)算代號(hào)直徑（mm）工作長(zhǎng)度(mm)工作局度(mm)轉(zhuǎn)矩（n m）極限應(yīng)力(mpa)高 速 軸8x7x60 （單頭）25353.539.826.012x8x80 （單頭）4068439.87.32中 間 軸12x8x70 （單頭）4058419141.2低 速 軸20x 12x 80 （單頭）75606925.268.518x 11x 110 （單頭）601075.5925.252.4由于鍵采用靜聯(lián)接，沖擊輕微，所以許用擠壓應(yīng)力為仃p = 11

22、0mpa ,所以上述鍵皆安全。連軸器的選擇由于彈性聯(lián)軸器的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以考慮選用它。二、高速軸用聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，所以工作情況系數(shù)為ka=1.5,計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 tca = kat1 =1.5 39.8 =59.7n m所以考慮選用彈性柱銷聯(lián)軸器tl4 (gb4323-84 ),但由于聯(lián)軸器一端與電動(dòng)機(jī)相連,其孔徑受電動(dòng)機(jī)外伸軸徑限制，所以選用tl5 (gb4323-84)其主要參數(shù)如下：材料ht200公稱轉(zhuǎn)矩tn =125n m軸孔直徑 d1 =38mm, d2 =25mm軸孔長(zhǎng) l =82mm, l1 =60mm裝配尺寸a =45mm半聯(lián)軸器厚b =38mm(1p163 表 17-3) (gb4323-84)三、第二個(gè)聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，所以工作情況系數(shù)為ka=1.5,計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 tca = kat3 =1.5 925.2 =1387.8n m所以選用彈性柱銷聯(lián)軸器 tl10 ( gb4323-84 )其主要參數(shù)如下：材料ht200公稱轉(zhuǎn)矩tn = 2000n m軸孔直徑d1 =d2 = 63mm軸孔長(zhǎng) l=142mm, l1 =107mm裝配尺寸a -80mm半聯(lián)軸器厚b =58mm(1p163 表 17-3) (gb4323-84)減速器附件的選擇通氣器,采用 m18x 1.5