用于熱處理車間清洗零件的傳動系統(tǒng)中的二級斜齒圓柱齒輪減速器

1、目 錄1、機械系統(tǒng)總體設(shè)計21.1、傳動方案設(shè)計21.2、電動機的選擇22、傳動裝置總體設(shè)計42.1、總傳動比及分配各級傳動比計算42.2、傳動裝置的運動和動力參數(shù)43、傳動零件的設(shè)計計算53.1、帶傳動零件設(shè)計計算53.2、減速器內(nèi)傳動零件設(shè)計計算73.2.1、齒輪材料選擇73.2.2、高速級齒輪設(shè)計計算73.2.3、低速級齒輪設(shè)計計算84、總裝配設(shè)計計算114.1、軸系零件設(shè)計計算114.1.1、輸入軸的設(shè)計計算114.1.2、中間軸的設(shè)計計算124.1.3、輸出軸的設(shè)計計算124.1.4、軸承的選擇計算184.1.5、鍵的設(shè)計計算194.2、聯(lián)軸器選擇194.3、減速器的潤滑與密封195

2、、設(shè)計總結(jié)206、參考文獻(xiàn)20機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)課程設(shè)計題目：設(shè)計兩級圓柱齒輪減速器（展開式）1、設(shè)計要求：設(shè)計熱處理車間零件清洗用傳動設(shè)備。該傳輸色設(shè)備的傳動系統(tǒng)由電動機經(jīng)減速器裝置后傳至傳送帶。兩班制工作。使用期限為10年。傳輸帶運動速度的允許誤差為±5%。2、原始數(shù)據(jù)：原始數(shù)據(jù)題號c1c2c3c4c5c6c7c8c9c10滾筒直徑mm300330340350360380380300360320傳送帶運行速度m/s0.630.750.800.850.850.900.800.700.840.75傳送帶主動軸扭矩nm700670650650900850950900660900設(shè)計題

3、號為：c83、運動簡圖： 4、設(shè)計工作量：1、減速器裝配圖1張（a1或a2）；2、零件工作圖13張；3、設(shè)計說明書1份。1、機械系統(tǒng)總體設(shè)計1.1、傳動方案設(shè)計傳動方案如圖所示為帶傳動聯(lián)接的展開式二級圓柱齒輪傳動1.2、電動機的選擇1）、選擇電動機的類型：按工作要求和條件，選用三機籠型電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380v，y型。2）、選擇電動機容量：電動機所需的工作功率為 （其中：為電動機功率，為負(fù)載功率，為總效率。）負(fù)載功率為因此有傳動裝置的總效率應(yīng)為組成傳動裝置的各部分運動副效率只之乘積,即：式中：、分別為帶傳動、軸承、齒輪傳動、聯(lián)軸器和卷筒的傳動效率取傳動效率為帶傳動的效率滾動軸承效率 閉式

4、齒輪傳動效率聯(lián)軸器效率卷筒效率則有電動機的功率為3）、確定電動機轉(zhuǎn)速：卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為查表得：取v帶傳動的傳動比，二級圓梯形齒輪減速器傳動比,即為減速器的總傳動比，所以電機的可選范圍為。則符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、1500和3000r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由相關(guān)手冊查出有四種適用的電動機型號，因此有四種傳動比方案，如下表1.1：綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量和帶傳動、減速器的傳動比，可見第？方案比較適合。因此選定電動機型號為y132s-4，其主要性能如下表1.2：表1.1方案電動機型號額定功率 kw電動機轉(zhuǎn)速r/min重量/kg傳動比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動比v帶傳動減

5、速器1y132s1-25.5300029006465.082y132s-45.5150014406832.322.512.933y132m2-65.510009608421.542.39.374y160m2-85.575072011916.16表1.2電動機型號額定功率kw電動機轉(zhuǎn)速r/min堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩y132s-45.5150014002.22.3電動機主要外形和安裝尺寸如下表1.3 （單位：mm）中心高h(yuǎn)外形尺寸l×(ac/2+ad)×hd底腳安裝尺寸a×b地腳螺栓孔直徑k軸伸尺寸d×e裝鍵部位尺寸f×

6、g132475×345×315216×1401238×8010×332、傳動裝置總體設(shè)計2.1、總傳動比及分配各級傳動比計算1）、減速器的總傳動比為：2）、分配傳動裝置傳動比： （式中為帶傳動的傳動比，初步取2.5，為減速器的傳動比。）則減速器的傳動比3）、按展開式布置。考慮潤滑條件，為使兩級大齒輪直徑相近，可由展開式曲線查得，則。2.2、傳動裝置的運動和動力參數(shù)1）、各軸的轉(zhuǎn)速 軸：軸： 軸： 卷筒軸：2）、各軸的輸入功率 軸：軸： 軸： 卷筒軸：則-軸的輸出功率分別為輸入功率乘軸承效率0.98.3）、各軸的轉(zhuǎn)矩 電動機的輸出轉(zhuǎn)矩： 軸：軸：

7、軸：卷筒軸：則-軸的輸出轉(zhuǎn)矩分別為各軸的輸入輸入轉(zhuǎn)矩乘軸承效率0.98。運動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理于下表：軸名功率 p/kw轉(zhuǎn)距t/n·m轉(zhuǎn)速nr/min轉(zhuǎn)動比i效率輸入輸出輸入輸出電機軸5.3235.2814402.50.96軸5.115.0184.6782.98576.004.290.95軸4.864.76345.29338.38134.273.010.95軸4.624.53987.98968.2244.6010.97卷筒軸4.484.39958.54939.3744.603、傳動零件的設(shè)計計算3.1、帶傳動零件設(shè)計計算1）、計算功率查表有工況因數(shù)，故2）、選取v帶型號根據(jù), ,

8、查圖表確定選用a型3）、確定帶輪基準(zhǔn)直徑和查表選取，得查表取大帶輪轉(zhuǎn)速實際 則誤差，故允許。4）、驗算帶速，方案合適。5）、確定帶長和中心距初步選取中心距 ，則有帶長 查表取基準(zhǔn)長度 實際中心距 6）、驗算小帶輪包角 驗證方案適合7）、確定v帶根數(shù)傳動比 查表有 、。 則有v帶根數(shù)取z=4根8）、求軸上載荷1、張緊力查表得，所以單根v帶的張緊力：2、軸上載荷 9）、結(jié)構(gòu)設(shè)計 小帶輪； 大帶輪3.2、減速器內(nèi)傳動零件設(shè)計計算3.2.1、齒輪材料選擇初選大小齒輪的材料均45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。其硬度在229-286hbs，齒輪等級精度為8級。由于減速器要求傳動平穩(wěn)，所以用圓柱斜齒輪。初選。3.2.2、

9、高速級齒輪設(shè)計計算1）、查取教材可取得： ， ， ， 傳動比由表查得各數(shù)據(jù)如下： ， ， ，取則2）、接觸疲勞施用應(yīng)力查圖可知： ； 則應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 注釋：一天16小時，五年，一年250天計算又查圖可取： 則3）、計算小齒輪最小直徑，取齒寬系數(shù) 4）、確定中心距 就盡量圓整成尾數(shù)為0或5,以得于制造和測量，所以初定。5）、選定模數(shù)、齒數(shù)、和螺旋角 一般，。初選，則取，則 由標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取 ， 取 則 取 齒數(shù)比：與的要求比較，誤差為 ，可用。于是 滿足要求。6）、計算齒輪分度圓直徑小齒輪 大齒輪 7）、齒輪工作寬度圓整大齒輪寬度取小齒輪寬度8）、校核齒輪彎曲疲勞強度查表可知：；根據(jù)、查表則有：；

10、 ；則所以兩齒輪齒根彎曲疲勞強度滿足要求，此種設(shè)計合理。3.2.3、低速級齒輪設(shè)計計算1）、查取教材可取得： ， ， ， 傳動比由表查得各數(shù)據(jù)如下： ， ， ，取則2）、接觸疲勞施用應(yīng)力查圖可知： ； 則應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 注釋：一天16小時，五年，一年250天計算又查圖可?。?則3）、計算小齒輪最小直徑，取齒寬系數(shù) 4）、確定中心距 就盡量圓整成尾數(shù)為0或5,以得于制造和測量，所以初定。5）、選定模數(shù)、齒數(shù)、和螺旋角 一般，。初選，則取，則 由標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取 ， 取 則 取 齒數(shù)比：與的要求比較，誤差為 ，可用。于是 滿足要求。6）、計算齒輪分度圓直徑小齒輪 大齒輪 7）、齒輪工作寬度圓整大齒輪寬度

11、取小齒輪寬度8）、校核齒輪彎曲疲勞強度查表可知：；根據(jù)、查表則有：； ；則所以兩齒輪齒根彎曲疲勞強度滿足要求，此種設(shè)計合理所以齒輪的基本參數(shù)如下表2.1所示:表2.1 名稱符號公式齒1齒2齒3齒4齒數(shù)251062165傳動比ii4.243.095模數(shù)mm2.254螺旋角分度圓直徑57.25 242.7485.47 264.54齒頂高2.252.2544齒根高2.81252.812555齒頂圓直徑61.75247.2493.47272.54齒根圓直徑51.625237.11575.47254.54中心距150175齒寬70751051004、總裝配設(shè)計計算4.1、軸系零件設(shè)計計算4.1.1、輸入

12、軸的設(shè)計計算1）、材料：選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理，c=1102）、各軸段直徑的確定：由，p=5.11kw,n=576r/min,則，因為裝小帶輪的電動機軸徑，又因為高速軸第一段軸徑裝配大帶輪，且，取=30,=60mm,因為大帶輪靠軸肩定位，所以取=35,=34(初步估算)21，段裝配軸承，取=35，選用30307軸承，=22.75，段是定位軸承，取=45，根據(jù)箱體內(nèi)壁線確定后再確定，初定為135mm。段裝配齒輪直徑：判斷是否做成齒輪軸查手冊得=3.3，得,因此做成齒輪軸. 此時齒寬為30。 段為齒輪定位段，=45 ，初定=15 裝配軸承所以=45，=22.753）、鍵的設(shè)計與校核:根據(jù)，由于在范圍

13、內(nèi)，故軸段上采用鍵：, 采用a型普通鍵:=60mm綜合考慮取=52mm。查表，所選鍵為：強度合格。4.1.2、中間軸的設(shè)計計算1）、材料：選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理，c=1102）、各軸段直徑的確定：由, p=4.86kw,n=134.27r/min則,段要裝配軸承，取=50，選用30310軸承，初步取=55，裝配低速級小齒輪，且取=52，=100，段主要是定位高速級大齒輪，取=64，=12，裝配高速級大齒輪，取=52，=60段要裝配軸承，取=50，=523）、鍵的設(shè)計與校核已知，由于，所以取，采用a型普通鍵: 取鍵長為86和56有鍵的校核為： 所選鍵為: 4.1.3、輸出軸的設(shè)計計算 1）、選擇軸

14、的材料：選材45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表有機械性能為=60mpa，=640mpa,=275mpa,=155mpa 2）、初步確定軸的最小直徑，取c=112因為最小直接是安裝聯(lián)軸器，所以要確定聯(lián)軸器，有：聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)距查表，取=1.3，查手冊有選擇聯(lián)軸器為彈性柱銷聯(lián)軸器：型號如下lx3聯(lián)軸器 標(biāo)準(zhǔn)(gb5014-2003)，其工稱轉(zhuǎn)距為2500n.m，故軸3的最小直徑取；半聯(lián)軸器長度l=107mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。3）、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1、確定軸的零件安裝方案和軸向各尺寸段裝配聯(lián)軸器并開鍵槽，所以取，。定位軸段取，裝配軸承，選用30313軸承,取,查手冊，此尺寸符合軸承蓋和密封圈標(biāo)準(zhǔn)。定位軸

15、段,取,安裝齒輪，取,（因為齒輪寬為）裝配軸承, 選用30313軸承,取,至此，初步確定了軸的各段直徑和長度軸3的結(jié)構(gòu)、尺寸如下所示：2、軸的周向定位齒輪和聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。齒輪與軸的聯(lián)接選擇已知，由于，所以取，采用a型普通鍵: 取鍵長為74，有，標(biāo)準(zhǔn)(gb1096-2003)鍵的校核為： 所以所選鍵為: 同理可選取聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接選用平鍵為：4)、校核軸的強度圖1查表有圓錐滾子軸承的所以確定軸的支承跨距,1、 畫受力簡圖1-1,將軸上的作用力分解為水平面受力1-2和垂直面受力1-42、 求作用在齒輪上的力分度圓直徑,所受力矩圓周力徑向力軸向力3、 求作用在軸上的支反力水平面內(nèi)支

16、反力 得 垂直面內(nèi)支反力： 得 4、 作出彎矩圖根據(jù)上述簡圖，分別求出水平面和垂直平面內(nèi)各力產(chǎn)生的彎距： 總彎距 5、 作出扭矩圖扭矩圖如圖1-7（圖中已把t折算成了at）6、 作出計算彎距圖7、 校核軸的強度故安全。5)、精確校核軸的疲勞強度1、 判斷危險截面經(jīng)分析，可以判斷軸的各個截面中只有截面需要校核2、 截面左側(cè)抗彎截面模量按表11.5中的公式計算抗彎截面模量 彎曲與彎曲應(yīng)力為 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力因，得，又材料的敏感系數(shù)為，故有效應(yīng)力集中系數(shù)為又有尺寸系數(shù)；扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工，得表現(xiàn)質(zhì)量系數(shù)為軸未經(jīng)過表面強化處理，即有故得綜合系數(shù)為有材料的特性系數(shù)，取，取計算安全系數(shù)，故可知其安

17、全。3、 截面右側(cè)抗彎截面模量按表11.5中的公式計算抗彎截面模量 彎曲與彎曲應(yīng)力為 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力過盈配合處的值，并以，于是得 軸按磨削加工，得表現(xiàn)質(zhì)量系數(shù)為故得綜合系數(shù)為計算安全系數(shù)，故可知其安全。4.1.4、軸承的選擇計算 1) 、選擇軸承輸入軸軸承1 圓錐滾子軸承30307 (gb/t297-1994)中間軸軸承2 圓錐滾子軸承30310 (gb/t297-1994)輸出軸軸承3 圓錐滾子軸承30313 (gb/t297-1994)2) 、校核軸承（輸出軸軸承校核）查手冊得 n 由表8.6查得負(fù)荷系數(shù) 1、計算軸承派生軸力、徑向載荷為： 軸向載荷為： 即有 為判斷系數(shù)由表8.5查得

18、由表8.7查得派生軸向力為：，則可以求得軸承、的派生軸向力分別為2、計算軸承所受的軸向負(fù)荷因為 固有被“壓緊”，被“放松”。所以 3、計算當(dāng)量動負(fù)荷軸承i： 由表8.5得 軸承： 由表8.5得 4、 軸承壽命計算因為，故按軸承計算軸承壽命所選軸承30313合格4.1.5、鍵的設(shè)計計算 鍵的設(shè)計與校核在“軸的設(shè)計與校核”中已經(jīng)給出，具體型號如下：鍵名國標(biāo)1（帶輪)gb/t 1095-2003 鍵2（齒輪2）gb/t 1095-2003 鍵3（齒輪3）gb/t 1095-2003 鍵6（齒輪4）gb/t 1095-2003 鍵7（聯(lián)軸器)gb/t 1095-2003 鍵4.2、聯(lián)軸器選擇在“軸的設(shè)計與校核”中已經(jīng)分析選擇如下：lx3聯(lián)軸器 標(biāo)準(zhǔn)(gb5014-2003)，其工稱轉(zhuǎn)距為2500