同軸式二級(jí)減速器

1、西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì)西南科技大學(xué)城市學(xué)院City College of Southwest University Of Science and Technology 課程設(shè)計(jì)論文（設(shè)計(jì)）論文題目： 同軸式二級(jí)減速器 指導(dǎo)教師： 劉 錦 雄 系 別： 機(jī)電工程系 專業(yè)班級(jí)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化1004姓 名： 屈 輝 學(xué) 號(hào)： 201040296 日 期： 2012年6月 目 錄一、帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)31-1、運(yùn)動(dòng)簡圖:31-2、 已知條件：31-3、原始數(shù)據(jù)：3二、機(jī)械裝置的總體方案設(shè)計(jì)4（一）電動(dòng)機(jī)選擇4（1）選擇電動(dòng)機(jī)類型4（2）選擇電動(dòng)機(jī)功率4（3）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速4（二

2、）分配傳動(dòng)比5（1）總傳動(dòng)比5（2）分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比5三、主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算6（一）帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算6（二）齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)原則及計(jì)算9（三）軸的設(shè)計(jì)原則及計(jì)算12（四）低速軸18（五）高速軸19四、普通平鍵連接的選擇及校核計(jì)算20五、減速器箱體及附件的設(shè)計(jì)選擇20（一）減速器附件的選擇20（二）潤滑與密封21（三）箱體結(jié)構(gòu)214、箱體結(jié)構(gòu)如下圖9-421六、參考文獻(xiàn)22一、帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)1-1、運(yùn)動(dòng)簡圖:圖1-11-2、 已知條件：單向運(yùn)轉(zhuǎn)，有輕微振動(dòng)，經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，單班制工作，使用期限5年，輸送帶速度容許誤差為±5%。1-3、原始數(shù)據(jù)：已知條件題 號(hào)64輸送帶拉力F

3、（N）1400輸送帶速度v（m/s）0.75滾筒直徑D(mm)350圖1-2二、機(jī)械裝置的總體方案設(shè)計(jì)（一）電動(dòng)機(jī)選擇（1）選擇電動(dòng)機(jī)類型按工作要求選用Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓380V。（2）選擇電動(dòng)機(jī)功率由電動(dòng)機(jī)的至工作機(jī)之間的總效率為。、分別為帶的傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)的軸承、齒輪傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)聯(lián)軸器、卷筒的效率。分別取值為：0.96、0.98、0.97、0.99、0.96.則所以電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算如下圖1-3：圖1-3電動(dòng)機(jī)功率P=1.33KW因經(jīng)常滿載，電動(dòng)機(jī)額定功率略大于即可，初步確定電動(dòng)機(jī)功率為1.5kw。（3）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為n= =40.92通常，V帶傳

4、動(dòng)的傳動(dòng)比常用范圍i帶=24，二級(jí)圓柱齒輪減速器為，則總傳動(dòng)比的范圍為，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n=i=（16200）40.92 =（6558184）綜上查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-1，因此選定電動(dòng)機(jī)為Y90L-4動(dòng)機(jī)的額定功率P =1.5KW, 滿載轉(zhuǎn)速n= 1400/min 。（二）分配傳動(dòng)比 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)P196頁式子14-1,14-2。各級(jí)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)比應(yīng)盡量在推薦范圍選取，應(yīng)使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小，重量較輕。應(yīng)使各傳動(dòng)件尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱合理，避免干澀碰撞。一般推薦同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器i（1.31.5）i2。（1）總傳動(dòng)比i=（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)P196頁式

5、子14-1，i=nm/nw）（2）分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比因?yàn)閕=已知帶傳動(dòng)比的合理范圍為24。故取i則i在840的范圍內(nèi)故合適。分配減速器傳動(dòng)比，因?yàn)?i其中i為齒輪高速級(jí)的傳動(dòng)比，i為齒輪低速級(jí)的傳動(dòng)比。故i=3.4（三）運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算根據(jù)劉老師給的軟件計(jì)算如下：1、電動(dòng)機(jī)功率和扭矩計(jì)算如圖1-4： 圖1-4電動(dòng)機(jī)軸2、高速軸如圖1-5： 表1-5高速軸轉(zhuǎn)矩3、中間軸如圖1-6 圖1-6中間軸轉(zhuǎn)矩4低速軸如下圖1-7 圖1-7低速軸轉(zhuǎn)矩5、卷筒軸如下圖1-8 圖1-8 表1.1 各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸 號(hào)功率（KW）轉(zhuǎn)矩（N）轉(zhuǎn)速（）電機(jī)軸1.330.90714001軸1.282.6466

6、.672軸1.220.84137.33軸1.162.740.4卷同軸1.132.6240.4三、主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 進(jìn)行減速器裝配圖設(shè)計(jì)時(shí)，必須先求得各級(jí)傳動(dòng)件的尺寸、參數(shù)，并選定聯(lián)軸器的類型和尺寸。 以下截圖來自劉老師給機(jī)械設(shè)計(jì)軟件。（一）帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1帶傳動(dòng)分配原則帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意檢查帶輪尺寸，與傳動(dòng)裝置外輪廓尺寸的相互關(guān)系，帶輪直徑確定之后，應(yīng)驗(yàn)算帶傳動(dòng)實(shí)際傳動(dòng)比和大帶輪的轉(zhuǎn)速，并以修正減速器傳動(dòng)比和輸入轉(zhuǎn)矩1根據(jù)前面計(jì)算，傳動(dòng)帶參數(shù)輸入如下并截圖（2-1）：截圖2-1參數(shù)輸入2 選擇V帶類型，和基準(zhǔn)直徑由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-7查得工作情況系數(shù) Ka=1.0，Pca=1.5，根據(jù)機(jī)

7、械設(shè)計(jì)P157頁圖8-11，選擇普通V帶類型為Z型。參數(shù)輸入，截圖得圖2-2： 圖2-2設(shè)計(jì)功率3、軸間距的確定 根據(jù)結(jié)構(gòu)要求初定中心距，在通過計(jì)算確定軸間距如下截圖2-3： 圖2-3初定軸間距4、額定功率及增量的確定單跟V帶傳遞的額定功率P1:0.36(kW)，傳動(dòng)比i1的額定功率增量P1:0.03(kW)，計(jì)算截圖如下圖2-4： 圖2-4V帶額定功率5 帶速、包角和V帶根數(shù)，如下圖2-5： 圖2-5計(jì)算公式6、各項(xiàng)力的計(jì)算，如圖2-6： 圖2-6計(jì)算公式（二）齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)原則及計(jì)算 齒輪設(shè)計(jì)原則，通常指安保證齒根面彎曲疲勞強(qiáng)度及保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度兩準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算。 零部件的設(shè)計(jì)所選齒輪材料

8、應(yīng)考慮與毛坯制造方法協(xié)調(diào)，并檢查是否與齒輪尺寸是否大小適應(yīng)。齒輪分軟齒面（350HBW）和硬齒面(350HBW)兩種，按工作條件和尺寸要求選擇齒面硬度。大小齒輪硬度差一般為30501、設(shè)計(jì)參數(shù)，如下圖3-1: 圖3-1功率與轉(zhuǎn)矩2、布置與結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式 ConS=閉式齒輪1布置形式 ConS1=非對(duì)稱布置（軸鋼性較大） 齒輪2布置形式 ConS2=非對(duì)稱布置（軸鋼性較大）3、材料及熱處理，如圖3-2 圖3-2材料及熱處理5、齒輪精度，如圖3-3圖3-3齒輪精度選擇6、齒輪基本參數(shù)，如圖3-4圖3-4基本參數(shù)7、檢查項(xiàng)目參數(shù)，及疲勞校核如圖3-5：圖3-5校核強(qiáng)度（三）軸的設(shè)計(jì)原則及計(jì)算根據(jù)機(jī)械設(shè)

9、計(jì)，對(duì)軸的選用原則進(jìn)行軸的設(shè)計(jì)計(jì)算。1. 軸（中間軸）：設(shè)計(jì)信息：功率P2=1.22kw 轉(zhuǎn)數(shù)n2=137.3r/min 轉(zhuǎn)矩T2=84.0,1 初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表15-3，選取A0=126，于是如下圖4-1，4-2: 圖4-1轉(zhuǎn)軸總體信息圖4-2最小直徑2求作用在齒輪上的受力，根據(jù)教材機(jī)械設(shè)計(jì)P198頁公式10-3：2625N318.47N3軸的結(jié)構(gòu)造型如下圖4-3,4-4：圖4-3軸分布信息圖4-4零件圖4軸的力學(xué)計(jì)算如圖4-5：圖4-5結(jié)構(gòu)信息彎矩圖如下4-6：圖4-6受力圖5彎曲應(yīng)力校核如圖4-7：圖4-7彎曲校核6安全系數(shù)校核6如圖6-

10、8：圖6-8安全系數(shù)7扭轉(zhuǎn)剛度校核如圖6-9：圖6-9彎扭校核8繞度計(jì)算如圖6-10：圖6-10繞度9計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速如圖6-11：圖6-11臨界轉(zhuǎn)速（四）低速軸低速軸各個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算如同中間軸，但輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使軸與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查機(jī)械設(shè)計(jì)表14-1，取KA=1.3，則。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表8-7，選用GYS5型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為400N·m。半聯(lián)軸器的孔徑為d=35mm，故取軸的最小直徑mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1=82mm。軸各段直徑長度如下圖7-1： 圖7-1所以該軸的結(jié)構(gòu)如下圖7-2

11、：圖7-2零件圖 （五）高速軸 高速軸的計(jì)算同理中間軸，該軸的各段直徑長度如下表8-1：表8-1所以該軸的結(jié)構(gòu)如下圖8-2：圖8-2零件圖由前面三根軸及齒輪設(shè)計(jì)信息，故而軸及齒輪裝配如下圖8-4:圖8-4軸及齒輪裝配四、普通平鍵連接的選擇及校核計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用普通平鍵A型鍵連接的選擇根據(jù)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)P53頁表4-1查得鍵如下表：9-1代號(hào)直徑（mm）工作長度（mm）工作高度（mm）轉(zhuǎn)矩（N·m）極限應(yīng)力（）高速軸12×8×4035443.328.988.23中間軸10×8×3535403.395.0133.9310×8×

12、4035403.395.0133.93低速軸14×9×3550363.8314.8877.7510×8×7040653.3314.8874.97表9-1普通平鍵由于鍵采用靜聯(lián)接，沖擊輕微，最大許用擠壓應(yīng)力為，所以上述鍵皆安全。五、減速器箱體及附件的設(shè)計(jì)選擇（一）減速器附件的選擇1、通氣器由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M8×1.52、油面指示器選用游標(biāo)尺M(jìn)83、螺塞選用外六角油塞及墊片M6×1.5（二）潤滑與密封1、齒輪的潤滑采用浸油潤滑，由于低速級(jí)周向速度為40.9r/min，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為30mm。1、 滾動(dòng)軸承的潤滑由于軸承周向速度為0.46m/s，所以采用脂潤滑。選用ZL-1潤滑脂。2、 潤滑油的選擇考慮到該裝置用于小型設(shè)備，故齒輪選用L-AN15潤滑油。3、 密封方法的選取采用凸緣式端蓋加氈圈油