一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器概要

1、摘 要 3第一章課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說(shuō)明 41.1 課題題目 41.2 主要技術(shù)參數(shù)說(shuō)明 41.3 傳動(dòng)系統(tǒng)工作條件 41.4 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的選擇 4第二章減速器構(gòu)造選擇及有關(guān)性能參數(shù)計(jì)算 52.1 減速器構(gòu)造 52.2 電動(dòng)機(jī)選擇 52.3 傳動(dòng)比分派 52.4 動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 6第三章齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 73.1 齒輪資料、精度等級(jí)、熱辦理及齒數(shù)的選擇 73.2 齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 73.2.1 依據(jù)接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸 7第四章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 124.1 軸的資料和熱辦理的選擇 124.2 軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 124.2.1 依據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑 124.2.2

2、 軸的構(gòu)造設(shè)計(jì) 12軸的強(qiáng)度校核 14第五章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇 155.1 軸承的選擇及校核 155.2 鍵的選擇計(jì)算及校核 155.3 聯(lián)軸器的選擇 15第六章V 帶輪的設(shè)計(jì) 176.1 V 帶的選用和計(jì)算 17第七章減速器潤(rùn)滑、密封及附件的選擇確立 196.2 潤(rùn)滑的選擇確立 19潤(rùn)滑方式 19潤(rùn)滑油牌號(hào)及用量 196.3 密封形式 19第八章 總結(jié) 20參照文件 21摘要減速器原理減速器是指原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間獨(dú)立關(guān)閉式傳動(dòng)裝置。 別的，減速器也是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度變換器，將馬達(dá)的問(wèn)轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的展轉(zhuǎn)數(shù)，并獲得較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。降速同時(shí)提升輸出扭矩，扭矩輸出比率按電機(jī)輸

3、出乘減速比，但要注意不可以高出減速器額定扭矩。減速器的作用減速器的作用就是減速增矩，這個(gè)功能完整靠齒輪與齒輪之間的嚙合達(dá)成，比較簡(jiǎn)單理解。減速器的種類(lèi)好多，依據(jù)傳動(dòng)種類(lèi)可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星減速器以及它們相互組合起來(lái)的減速器 ;依據(jù)傳動(dòng)的級(jí)數(shù)可分為單級(jí)和多級(jí)減速器;依據(jù)齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐一圓柱齒輪減速器;依據(jù)傳動(dòng)的部署形式又可分為睜開(kāi)式、分流式和同軸式減速器。齒輪減速器應(yīng)用范圍寬泛，比如，內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)與定軸齒輪傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)對(duì)比擁有很多長(zhǎng)處，可以合用于機(jī)械、冶金、礦山、建筑、輕工、國(guó)防等眾多領(lǐng)域的大功率、大傳動(dòng)比場(chǎng)合，可以完整代替這些領(lǐng)域中的圓

4、柱齒輪傳動(dòng)和蝸輪蝸桿傳動(dòng)，所以，內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器有寬泛的應(yīng)用遠(yuǎn)景。第一章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說(shuō)明1.1 課題題目帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的減速器。要求傳動(dòng)系統(tǒng)中含有單級(jí)圓柱齒輪減速器及V帶傳動(dòng)。1.2 主要技術(shù)參數(shù)說(shuō)明輸送帶的最大有效拉力F=5000N ,輸送帶的工作速度 V=1.1 m/s ,輸送機(jī)滾筒直徑D=300 mm。1.3 傳動(dòng)系統(tǒng)工作條件帶式輸送機(jī)在常溫下連續(xù)工作、 單向運(yùn)行；空載起動(dòng)，工作載荷較安穩(wěn)；兩班制（每班工作8小時(shí)），要求減速器設(shè)計(jì)壽命為 5年，小批量生產(chǎn)，每年工作 300天；三相溝通電源 的電壓為380/220V 。1.4 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的選擇電動(dòng)機(jī)F圖1帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系

5、統(tǒng)簡(jiǎn)圖15 / 22第二章減速器構(gòu)造選擇及有關(guān)性能參數(shù)計(jì)算2.1 減速器構(gòu)造本減速器設(shè)計(jì)為水平剖分，關(guān)閉臥式構(gòu)造。2.2 電動(dòng)機(jī)選擇(一)工作機(jī)的功率PwPw =FV/1000=5000 X 1.1/1000=5.5kw 1(二)總效率 總 4總 帶 齒輪 聯(lián)軸器 軸承0.96 X0.984X0.97 X 0.99=0.85(三)所需電動(dòng)機(jī)功率PdPd Pw / 總 5.5 / 0.865. 4( KW7 )查機(jī)械部件設(shè)計(jì)手冊(cè)得Ped = 7 kW電動(dòng)機(jī)采納 Y132M-4 n滿(mǎn)=1440 r/min2.3 傳動(dòng)比分派 u-|T工作機(jī)的轉(zhuǎn)速 n=60 X 1000V/ ( D)=60 X 10

6、00 X 1.1/(3.14 X300)=70.02-8 r/min -i a nm / n 1440 / 70.028 20.567 / 22取 i 0-3則 i -i a / io = 20.56/3 6.852.4 動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算(一)轉(zhuǎn)速nn0 = n 滿(mǎn)=1440 ( r/min )n I = n0/i 帶=口滿(mǎn)/1 帶=1440/3=480 r/min n2 = ni / 1 0 =480/6.85=70.07 (r/min )(二)功率PPi =P04 帶=6.9 6 0.9 6 6卉 6 8(kw2)P2 = Pi”齒輪軸承 =6.6 8 20.9 80$ 9 7 6 W 5

7、(kw2)轉(zhuǎn)矩TTi - 9 5 5Po / ni -95506.682/48=132.94(N . m)T2 - 9550P2 / n2- 9550 6.352 / 70.07=865.73(N . m)將上述數(shù)據(jù)列表以下:功率NT /軸號(hào)P/kW/(r.min-i)(N . m) iT16.682480132.9430.9626.35270.07865.73第三章齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1齒輪資料、精度等級(jí)、熱辦理及齒數(shù)的選擇1.小齒輪采納 40Cr,硬度為 280HBs大齒輪采納45號(hào)鋼，調(diào)制辦理，硬度為240HBS 2.精度等級(jí)7級(jí)精度3 .小齒齒數(shù) Zi = 25, Z 2 =1724 .

8、選用螺旋角。初選螺旋角=14°2K t Ti (u 1)(Z h Ze )d1t3.2齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算da L H 2 J3.2.1 依據(jù)接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸1）齒寬系數(shù)？ d =12） K t =1.63）資料彈性系數(shù) Ze =189.8 MPa 1 / 24）選用地區(qū)系數(shù) Z h =2.4335）查得% =0.78 審=0.87 貝ea =a + 2 邑1.656）由機(jī)械部件設(shè)計(jì)手冊(cè)查得小齒輪接觸強(qiáng)度"h lim 1 600Mp aH lim 2 - 550MP a , S Hlim = 17）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。10 / 228Ni =60ni j Lh

9、=60 X480 X ( 2X8X300 X5) =6.912 X 10N 2 =6.92/6.85 X 10 =1.009 X 108）n / n2 = 480 / 70.07 =6.859）由機(jī)械部件設(shè)計(jì)手冊(cè)查得K N1 = 0.90 K N2 = 0.95由強(qiáng)H 1，="H lim 1 K600對(duì).91 546Mp a Sh lim10)許用接觸應(yīng)力r , +'ife 才 &H m 2546 517=531.52211)小齒輪的轉(zhuǎn)矩T IT1 = 9 5 5P01 / n1 9 5 5 06.6 8 2 / =13248.94 (N. m)(二)dt >計(jì)

10、算小齒輪分度圓宜徑32K t Ti (u 1)( Z h Ze)2? d £a 尸 H 2 2d1t21.6 13.294100007.85 (189.8 2.433)21.656.85 517 2=48.133mm2.1）圓周速度V一 d1t m3.14 48.133 1500V工攀法= 3.78m / s60100060 10002.2)齒寬b及模數(shù)b= ? d X 48.133=48.1332120 / 22mt =d cos=48.133 cos14zi252.3） 齒高h(yuǎn)的計(jì)算h=2.25m t =2.25 X 1.868=4.203b48.133=11.4h4.2032.

11、4） 計(jì)算重合度s1=0.318 ? d Z1 tan =0.318 x 1 X25Xtan14 ° =1.9822.5） 計(jì)算載荷系數(shù)K。已知使用系數(shù)K A =1 ,依據(jù)v =3.78m/s,精度7級(jí)，查表動(dòng)載荷系數(shù)K v =1.19; K H的值與直尺輪的同樣，故 K耶=1.315K f 二=1.09KHKf =1.1故載荷系數(shù)K=xxxK a K v K hFK hB= 1 1.191.3151.1=1.7212.6） 實(shí)質(zhì)的載荷系數(shù)校訂分度圓直徑3 3 K1.721d1 =d1t J =48.133 X J=49.316K t1.62.7） 計(jì)算模數(shù)d1 cos'48

12、.133 cos14 Z1253r12Kt Ti Ygcos Y YFaYsamn2? d aZ1blF3 12K tTi YPcos,YFaYSa*z擊? d a 1 2 F確立計(jì)算參數(shù):1）計(jì)算載荷系數(shù)。K= k a k v k fqk f 尸1 x 1.19 X1.1 X 1.09=1.427依據(jù)縱向重合度 冬=1.982 ,查圖得螺旋升角影響系數(shù)Y =0.882）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)Z125zv1 =27.3673 03cos cos 14Z2172Zv1 一一=188.285cos 3cos3 143）查取齒形系數(shù)。查表得：YFa 1 =2.62, YFa 2 =2.124）查取應(yīng)力校訂系數(shù)

13、。查表得:Ysa1 =1.59 , YSa2 =1.865計(jì)算大小齒輪的并加以比較YFa 1YSa1b IF 11.865 - 0.01655= 2.62 1.59 - 0.01372303.57Y Y _Fa_2Sa2_ = 212F 2確立齒輪模數(shù)mn根曲折疲憊計(jì)算的法面模數(shù)，取 mn =2.0mm ,已知知足曲折強(qiáng)度。但為了同時(shí)知足接觸疲憊強(qiáng)度，需按接觸疲憊強(qiáng)度計(jì)算得的分度圓直徑di =48.133mm 來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒輪。于是由di cos -48.133 cos14Z1 =23.35mn2取 zi =24 ,貝Z2 年:zi =6.85 X 24=164.4將圓整為1654.幾何尺寸計(jì)

14、算24,165 22 cos14(1)計(jì)算中心距194.79 mm(zi + Z2 Jmn a 195mm2 cos將中心距圓整為(2)按圓整后的中心距修正螺旋角遮 一(Z1 - Z2 mn _24+ 165 2 _一 arccos arccos-15.782a2 195因口值改變不多，故參數(shù) ,%、Zh、K p等不用修正。(3)計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑_ Zimn _24 2 _di段;r49.88( mm)cos cos15.78Z2 mn 1652d2 - -324.92( mm)cos cos15.78(4)計(jì)算齒輪寬度b - - d di - 1 49.88 49.88(mm)B2

15、 + (5 10) = 55 60(mm) 取 B2 =55 (mm)第四章軸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 軸的資料和熱辦理的選擇由機(jī)械部件設(shè)計(jì)手冊(cè)中的圖表查得選45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)辦理，HB217255一 b =650MPa 一 s =360MPa 一 i =280MPat4.2 軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1 依據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑3 3從動(dòng)軸 d2|92 =112 J6.352 =50.313 mm *慮鍵槽d 2，n21 70.071.05=52.83 mm選用標(biāo)準(zhǔn)直徑d 2 =54 mm4.2.2 軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)依據(jù)軸上部件的定位、裝拆方便的需要，同時(shí)考慮到強(qiáng)度的原則，主 動(dòng)軸和從動(dòng)軸均設(shè)計(jì)為

16、階梯軸。主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)：（）一1 .經(jīng)初步設(shè)計(jì)得軸最小直徑 d1 =28.35 mm ,取標(biāo)準(zhǔn) 直徑軸的最小直徑為d1 =29 mm1依據(jù)帶輪的構(gòu)造選軸的長(zhǎng)度L1 =80 mm2 .為知足帶輪的軸向定位要求，需加一個(gè)軸肩，故d2 =32 mm3 .初選轉(zhuǎn)動(dòng)軸承 經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選用角接觸球 軸承7207c ,基本尺寸為d X D X B=35 mm ( X )72 mm )x 17 mm ) L3 =45(mm )4 .由小齒輪尺寸可知，齒輪處的軸端4的直徑為d5 =38 mm從動(dòng)軸的的設(shè)計(jì)：1.經(jīng)初步設(shè)計(jì)得軸最小直徑 di =52.83 mm )取標(biāo)準(zhǔn)直徑軸的最小直徑為di =55(mm ),

17、依據(jù)帶輪的結(jié)構(gòu)選軸的長(zhǎng)度Li =142 mm2 .為知足帶輪的軸向定位要求，需加一個(gè)軸肩，故d 2 =60 m m3 .初選轉(zhuǎn)動(dòng)軸承 經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選用角接觸球軸承7013AC ,基本尺寸為 d X D(X B=65 mm x(:!( )( J100 mm x 18 mm L 3 =50 mm4 .由小4輪鳥(niǎo)寸可知，中輪用的軸端4的直徑為d 4 =70 m m、 L4 =50 mm之()5 .由軸肩高度h 0.07d ,則軸肩的直徑 d5 =84 mm ,() ()d6 =65 mm , L6 =25 mm() ()6 . L7 =18 mm , d 7 =65 mm1322 / 22輸出軸

18、表示圖以下:I I 14.2.3軸的強(qiáng)度校核從動(dòng)軸的強(qiáng)度校核圓周力 Ft = 2000 T 2 =2000 X 132.94/49.52=5.737 KNd 2徑向力 Fr = Ft tan n /cos =5.3xtan20° /cos14 ° =2.01 KN 軸 向力 Fa = Ft tan =1.34 KN作從動(dòng)軸受力簡(jiǎn)圖以下列圖:第五章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇5.1 軸承的選擇及校核考慮軸受力較小且主假如徑向力，應(yīng)采納單列深溝球軸承主動(dòng)軸承依據(jù)軸頸值查機(jī)械部件設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇主動(dòng)軸承7013AC2個(gè)(GB/T276-1993 )從動(dòng)軸承 7206c2 個(gè)(GB/T276

19、-1993 )主動(dòng)軸軸承：?jiǎn)瘟薪墙佑|球軸承7013AC d=65D=100 B=18 Cr =52.8KN從動(dòng)軸軸承：?jiǎn)瘟薪墙佑|球軸承 7206Cd=65D=100 B=18 Cr =253KN預(yù)期壽命為：5年，兩班制。5.2 鍵的選擇計(jì)算及校核(一)從動(dòng)軸存在外伸端，考慮鍵在軸中部安裝應(yīng)選鍵10X40 GB/T1096-2003, b=16, L=45, h=10,選45號(hào)鋼，其許用擠壓力 也p】二110MPa=559.198>Gp-p-F = 2000 工=2000865.73h ' l kld 5 2952.8326 / 22則強(qiáng)度不滿(mǎn)足，采用雙鍵,雙鍵工作長(zhǎng)度l =1.5

20、 x45=67.5 mm - p2000 T 22000865.73kld 5 67.552.8397.11募 pn強(qiáng)度知足(二)主動(dòng)軸鍵的選擇為b=16, L=45, h=10 l =50 選 45 號(hào)鋼5.3聯(lián)軸器的選擇因?yàn)闇p速器載荷有稍微震動(dòng)，速度不高，無(wú)特別要求，考慮拆裝方便及經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，采納鋼性聯(lián)軸器15K=1.3Tc = K a T =1.3 X 132.94 X 103 =172.822 N - m 采納CYS5型鋼性聯(lián)軸器，公稱(chēng)尺寸轉(zhuǎn)矩 Tn =400 , TC < Tn。采用Y型軸孔，A型鍵軸孔直徑d=3042,選d=38,軸孔長(zhǎng)度L=82CYS5型鋼性聯(lián)軸器有關(guān)參數(shù)型

21、號(hào)公稱(chēng) 轉(zhuǎn)矩T/(N, m)許用轉(zhuǎn)速n/(r ,min 1軸孔 直徑 d/mm軸孔 長(zhǎng)度L/m m外 徑D/ m m資料軸孔 種類(lèi)鍵 槽 類(lèi) 型CYS540080003882120HT200Y型A型第六章V帶輪的設(shè)計(jì)1 .1 V帶的選用和計(jì)算1,由表查得工作系數(shù)K A =1.1pca = K a p =1.1 X7.5=8.25KW2 .依據(jù)pca、n查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，采納 A帶3 .確立帶輪的基準(zhǔn)直徑dd ,查表取小帶輪基準(zhǔn)直徑為 dd 1 =112 mm )dV ='用'n =8.44 m/s601000，5 m/s< V<30 m/s故帶速適合4 .計(jì)算大輪的基

22、準(zhǔn)直徑d d 2d d 2 =i d d 1 =6.85 X 112=762 mm圓整 d d 2 =800 mm5 .確立V帶中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld5.1 初定中心距為 0.7 ( d d1 + d d 2 )- a0 , 2 ( d d1 + d d 2)a0初定為1000 mm)5.2 計(jì)算所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：L0 =2 a0 +-( dd 1 + dd 2 ) + d122 224a 0=3551 mm選基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld =3550 mm5.3 計(jì)算中心距aa= a0 + -d-1d =1000 mm )2中心距變化范圍947 mm 1030 mm2135 / 226.驗(yàn)算小帶輪上的包角% =

23、180° - dd 2 -d d 1 )-5317 =140.1。120。7.計(jì)算帶的根數(shù)Z7.1計(jì)算單根V帶的額定功率p0 ,由 d d 1 =112mm )和 n1 =1440r/min ,查表得 p0 =1.58KW ,依據(jù) n1 =1440 r/min,i =6.85和A型帶，查表得p0 =0.17KW查表得Ka =0.89查表Kl =1.17pr =( p0 + p0 ) KaKl =1.82KWZ = Pca = 4.5 3 3選用 5 根Pr8 .計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值( F0 ) mm(F 0 ) min =5002.5 KP.ca + q VK - Zv應(yīng)使帶

24、的實(shí)質(zhì)拉力 F0 > ( F0 ) min種類(lèi)帶寬bp /mm頂寬b/mm高度 h/mm橫截面積2A/mm單位長(zhǎng)度質(zhì)量KgA 11.013.08.0810.1第七章 減速器潤(rùn)滑、密封及附件的選擇確立7.1 潤(rùn)滑的選擇確立7.1.1 潤(rùn)滑方式1 .齒輪V=8.44 <12 m/s應(yīng)用噴油潤(rùn)滑，但考慮成本及需要， 采納浸油潤(rùn)滑2 .軸承采納潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑7.1.2 潤(rùn)滑油牌號(hào)及用量1 .齒輪潤(rùn)滑采納150號(hào)機(jī)械油，最低最高油面距1020mm, 需油量為 1.5L 左右2 . 軸承潤(rùn)滑采納 2L 3 型潤(rùn)滑脂，用油量為軸承間隙的1/31/2為宜7.2 密封形式1 . 箱座與箱蓋凸緣接合面的密封采納在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2 .察看孔和油孔等處接合面的密封在察看孔或螺塞與機(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封3 .軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對(duì)應(yīng)的軸承外面軸的外伸端與透蓋的空隙，因?yàn)閂<3 （ m/s ），應(yīng)采納半粗羊毛氈加以密封4 .軸承湊近機(jī)體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封，防備潤(rùn)滑油進(jìn)入軸承內(nèi)部總