二級(jí)同軸式減速器說(shuō)明書(shū)

1、燕山大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目： 同軸式帶式傳送裝置 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 年級(jí)專(zhuān)業(yè)： 11級(jí)軋鋼3班 學(xué) 號(hào)： 110101010321 學(xué)生姓名： 劉立朝 指導(dǎo)教師： 邱雪松 目 錄1.任務(wù)說(shuō)明書(shū)-12.傳動(dòng)方案的分析-23.電動(dòng)機(jī)選擇及計(jì)算-24總傳動(dòng)比的確定和各級(jí)傳動(dòng)比的-35傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算-3 6.傳動(dòng)零件的的設(shè)計(jì)和計(jì)算-57.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算- 118.軸承的選擇和校核- 179.鍵的選擇和鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算- - 1810.聯(lián)軸器的選擇-1911.潤(rùn)滑和密封選擇-2012.拆裝和調(diào)整的說(shuō)明-2013.減速箱體的附件的說(shuō)明-2114.設(shè)計(jì)小結(jié). - 2215. 參考材

2、料- 2316.部分三維圖- 24燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程結(jié)果二、傳動(dòng)方案分析1.斜齒輪傳動(dòng) 斜齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性較直齒圓柱齒輪傳動(dòng)好，常用在高速級(jí)或要求傳動(dòng)平穩(wěn)的場(chǎng)合。 因此將斜齒輪傳動(dòng)布置在第一、二級(jí)。2.帶傳動(dòng) 帶式傳動(dòng)承載力低，但傳動(dòng)平穩(wěn)，緩沖吸振能力強(qiáng)，布置在低速級(jí)。 因此，斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)帶傳動(dòng)的方案對(duì)于室外微震環(huán)境而言是比較合理的。三電動(dòng)機(jī)選擇計(jì)算1原始數(shù)據(jù)如下： 運(yùn)輸帶牽引力F=2154N 輸帶工作速度V=0.74m/s 滾筒直徑D=0.20m2.電動(dòng)機(jī)型號(hào)選擇 主要參數(shù)： (1）選擇電機(jī)類(lèi)型 按照工作要求和工作條件，選擇Y系列三相籠形異步電動(dòng)機(jī)全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)。

3、(2）確定電機(jī)容量 ：電動(dòng)機(jī)的輸出功率為 式中 取 傳動(dòng)總效率式中F=2154N V=0.74m/s D=0.20m 共25頁(yè) 第 2頁(yè) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程結(jié)果所以有 (3）選擇轉(zhuǎn)速 卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為 由二級(jí)齒輪減速器，固電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750rmin，1000 rmin，1500 rmin，綜合考慮選擇同步轉(zhuǎn)速為1000 rmin，型號(hào)為Y100L-6 電動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù) 型號(hào)額定功率（w）同步轉(zhuǎn)速（rmin）滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速（rmin）Y100-L61.510009402.022四、總傳動(dòng)比的確定和各級(jí)傳動(dòng)比的分配滿(mǎn)載時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速 rmin總傳動(dòng)比由，所以，取，五、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)得計(jì)

4、算各軸轉(zhuǎn)速如下:電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y100L-6 rmin 共25頁(yè) 第 3頁(yè) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程結(jié)果 軸轉(zhuǎn)速rmin 2軸轉(zhuǎn)速 3軸轉(zhuǎn)速 卷筒軸的轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)輸出功率為，1軸輸入功率 2軸輸入功率 3軸輸入功率 卷筒軸輸入功率 由得，各軸輸出轉(zhuǎn)矩值如下電動(dòng)機(jī)軸 1軸 2軸 3軸 卷筒軸 其運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)整理于下表 共25頁(yè) 第 4頁(yè) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程結(jié)果運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)速n（rmin）轉(zhuǎn)矩T（）功率P（kw）傳動(dòng)比i效率電機(jī)軸94019.811.9510.991軸94016.861.663.650.952軸257.557.861.563.650.953軸70.55200.341.4810.97卷筒軸7

5、0.55194.931.44六、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)一：傳動(dòng)件的選擇（1）由使用條件，選擇圓柱直齒輪小齒輪選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為240HBS大齒輪選用45號(hào)鋼，正火處理，硬度為200HBS兩者之差為40HBS，合適（2）精度：選取8級(jí)精度，按GB/T 10095 （3）選取齒數(shù) 初選小齒輪齒數(shù) （4）齒寬系數(shù) 共25頁(yè) 第 5頁(yè) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程結(jié)果二：低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)：按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按式（1）確定載荷系數(shù)K 由表使用系數(shù) ，估計(jì)圓周速度v=4m/s, 動(dòng)載系數(shù) 由圖齒間載荷分布系數(shù)，齒向載荷分布系數(shù) (1） 轉(zhuǎn)矩 (2） 查的區(qū)域系數(shù)(3） 重合度系數(shù) (4） 螺旋角

6、系數(shù) 。查的影響彈性系數(shù)(5） 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)力Hlim3590MPa；大齒輪疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)力Hlim4470MPa(6） 由公式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 查得壽命系數(shù) 共25頁(yè) 第 6頁(yè) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程結(jié)果(7） 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，得： 取(8） 計(jì)算小齒輪分度圓直徑 (11） 計(jì)算圓周速度 (12）修正載荷系數(shù)： 按 查表得 (13）校正試算的分度圓直徑 mm a=135mm 共25頁(yè) 第 7頁(yè) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程結(jié)果）法向模數(shù) 取(15）計(jì)算中心距 圓整取 a=160mm(16） 計(jì)算分度圓直徑 取=56mm =51mm (17）計(jì)算齒

7、輪寬度 圓整取 ，三： 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 由公式 (1） 重合度系數(shù) (2） 查取齒形系數(shù)可得 ，(3） 查取應(yīng)力修正系數(shù)可得 ， 共25頁(yè) 第 8頁(yè) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程結(jié)果(4） 查取彎曲疲勞極限應(yīng)力及壽命系數(shù) 可得，；分別查得(5） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效率為1，安全系數(shù)S=1,由公式得 (6） 計(jì)算彎曲應(yīng)力 四：高速級(jí)校核 高速級(jí)扭矩較小，減小齒寬 Z1=23 d1=69mm b1=56mm Z2=84 d2=252mm b2=51mm a=135mm 齒根接觸強(qiáng)度校核 1)載荷系數(shù)S=1 共25頁(yè) 第 9頁(yè) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程結(jié)果 (2)彎曲疲勞極限應(yīng)力及壽命系數(shù) (4)彎曲疲勞許用

8、應(yīng)力，取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1 (5)彎曲應(yīng)力 結(jié)論：強(qiáng)度足夠齒面接觸強(qiáng)度校核 (1) (3) 共25頁(yè) 第 10頁(yè) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程結(jié)果 取所以小齒輪安全。由于，所以大齒輪也安全。故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核高速軸齒輪安全。4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大齒輪為鍛造結(jié)構(gòu)，小齒輪為齒輪軸七軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算1）.初步計(jì)算軸徑軸的材料選用常用的45鋼當(dāng)軸的支撐距離未定時(shí)， 無(wú)法由強(qiáng)度確定軸徑，要用初步估算的方法，即按純扭矩并降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力確定軸徑d，計(jì)算公式為： 1，3軸為外伸軸， 2軸為非外伸軸，查表取C1=C3=C2=112。 d1=18mmd2=30mmd3 =35mm 共25頁(yè) 第11頁(yè) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程

9、結(jié)果考慮到1軸要與電動(dòng)機(jī)聯(lián)接，初算直徑d1必須與電動(dòng)機(jī)軸和聯(lián)軸器空相匹配，所以初定d1=30mmd2 =40mm；d3 =32mm2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.輸入軸的初步設(shè)計(jì)如下圖： 裝配方案是：聯(lián)軸器、端蓋、軸承、擋油板、齒輪、擋油板，另一端只安裝軸承。軸的徑向尺寸：當(dāng)直徑變化處的端面用于固定軸上零件或承受軸向力時(shí)，直徑變化值要大些，可?。?-8）mm，否則可?。?-3）mm軸的軸向尺寸：軸上安裝傳動(dòng)零件的軸段長(zhǎng)度是由所裝零件的寬度決定的，而輪轂寬度一般是和軸的直徑有關(guān)，確定了直徑，即可確定輪轂寬度。軸的端面與零件端面應(yīng)留有距離L，以保證零件端面與套筒接觸起到軸向固定作用，一般可取L=（1-3）m

10、m。軸上的鍵槽應(yīng)靠近軸的端面處。聯(lián)軸器HL2的長(zhǎng)度60mm，所以第一段軸長(zhǎng)初步設(shè)計(jì)為60mm，軸肩到端蓋需留出一定距離方便拆卸，留出長(zhǎng)度10mm，端蓋厚10mm，軸承座端面到軸承距離22mm，調(diào)整墊片厚1mm，所以，第二段軸長(zhǎng)初步定為42mm, 因軸承主要承受徑向力，軸向力不大，故選用深溝球軸承，查標(biāo)準(zhǔn)選6307，其內(nèi)徑為35mm，確定于軸承內(nèi)徑配合軸徑35mm,軸承用軸肩定位，由于齒輪軸兩側(cè)軸承需要安裝擋油板厚1mm，故第三段軸長(zhǎng)初步設(shè)計(jì)為36mm， 共25頁(yè) 第12頁(yè) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程結(jié)果最右端安裝軸承，尺寸根據(jù)軸承6307確定，長(zhǎng)21，軸徑為35mm。2輸出軸的初步設(shè)計(jì)，如下圖根據(jù)聯(lián)軸器長(zhǎng)

11、度，第一段軸長(zhǎng)初步設(shè)計(jì)為60mm，軸徑32，軸肩到端蓋需留出一定距離方便拆卸，留出長(zhǎng)度10mm，端蓋厚10mm，軸承座端面到軸承距離30mm，調(diào)整墊片厚1mm，所以，第二段軸長(zhǎng)初步定為40mm, 軸徑38mm。軸承選用深溝球軸承，查標(biāo)準(zhǔn)選6309，其內(nèi)徑為40mm，確定于軸承內(nèi)徑配合軸徑40mm,軸承用套筒定位，第三段軸長(zhǎng)初步設(shè)計(jì)為39mm，第四段安裝齒輪，齒寬為76mm，所以軸長(zhǎng)選擇為75mm，定位軸肩，所以軸徑為55mm，最右端安裝軸承，尺寸根據(jù)軸承確定。選深溝球軸承6309，軸徑45，長(zhǎng)25mm。3.中間軸的初步設(shè)計(jì)，如下圖第一段安裝深溝球軸承6308，尺寸根據(jù)軸承來(lái)定，軸長(zhǎng)38mm，直

12、徑為40mm，采用定位軸肩，軸徑暫定48mm，長(zhǎng)度8mm，第三段為齒輪軸，齒寬51mm，接下來(lái)依次是齒輪，套筒，軸承，尺寸根據(jù)齒輪設(shè)計(jì)大小和圓錐滾子軸承暫定。 共25頁(yè) 第13頁(yè) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程結(jié)果3）輸出軸的校核（1）計(jì)算齒輪上的作用力： 分度圓直徑： 大齒輪受力： 圓周力： 徑向力： 軸向力： （2）計(jì)算軸承反力 水平面： 豎直面： 畫(huà)水平面彎矩圖，豎直面彎矩圖和合成彎矩圖及軸轉(zhuǎn)矩圖 共25頁(yè) 第14頁(yè) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程結(jié)果 共25頁(yè) 第15頁(yè) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程結(jié)果3）判斷危險(xiǎn)截面 初步分析齒輪軸面有較大應(yīng)力集中。軸材料為45剛，調(diào)制處理，查得，用插值法查得 共25頁(yè) 第16頁(yè) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程

13、結(jié)果 5）校核軸徑（取齒輪旁軸肩直徑）38mm為軸相對(duì)最細(xì)處直徑，也是最危險(xiǎn)軸徑處，校核通過(guò)，故經(jīng)校核得出結(jié)論：軸安全八、軸承的選擇軸承的校核選擇使用深溝球軸承，根據(jù)軸直徑,選用軸承的型號(hào)為6309 d=45mm ，D=100 mm，B=25mm，da=36mm，油潤(rùn)滑 n=8000Cr=52.9kN，C0r=31.8kN (1)計(jì)算單個(gè)軸承軸向載荷 所以左邊軸承放松，右邊軸承壓緊 (3)計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 共25頁(yè) 第17頁(yè) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程結(jié)果結(jié)論：選用6309型軸承符合要求。九、鍵連接的選擇和計(jì)算1）鍵的選擇3軸鍵槽輪轂處部分的軸徑為32mm，選擇普通圓頭平鍵鍵14X70，b=14mm，h=9

14、mm，L=70mm聯(lián)軸器軸段軸頸32mm，選擇普通圓頭平鍵鍵10X56，b=10mm，h=8mm，L=56mm2)鍵的強(qiáng)度計(jì)算假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件為 查表6-2得鋼材料在輕微沖擊下的許用擠壓應(yīng)力為100120MPa，所以取 3軸輪轂段鍵的強(qiáng)度計(jì)算 T=1/4h(L-b) =1/4*9*(70-14)*0.12*48>230.28Cr=19.5kN，C0r=11.3kN 共25頁(yè) 第18頁(yè) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程結(jié)果所以 滿(mǎn)足強(qiáng)度條件聯(lián)軸器段鍵的強(qiáng)度計(jì)算 T=1/4h(l-b) =1/4*10*(56-10)*0.12*35>230.28所以 滿(mǎn)足強(qiáng)度條件十

15、聯(lián)軸器的選擇計(jì)算1)計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)距輸入軸 輸出軸查表得小轉(zhuǎn)距、電動(dòng)機(jī)作原動(dòng)機(jī)情況下及帶式傳動(dòng)情況分別取 2) 型號(hào)選擇3) 根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)距輸入軸選擇撓性聯(lián)軸器HL2-L1型輸出軸選擇HL3-L1主要參數(shù)如下：輸入軸上 公稱(chēng)扭距 （滿(mǎn)足要求） 許用轉(zhuǎn)速 （滿(mǎn)足要求） 共25頁(yè) 第19頁(yè) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程結(jié)果 軸孔直徑 軸孔長(zhǎng)度 L=60mm輸出軸上 公稱(chēng)扭距 （滿(mǎn)足要求） 許用轉(zhuǎn)速 （滿(mǎn)足要求） 軸孔直徑 d=32mm 軸孔長(zhǎng)度 L=60mm十一潤(rùn)滑和密封說(shuō)明1)潤(rùn)滑說(shuō)明因?yàn)榈诙S上浸油齒輪分度圓圓周速度V=>3m/s故取潤(rùn)滑油潤(rùn)滑取浸油深度h=50mm；大、小斜齒圓柱齒輪采用油霧潤(rùn)滑；

16、潤(rùn)滑油使用普通工業(yè)齒輪油SH-150 滑油。軸承采用潤(rùn)滑油油霧潤(rùn)滑，結(jié)構(gòu)不設(shè)計(jì)油溝。2)密封說(shuō)明在試運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，所有聯(lián)接面及軸伸密封處都不允許漏油。剖分面允許涂以密封膠或水玻璃。軸伸處密封應(yīng)涂上潤(rùn)滑脂。十二拆裝和調(diào)整的說(shuō)明在安裝調(diào)整滾動(dòng)軸承時(shí)，必須保證一定的軸向游隙，因?yàn)橛蜗洞笮⒂绊戄S承的正常工作。對(duì)第二軸和第三軸（中間級(jí)和低速級(jí)）軸直徑分別為30mm和45mm時(shí)，可取游隙為0.040.07mm； 共25頁(yè) 第20頁(yè) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程結(jié)果對(duì)高速級(jí)的軸承軸直徑為30mm可取游隙為0.050.1mm。在安裝齒輪后，必須保證需要的側(cè)隙及齒面接觸斑點(diǎn)，側(cè)隙和接觸斑點(diǎn)是由傳動(dòng)精度確定的，可查手冊(cè)。當(dāng)傳動(dòng)

17、側(cè)隙及接觸斑點(diǎn)不符合精度要求時(shí)，可以對(duì)齒面進(jìn)行刮研、跑合或調(diào)整傳動(dòng)件的嚙合位置。十三減速箱體的附件說(shuō)明機(jī)座和箱體等零件工作能力的主要指標(biāo)是剛度，箱體的一些結(jié)構(gòu)尺寸，如壁厚、凸緣寬度、肋板厚度等，對(duì)機(jī)座和箱體的工作能力、材料消耗、質(zhì)量和成本，均有重大影響，但由于其形狀的不規(guī)則和應(yīng)力分布的復(fù)雜性，未能進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的分析計(jì)算。但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式大概計(jì)算出尺寸，加上一個(gè)安全系數(shù)也可以保證箱體的剛度和強(qiáng)度。箱體的大小是根據(jù)內(nèi)部傳動(dòng)件的尺寸大小及考慮散熱、潤(rùn)滑等因素后確定的。窺視孔蓋尺寸是以保證可以看到傳動(dòng)件嚙合取位置，并有足夠大小保證能伸手操作，原則上孔蓋長(zhǎng)度L>140mm，取長(zhǎng)寬各140mm

18、;放油螺塞安排在油池最低處并且不予其他零件干涉的區(qū)域，以便放油，加密封圈加強(qiáng)密封，尺寸M161.5油標(biāo)尺高度及角度保證油孔位置在油面上，同時(shí)油標(biāo)尺應(yīng)足夠長(zhǎng)深入油液中，油液高度對(duì)低速齒輪可淹沒(méi)至大齒輪2個(gè)齒高到1/3齒輪半徑處，尺寸M12。通氣器結(jié)合室內(nèi)環(huán)境選擇螺紋聯(lián)接小尺寸通氣器M241.5；啟蓋螺栓螺紋長(zhǎng)度大于機(jī)蓋凸緣厚度，頭部做成圓柱形，尺寸M1040。定位銷(xiāo)配置在箱體聯(lián)接凸緣對(duì)角線(xiàn)方向，尺寸830箱蓋上鑄造吊耳，內(nèi)徑d=28。輸入軸上L=42mm輸出軸上N·md=35mmL=82mm 共25頁(yè) 第21頁(yè) 設(shè)計(jì)及計(jì)算過(guò)程結(jié)果十四設(shè)計(jì)小結(jié)這次的課程設(shè)計(jì)主要從以下幾個(gè)方面來(lái)完成，首先

19、進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，根據(jù)任務(wù)書(shū)的工作拉力等要求，首先選擇電動(dòng)機(jī)，然后根據(jù)電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)參數(shù)算出傳動(dòng)比，根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪，校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，然后初步計(jì)算三根軸的最小直徑，第二步是布圖，一邊進(jìn)行軸的設(shè)計(jì)，一邊畫(huà)草圖，根據(jù)軸上要安裝的零件，定位和密封等要求，確定軸的徑向尺寸和軸向尺寸，完成三根軸的設(shè)計(jì)，然后用安全系數(shù)校核法進(jìn)行輸出軸的校核，接而校核軸承和鍵，然后設(shè)計(jì)軸承端蓋，選擇密封裝置，考慮到潤(rùn)滑等因素，設(shè)計(jì)箱體以及箱體附件，比如窺視孔蓋，通氣器，和油標(biāo)尺，啟蓋螺釘，定位銷(xiāo)等等，考慮到技術(shù)要求等問(wèn)題，編寫(xiě)標(biāo)題欄和明細(xì)欄，完成草圖的繪制。第三步，經(jīng)過(guò)老師的審核之后，進(jìn)行電子圖版的草圖抄正。第四步，繪制三張零件圖，根據(jù)所學(xué)的互換性和機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械原理等知識(shí)，查詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)上的數(shù)據(jù)參數(shù)標(biāo)注尺寸，編寫(xiě)技術(shù)要