減速齒輪箱設(shè)計(jì)計(jì)算

1、目錄一、傳動(dòng)裝配的總體設(shè)計(jì)1.1 電機(jī)的選擇11.2 求傳動(dòng)比21.3 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩 2二、齒輪的設(shè)計(jì)2.1 原始數(shù)據(jù)32.2 齒輪的主要參數(shù)32.3 確定中心距42.4 齒輪彎曲強(qiáng)度的校核52.5 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7三、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 軸的材料的選擇和最小直徑的初定83.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)83.3 軸的強(qiáng)度校核10四、滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算4.1 滾動(dòng)軸承的選擇144.2 滾動(dòng)軸承的校核14五、鍵連接的選擇與計(jì)算5.1 鍵連接的選擇155.2 鍵的校核15六、聯(lián)軸器的選擇6.1 聯(lián)軸器的選擇166.2 聯(lián)軸器的校核16七、潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑油型號(hào)及密封方式的選擇7.1 潤(rùn)滑方式的選擇

2、167.2 密封方式的選擇17八、箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇8.1 箱體的結(jié)構(gòu)尺寸178.2 附件的選擇18九、設(shè)計(jì)小結(jié)1920十、參考資料機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)已知條件：項(xiàng)目運(yùn)輸帶拉力F（ N）運(yùn)輸帶速v （ m/s）卷筒直徑D（mm）參數(shù)48002.5210結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn) 圖1傳動(dòng)裝配的總體設(shè)計(jì)1.1電機(jī)的選擇類(lèi)型：Y系列三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)功率的選擇假設(shè)：Pw 工作機(jī)所需功率,kw;Pe 電動(dòng)機(jī)的額定功率,kw ；Pd 電動(dòng)機(jī)所需功率,kw ；電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總效率為， 2、 3、 4分別為彈性連軸器、閉式齒輪傳動(dòng)（齒輪精度為 8級(jí)）、滾動(dòng)軸承和共同的效率 。則：pw FV 4800 25

3、 12Kw1000 1000查表可得：軸承0.99、齒輪0.97、聯(lián)軸器0.9&卷筒°.96322所以：軸承齒輪聯(lián)軸器卷筒0.99*0.97*0.99*0.960.89萬(wàn)案號(hào)電動(dòng)機(jī)型 號(hào)額定功率(kw)同步轉(zhuǎn)速(r/mi n )滿載轉(zhuǎn)速(r/min )總傳動(dòng)比1Y180L-61510009704.26輔助計(jì)算：因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)為單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)，總傳動(dòng)比應(yīng)在3-5左右，所以應(yīng)按方案二選擇電動(dòng)機(jī)。查表可得：外伸軸長(zhǎng)度80mm直徑38mm額定功率和滿載轉(zhuǎn)速見(jiàn)上表。1.2求傳動(dòng)比1.3計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速 n功率p、轉(zhuǎn)矩T各軸的轉(zhuǎn)速各軸的輸入功率各軸的輸入轉(zhuǎn)矩2齒輪的設(shè)計(jì)2.1原始

4、數(shù)據(jù)材料牌號(hào)熱處理方法強(qiáng)度極限屈服極限硬度45正火560200169217調(diào)質(zhì)580220229286其中小齒輪45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪45號(hào)鋼正火2.2齒輪的主要參數(shù)由上述硬度可知，該齒輪傳動(dòng)為閉式軟尺面?zhèn)鲃?dòng)，軟尺面硬度V350HBS，所以齒輪的相關(guān)參數(shù)按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，彎曲強(qiáng)度校核,Sh lim 接觸強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，取SHlim 1.5；Zn 接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，取Zn 1.02;Zw 工作硬化系數(shù)，取Zw 1。由教材圖5 29查得：小齒輪 Hlim1 580Mpa ；大齒輪 H lim2560Mpa。所以:H lim1Z N Zw380Sh lim1.5H lim2-Zn Zw57

5、5Sh lim1.5HP1HP 21.02 1258.4Mpa1.02 1 391.0Mpa式中：Z 重合度系數(shù)，對(duì)于斜齒輪傳動(dòng)Z =0.750.88，取Z =0.80 ；K 載荷系數(shù)，一般近視取 k=1.31.7，因是斜齒輪傳動(dòng)，故 k取小K =1.5；d 齒寬系數(shù)，對(duì)于軟尺面（V350HBS），齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱布置時(shí)，d =0.81.4取 d =1 ；U 齒數(shù)比，對(duì)于斜齒輪u 56,取u 5。所以：d1HP12zKT1 u 12.3確定中心距式中：Z1 小齒輪的齒數(shù);Z2 大齒輪的齒數(shù);齒輪的螺旋角;mn 斜齒輪的模數(shù)。對(duì)于軟尺面的閉式傳動(dòng)，在滿足齒輪彎曲強(qiáng)度下，選取Z1 =36, 則

6、Z2 iZ15 25 125 ；螺旋角 ，一般情況下在8 15，當(dāng)制造精度較高或?qū)φ駝?dòng)、 噪音有要求的齒輪，可取10 20，或者更大值。本設(shè)計(jì)為一般要求，所以初選16斜齒輪的模數(shù) 叫 dl C0S5972 ;°s161.59，由漸開(kāi)Z136線圓柱齒輪第一系列，取 mn =2mn 乙 Z22 36 154所以：a=197.65mm2cos2 cos16取中心距a=200 mm,所以 18 1141''，符合其條件10 20。2.4齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度的校核式中：yst 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，取 Yst =2 ；F lim 試驗(yàn)齒輪的齒根的彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力，F(xiàn) lim1 2

7、20Mpa、 f lim2 200Mpa ；SF min 彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，取 Sf min =1.3；YN 彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)，取 YN =1 ；Yx 彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算尺寸系數(shù)，取 Yx =1.fp1Flim1YsT YnYx220 2 1 1 580MpaSFmin1.3所以：FP2Flim2YsTYNYx200 2 1 1 307.69MpaSF min1.3又因?yàn)槭街校篩fs 外齒輪的符合齒形系數(shù);丫 一螺旋角系數(shù)。（其他字符的意義同前。）由教材圖5 25可得：Yfs1403、Yfs2 3.94由教材圖5 40可得，螺旋角系數(shù)Y 0.58 。2000KT仆、,所以：F1bmn

8、2乙柿綜上所述，兩齒輪符合強(qiáng)度條件2.5齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪分度圓直徑m zcos2 36cos(18 1141'')75.80 mm大齒輪：d2mnZ2cos2 154cos(18 1141'')324.21 mm齒輪寬度按強(qiáng)度計(jì)算要求，取齒寬系數(shù)d=1,則齒輪的寬度為圓整后小齒輪的寬度為b1 84mm，大齒輪的寬度為b2 76mm齒輪的圓周速度皆隘70 3.8必10m/（滿足精度要dmV1 60 1000求）齒輪的相關(guān)參數(shù)如下表名稱代號(hào)單位小齒輪大齒輪中心距amm200傳動(dòng)比i4.26模數(shù)mm2螺旋角變位系數(shù)X0齒數(shù)Z36154分度圓直 徑dmm75.803

9、24.21齒頂圓直 徑d adaamm79.80328.21齒根圓直 徑d fmm70.80319.21齒寬bmm84763軸的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1軸的材料選擇和最小直徑估算軸的材料選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理高速軸和低速軸直徑初算直徑時(shí)，若最小直徑段開(kāi)于鍵槽，應(yīng)考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的影 響，當(dāng)該段截面上有一個(gè)鍵槽時(shí)，d增加5%7%兩個(gè)鍵槽時(shí)，d增加10%15%有教材表12-2，高速軸G 110，低速軸C2 110。同時(shí)要考慮電動(dòng)機(jī)的外伸直徑d=38mm。小 IPJ13.35所以 d1 C13 1.05110 ?1.0526.36mm也V 970結(jié)合電動(dòng)機(jī)的外伸直徑d=48mm，初選LT8聯(lián)軸器J48 84

10、GB5843 86 ,所以初確定d? 48mmJ 48 843.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)合電動(dòng)機(jī)的外伸直徑d=48mm，初選LT6聯(lián)軸器J48 84J48 84GB5843 86所以取d1 48mm ；d2 53mm ；由此直徑確定軸承，選擇深溝球軸承6207GB/T276 1994,其具體尺寸如下表:基本尺寸/mm安裝尺寸/mm基本額定負(fù)荷/kn極限轉(zhuǎn)速r/mi ndDB脂油55100211.564911.543.229.260007500d4 d664 ；d5小齒輪；d7 d3 55mm。11 82mm ；（聯(lián)軸器的軸孔長(zhǎng)度為82mm）12 57mm ；13 48mm；14 12m

11、m ；15 70mm ；（小齒輪的寬度為50mm）16 8mm ；17 21mm。低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)合電動(dòng)機(jī)的外伸直徑d=48mm，初選LT8聯(lián)軸器J48 84 GB5843 86J48 84所以取d1 48mm ；d2 d1 5 53mm ；d3 d22 55mm ；由此直徑確定軸承，選擇深溝球軸承 6211GB/T276 1994,其 具體尺寸如下表：基本尺寸/mm安裝尺寸/mm基本額定負(fù)荷/kn極限轉(zhuǎn)速r/mi ndDB脂油55100211.5691011.547.832.856007000d4 64mm ；d5 70mm ；d6 64mm ；d7 d3 55mm。h 82mm ；（聯(lián)軸

12、器的軸孔長(zhǎng)度為82mm）12 57mm;13 48mm;14 71mm ；(大齒輪的寬度為46m)15 7mm ；16 8mm ；17 21mm。3.3軸的強(qiáng)度校核（低速軸所受轉(zhuǎn)矩大，且兩軸的直徑相差 很小，只校核低速軸）求齒輪上的作用力的大小和方向,方向如下圖所示：求軸承的支反力= (1102.33324.2121285.05 52) / (52 2)因單向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)f矩為脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩12-1 可得1b 54Mpa、 0b幾/B 650Mpa，0】b ,已知93Mpa，1h/54/93 0.58Frb，故剖面Fra 剖面C處的當(dāng)量彎矩：判斷危險(xiǎn)剖面并驗(yàn)算N度，而且直徑與相iC為危險(xiǎn)面。:已知 M

13、e MC 2356.26Nmq1.1bI54MpaFa2Fr2Me0.1d313.59MPUlb54Mpa，但其直徑最小，則該剖面為危險(xiǎn)面 所以軸的強(qiáng)度足夠。4滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算4.1滾動(dòng)軸承的選擇低速軸和高速軸的軸承段的直徑 d1 =48, d2 =48選用軸承，初選深溝球軸承 6207GB/T276 1994 6208GB/T276 1994,4.2滾動(dòng)軸承的校核由于低速軸的轉(zhuǎn)矩大于高速軸，同時(shí)低速軸和高速軸的直徑相差很小,所以只需校核高速軸的深溝球軸承由前面的計(jì)算可得轉(zhuǎn)速:軸向力:求當(dāng)量動(dòng)載荷由上圖可知軸2未受軸向載荷，軸2受軸向載荷Fa1 FaFr2P2fp（XFB合YFazFR1由

14、教材表14-12可得，fp 1.2，查有關(guān)軸承手冊(cè)可得6307軸承C°r 25 103N。3軸 2 :Fa1 /C0r 1102.33 /25 100.0441 ，查 表可得e 0.24，可計(jì)算出 FA1/FR10.303 f e，可得 X 0.56,Y 1.8軸 1： PfpFR2 1.2 1857.34 2228.81 N求軸承壽命已知球軸承=3、Cr 33.5 103N貝U按單班制計(jì)算每天工作8小時(shí)，一年工作365天，貝ULy 也 37760.7912.9年（滿足年限要求）8 3658 3655鍵連接的選擇與計(jì)算5.1鍵連接的選擇選擇普通平鍵，軸代號(hào)公稱直徑 d( mm公稱尺寸

15、長(zhǎng)度L(mm)深度 (mm1445014X 9745.02586518X 11645.05.2鍵連接的校核有教材表6-2可得鍵連接時(shí)的擠壓應(yīng)力p 100Mpa，由于低速軸的轉(zhuǎn)矩大于高速軸，而兩者的直徑相差很小，且對(duì)同一個(gè)軸來(lái)說(shuō)，只需校核短鍵，所以只需校核鍵18 64T1096-2003齒輪軸段的直徑d 64mm；鍵的長(zhǎng)度I L b 64 18 46mm ；鍵的接觸高度k 0.5h 0.5 11 5.5mm ；鍵轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩543.66Nm33創(chuàng)2T2 102 543.66 10/“c貝U: p -74.9Mpa p 100Mpap kld 5.5 46 64p所以鍵連接符合強(qiáng)度要求6聯(lián)軸器的選擇

16、6.1聯(lián)軸器的選擇結(jié)合電動(dòng)機(jī)的外伸直徑 d=48mm，高速軸和低速軸的最小直徑，初選 LT8聯(lián)軸器。6.2聯(lián)軸器的校核因?yàn)榈退佥S所受的轉(zhuǎn)矩較大，只校核低速軸T2 606.75Nm，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小取KA 1.3。所以 Tac KaT2 1.3 543.66 706.75Ta 250Nm (聯(lián)軸器符合其強(qiáng)度要求)7潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑油牌號(hào)及密封方式的選擇7.1潤(rùn)滑方式的選擇潤(rùn)滑方式有兩種：當(dāng)當(dāng)§ f 23m/s時(shí)，采用油潤(rùn)滑;§ p2m/s時(shí)，采用指潤(rùn)滑.所以小齒輪大齒輪均采用油潤(rùn)滑7.2密封方式的選擇一般選用接觸式密封，半粗羊毛氈墊圈。8箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇8.1箱體的

17、結(jié)構(gòu)尺寸減速器鑄造箱體的結(jié)構(gòu)尺寸表名稱符號(hào)結(jié)構(gòu)尺寸（mm齒輪減速器箱座（體）壁厚8箱蓋壁厚8箱座、箱蓋、箱底座凸緣的厚度b 1.512匕 1.5 112,b22.5 =2020箱座、箱蓋的肋厚軸承旁凸臺(tái)的高度和半徑H由結(jié)構(gòu)要求來(lái)確定軸承座的外徑凸緣式：140D2=D+®3=125地腳螺 釘直徑與數(shù)目單擊減速器16通孔直徑20沉頭座直徑45底座凸緣直徑2523連接螺 栓軸承旁連接螺栓直徑箱座、箱蓋連接螺栓直 徑d2 0.5df8,螺栓的間距1 180連接螺栓直徑14通孔直徑15.5沉頭座直徑30凸緣尺寸2218定位銷(xiāo)直徑軸承蓋螺釘直徑視空蓋螺釘直徑吊環(huán)螺釘直徑有減速器的重量來(lái)確定箱體外

18、壁至軸承座斷面的距離大齒輪頂圓與相體內(nèi)壁的距離10齒輪斷面與箱體內(nèi)壁的距離10備注：1、a值代表兩齒輪的中心距；2 、 與減速器的級(jí)數(shù)有關(guān)，對(duì)于單級(jí)減速器，取=1；3、0.0250.030,軟尺面取 0.025,硬尺面 0.0304、 當(dāng)算出的和1小于8mm時(shí)，取8mm。8.2箱體附件的選擇窺視孔及窺視蓋的選擇查表14-4，因?yàn)槭菃渭?jí)a 150,則窺視孔及窺視蓋的相關(guān)尺寸如下 表（mm）直徑孔數(shù)907560-7055407445油標(biāo)指示裝置的選擇選擇游標(biāo)尺12（12）,其具體尺寸如下表（mm）41262810642016通氣器的選擇選擇M20X 1.5，其具體尺寸如下表（mm）sLlaM20X 1