二級(jí)圓柱齒輪減速器裝配圖課程設(shè)計(jì).

1、1. 設(shè)計(jì)任務(wù)書1) 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，要求傳動(dòng)系統(tǒng)中含有 V 帶和兩級(jí)圓柱齒輪減速器。2) 原始數(shù)據(jù)輸送帶有效拉力Fv=46000N（允許誤差±）輸送帶工作速度=0.55 m/s5% ;輸送機(jī)滾筒直徑d=475 mm;減速器設(shè)計(jì)壽命5 年3) 工作條件兩班制工作，常溫下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；空載起動(dòng)，工作載荷有輕微振動(dòng)；電壓為 380/220 V 的三相交流電源。2. 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)方案如下圖所示。帶式輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī) 1 通過(guò) V 帶傳動(dòng) 2 將動(dòng)力傳入兩級(jí)圓柱齒輪減速器 3，再經(jīng)過(guò)聯(lián)軸器 4，將動(dòng)力傳至輸送機(jī)滾筒 5，帶動(dòng)輸送機(jī) 6 工作。傳

2、動(dòng)系統(tǒng)中經(jīng) V 帶輪減速之后，再通過(guò)兩級(jí)齒輪減速器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪相對(duì)于軸承位置不對(duì)稱，因此要求軸有較大的剛度，高速級(jí)為斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，低速級(jí)為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。3. 電動(dòng)機(jī)的選擇1) 電動(dòng)機(jī)容量的選擇由已知條件可以算出工作機(jī)所需有效功率Pw=Fv= 2.53kW10002）傳動(dòng)系統(tǒng)總效率 5w輸送機(jī)滾筒軸至輸送帶之間的傳動(dòng)效率； c 聯(lián)軸器效率， c =0.99 ； g 閉式圓柱齒輪傳動(dòng)效率， 'g =0.97 b 對(duì)滾動(dòng)軸承效率， b =0.99 ； b V 帶效率， v =0.94 ； cy 輸送機(jī)滾筒效率， cy =0.96 ；估算傳動(dòng)系統(tǒng)總效率=233445567w式中

3、23=v =0.94； 34= bg=0.99 ×0.97=0.9603; 45= bg=0.99 ×0.97=0.9603; 56= bc=0.99 ×0.99=0.9801; 7w= bcy =0.99 × 0.95=0.9504;系統(tǒng)總效率=233445567w=0.94 ×0.9603 ×0.9603 × 0.9801 × 0.9504=0.8074;工作機(jī)所需要電動(dòng)機(jī)功率Pr = Pw =3.14kW;由文獻(xiàn) 1 表 3-2 所列 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中可以確定，滿足 PmPr 條件的電動(dòng)機(jī)額定

4、功率 Pm應(yīng)該取為 4.0 kW 。2) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇根據(jù)已知條件由計(jì)算得知輸送機(jī)滾筒的工作轉(zhuǎn)速n60000 v 22.132 r/min;d由文獻(xiàn) 1表 3-2 初選同步轉(zhuǎn)速為1500 r/min和 1000r/min的電動(dòng)機(jī)，對(duì)應(yīng)于額定功率Pm為 4.0kw 的電動(dòng)機(jī)型號(hào)應(yīng)分別取為 Y112M-4型和 Y132M1-6型。把 Y112M-4 型和 Y132M1-6型電動(dòng)機(jī)有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)及相應(yīng)算得的總傳動(dòng)比列于下表：方案的比較方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 總傳（ kW）（ r/min ）（r/min ）動(dòng)比IY112M-44.01500144065.07IIY132M-64.

5、0100096043.383) 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇Pw=2.53 kWPr =3.14 kWPm=4.0 kWY112M-4Pm=4.0 kWn =1440 r/min對(duì)兩級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，方案 I 選用的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高、質(zhì)量輕、價(jià)格低，總傳動(dòng)比為 65.07 ，這對(duì)兩級(jí)減速傳動(dòng)來(lái)說(shuō)不算大，故方案I 較合理。選用 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為Y112M-4，其主要性能數(shù)據(jù)如下：電動(dòng)機(jī)額定功率P m=4.0 kW電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n m=1440 r/min電動(dòng)機(jī)中心高H=112 mm電動(dòng)機(jī)軸伸直徑D=28 mm電動(dòng)機(jī)軸伸長(zhǎng)度E=60 mm4. 傳動(dòng)比的分配帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比i= nm =

6、1440 =65.07 ；nw22.132由傳動(dòng)系統(tǒng)方案知i 12=1；=i =2-4則 V 帶傳動(dòng)比取為按表 3-1 查取 V 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 iv23i23=3.5 ；由計(jì)算可得兩級(jí)圓柱齒輪減速器的總傳動(dòng)比i=i i =錯(cuò)誤！未找到引用源。 =18.591；34 45為便于兩級(jí)圓柱齒輪減速器采用浸油潤(rùn)滑，當(dāng)兩級(jí)齒輪的配對(duì)材料相同，齒面硬度 HBS350，齒寬系數(shù)相等時(shí)，考慮齒面接觸強(qiáng)度接近相等的條件，取高速級(jí)傳動(dòng)比：i34=1.3i=4.916低速級(jí)傳動(dòng)比i 23=i=18.591 =3.782i 124.916傳動(dòng)系統(tǒng)各級(jí)傳動(dòng)比分別為：=3.782 ；i =1；i=3.5 ； i=4.9

7、16 ； i122334455. 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下：1 軸（電動(dòng)機(jī)軸）n 1= n m =1440 r/min；P 1=Pr =3.134 kw ；T 1=9550 p1 =9550× 3.134 =20.785N·m；n11440i=65.07i 12=1i 23=3.5i 34=4.916i 45=3.782n1=1440 r/minP1=3.134 KwT1=20.785 N · m3 軸（減速器高速軸）n 3= n1 =1440 =411.429 r/min；i233.5P 3=P113 =3.134 &#

8、215; 0.94=2.946 kw ；pT 3=95503=68.382 N ·m；4 軸（減速器中間軸）n 4= n3 = 411.429 =83.692 r/min；i344.916P 4=P334 =2.946 × 0.9603=2.829 kw ；T 4=9550 p4 =322.814 N ·m；n45 軸（減速箱低速軸）n 5= n4 = 83.692 =22.132 r/min；i453.782P 5=P445 =2.829 × 0.9603=2.717 kw ；T 5= 9550 p5 =1172.39 N ·m；n56 軸（

9、輸送機(jī)滾筒軸）n 6= n5 =22.132 r/min；i56P 6=P556 =0.9801X2.717=2.663 kw ；T 6=9550 p6 =1149.090 N ·m；n6將上述計(jì)算結(jié)果和傳動(dòng)比效率匯總?cè)绫恚簄3=411.429 r/minP3=2.946 kwT3=68.382 N · mn4=83.692 r/minP4=2.829 kwT4=322.814 N ·mn5=22.132 r/minP5=2.717 kwT5=1172.39 N ·mn6=22.132 r/minP6=2.663 kwT6=1149.090 N 

10、3;mFP F limYNT YX YSTMPaSF min按文獻(xiàn) 3，取彎曲疲勞極限應(yīng)力F lim 1230MP,190MPF lim 2根據(jù)彎曲應(yīng)力變化總次數(shù)N1 60aH n1 t60 11440(823005)2.071093106N 2 60aH n2 t60 1300.63(82 300 5)4.331083106取彎曲強(qiáng)度計(jì)算系數(shù) YNT 11,YNT 21當(dāng) mn5 時(shí)，尺寸系數(shù) YX1,按標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)規(guī)定，取試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) YST 2 。按文獻(xiàn) 3，當(dāng)失效概率低于 1/100 時(shí)，取彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù) SF min1。代入公式 FP F limYNT YX YSTSF

11、 min得 FP1460MPa ,FP2380MPa 驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度F12000 KT2 YFa1YSa1Y Yb1d2mnF 22000KT2 YFa 2YSa2Y Yb2d2mn根據(jù)當(dāng)量齒數(shù)：Zv1Z1 / cos316.3417,Zv2Z2 / cos377.6378按文獻(xiàn) 3，取齒形系數(shù)YFa 和應(yīng)力修正系數(shù) YSa 分別為YFa 12.47,YFa 22.18,YSa11.63,YSa21.82按文獻(xiàn) 3 算的重合度系數(shù)YFa1 0.250.750.750.250.72a1.596小齒輪：45 鋼調(diào)質(zhì)大齒輪：45 鋼正火HP 1 620MPaHP 2 470MPa按文獻(xiàn) 3 ，當(dāng)縱

12、向重合度1.284 時(shí)，螺旋角系數(shù) Y0.79。將以上數(shù)值代入應(yīng)力計(jì)算公式a1118mmF12000 KT2 YFa 1YSa1Y Y39.72MPab1d2 mnF 22000 KT2 YFa 2YSa2Y Y38.46MPab2 d2mn因?yàn)?F1 F1,F 2 F 2 ，故齒輪彎曲強(qiáng)度滿足要求，設(shè)計(jì)偏于安全。a2170mm 主要設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果中心距a=118mm法面模數(shù)mn=2.5mmmn2.5mm螺旋角=12.95 °( 小齒輪左旋、大齒輪右旋 )齒數(shù)z1 =16z2 =76分度圓直徑d1 =41.044mmd 2 =194.959mm齒頂圓直徑da1 =46.044mmda

13、2 =199.959mm齒根圓直徑d f 1 =35.544mmd f 2 =187.459mm齒寬b1 =50mmb2 =45mm齒輪精度等級(jí)7級(jí)材料及熱處理小齒輪選用 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)， HBS1=226286，油潤(rùn)滑；大齒輪選用 45 號(hào)鋼，正火， HRS2=169217，油潤(rùn)滑；6. 減速器軸及軸上零件的設(shè)計(jì)1) 軸的布置軸的布置參照?qǐng)Dz116z276已知數(shù)據(jù) a1118mm,a2170mm,60mmbh150mm, bl165mm,bh2 45mm, bl 2考慮相鄰齒輪沿軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸s=10 mm?？紤]齒輪與箱體內(nèi)壁沿軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸ck=10 mm.為保證滾動(dòng)

14、軸承放入箱體軸承座孔內(nèi)，計(jì)入尺寸。=5 mm初取軸承寬度分別為 n =20 mm，n =22 mm， n =22 mm。1233 根軸的支承跨距分別為：l12(c k ) bh1sbl1n1 =175 mm；l 22(c k) bh1sbl1n2 =177 mm；l32(c k) bh1sbl 1n3 =177 mm；2) 軸的設(shè)計(jì) 高速軸（ 1 軸）的設(shè)計(jì)12.95d141.044mmd2194.95mmb150mmb245mm軸上小齒輪的直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。選擇軸的材料及熱處理 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)。軸的受力分析軸的受力簡(jiǎn)圖如圖（a）所示。圖中K=1.667lABl；1 =175mmlA

15、Cn1c kbh1；22=50mml BCl ABl AC =125mm；a) 計(jì)算齒輪的嚙合力Ft12000T12000 24.42d11189.94N41.044Fr1Ft1tan ntan20444.41Ncos1189.94cos12.95Fa1Ft1tan1189.94 tan12.95237.63Nb) 求水平面內(nèi)的支承反力，作水平面內(nèi)的彎矩圖軸在水平面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如（ b）所示。RAXFt1 l BC849.96NRBXFt1RAX 339.98 Nl ABM AXMBX0MCXRAX l ACRBX l AC42498 N·mm軸在水平面內(nèi)的彎矩圖如圖（d）所示c)

16、求垂直面內(nèi)的支承反力，作水平面內(nèi)的彎矩圖軸在垂直面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如圖（ c）所示。RAYFr 1l BCFa1d1/ 2l AB325.31NR YFr1 RAY 94.87 NM AYM BY0M CY117476 N·mmM CY 2 11858.7 N·mm軸在垂直面內(nèi)的彎矩圖如圖（e）所示。d) 求支承反力，作軸的合成彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖RA919.02NRB352.97N軸向力 Fa273.63 N ，故得擬用深溝球軸承，并采用兩端固定組合方式，故軸向力作用在軸承A 上。MAMB0MMC1M cx2M cy2145950.95 N·mmC2M cx2M cy22

17、44121.25 N· mm傳動(dòng)力矩T1 =24419.95 N · mme）軸的初步設(shè)計(jì)由文獻(xiàn) 2 表 15-1 和 15-3 查表得：b637MPa158.7MPa ，取折算系數(shù)0.6由式 d310 M2( T)2mm所以d20.18mm,f ）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器輸入端的軸端直徑de(0.8 1.2)dm(0.8 1.2)2822.4 33,6mm初步確定軸的最小直徑，由式（15-2 ）估算，查表得，所選電動(dòng)機(jī)軸直徑de25mm輸入軸端選用b637MPa 彈性套柱銷聯(lián)軸器Tn=125N.mm,n=4600r/min；輸入軸端直徑選用de=32mm；安裝齒輪，

18、聯(lián)軸器處軸肩結(jié)構(gòu)尺寸參考文獻(xiàn)1 的表5-2 確定所以高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下:中間軸（ 2 軸）的設(shè)計(jì)選擇軸的材料及熱處理45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)a) 軸的受力分析軸的受力簡(jiǎn)圖如圖（ a）所示。(a)(b)(c)（ a）軸的受力簡(jiǎn)圖； （b）軸在水平面內(nèi)的受力分析；（ c）軸在垂直面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖；圖中l(wèi) ABl 2 =177mm；l ACn2ckbh1225 105051mm；2222l BCl ABlAC177 51 126mm ；l BDn2ckbl 1225 106558.5mm；2222計(jì)算齒輪的嚙合力Ft 22000T22000112.33d21152.34 N194.959Fr 2Ft 2ta

19、nn1152.34tan 20430.37Ncoscos12.95Fa 2Ft 2tan1152.34tan12.95264.98NFt 32000T22000112.33d3752995.47 NFr 3Ft 3tann 2995.47tan12.951090.26N軸在水平面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如（ b）所示。RAXFt 2l BCFt 3lBD1810.34 Nl ABRBXFt 2Ft 3RAX2337.47NM AXM BX0M CX92327.34 N ·mm M DX136741 N· mm軸在垂直面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如圖（c）所示。RAYFa2d2 / 2Fr 2lBCFr 3lBD3199.91Nl ABRBYFr 3Fr 2RAY459.98NM AYM BY0MMCY 1DY10195.41 N ·mmM