二級減速器畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、目 錄一、傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì)1二、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)2三、高速級大小齒輪的設(shè)計(jì)6四、低速級大小齒輪的設(shè)計(jì)10五、中間軸的設(shè)計(jì)及校核14六、高速軸的設(shè)計(jì)及校核21七、低速軸的設(shè)計(jì)及校核29八、箱體的尺寸設(shè)計(jì)36九、潤滑油的選擇38結(jié)論39參考文獻(xiàn)40一、傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)熱處理車間零件清洗用設(shè)備。該傳動(dòng)設(shè)備的動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速裝置后傳至輸送帶。每日兩班制工作，工作年限為年。已知條件：輸送帶直徑,輸送帶速度每秒米，輸送帶軸所需轉(zhuǎn)矩。1.1組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。1.2 特點(diǎn)：齒輪相對于軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻， 要求軸有較大的剛度。1.3 確定傳動(dòng)方案：考慮到電

2、機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)功率大，將V帶設(shè)置在高速級。 其傳動(dòng)方案如下：1）外傳動(dòng)為V帶傳動(dòng)。2）減速器為展開式二級圓柱齒輪減速器 3）方案簡圖如下：1、電動(dòng)機(jī) 2、V帶 3、減速器4、聯(lián)軸器 5、輸送帶帶輪 6、輸送帶二、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)2.1、選擇電動(dòng)機(jī)類型按已知的工作要求和條件選用Y型全封閉籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。2.2、選擇電動(dòng)機(jī)功率工作機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)輸出功率為：由于，所以由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的總效率為：式中：、分別為帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)的軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器、卷筒軸的軸承及卷筒的效率,取，。則 所以2.3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速，按推薦的合理傳動(dòng)比范圍，取V帶的傳動(dòng)比，單級齒輪傳動(dòng)比，則合理

3、總傳動(dòng)比范圍為，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有，再根據(jù)計(jì)算出的容量由附錄8附表2查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號，其技術(shù)參數(shù)及傳動(dòng)比的比較情況下表：表兩級展開式圓柱齒輪減速器電動(dòng)機(jī)型號方案電動(dòng)機(jī)型號額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比帶傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)比一475072017.9433.14二4100096023.92.84.5三41500144035.883.55.385四43000289072.0289.003由表可知選取方案三中的電動(dòng)機(jī)型號。2.4、分配傳動(dòng)比傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為：因總傳動(dòng)比，初取則齒輪減速器的傳動(dòng)比為：按展開式布置，取可算出，則：2.5、計(jì)

4、算運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（1）、各軸的功率軸的輸入功率：軸的輸入功率：軸的輸入功率：軸的輸入功率：（2）、各軸的轉(zhuǎn)速軸的轉(zhuǎn)速：軸的轉(zhuǎn)速：軸的轉(zhuǎn)速：軸的轉(zhuǎn)速：（3）、各軸的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩：軸的輸入轉(zhuǎn)矩：軸的輸入轉(zhuǎn)矩：軸的輸入轉(zhuǎn)矩：軸的輸入轉(zhuǎn)矩：各軸主要參數(shù)如表所示：表兩級展開式圓柱齒輪減速器各軸的主要參數(shù)軸參數(shù)輸入功率轉(zhuǎn)速輸入轉(zhuǎn)矩3.53436.3677.323.39121.21267.33.2640.4770.073.1340.4739.5三、高速級大小齒輪的設(shè)計(jì)3.1、選擇齒輪材料及精度等級考慮兩對齒輪傳遞的功率不大，故兩對齒輪都選用軟齒面，小齒輪都選用，調(diào)質(zhì)，齒面硬度為，大齒輪選用45鋼，調(diào)

5、質(zhì)，齒面硬度為，由表1選用7級精度，要求齒面粗糙度。3.2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)因兩齒輪均為鋼制齒輪，所以由課本公式1得：確定有關(guān)參數(shù)如下：（1）、齒數(shù)和齒寬系數(shù)取小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù)，取則實(shí)際傳動(dòng)比：傳動(dòng)比誤差：，可用齒數(shù)比：由表1?。ㄒ蚍菍ΨQ布置及軟齒面）。（2）、轉(zhuǎn)矩（3）、載荷系數(shù)由表1?。?）、許用接觸應(yīng)力由圖1查得，由式1計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由圖1查得接觸疲勞的壽命系數(shù)，通用齒輪和一般工業(yè)齒輪按一般可靠度要求選取安全系數(shù)。所以計(jì)算兩輪的許用接觸應(yīng)力：故得：則模數(shù)：由表1取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)： （5）、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由式1得：確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)： 分度圓直徑： 齒度： 取 ， 齒形系數(shù)

6、和應(yīng)力修正系數(shù)根據(jù)齒數(shù)，由表1查得：， 許用彎曲應(yīng)力由式1得：由圖1查得，由圖1查得，試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)：按一般可靠度選取安全系數(shù)計(jì)算兩輪的許用彎曲應(yīng)力：將求得的各參數(shù)代入式1：故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。（6）、計(jì)算齒輪傳動(dòng)的中心距（7）、計(jì)算齒輪的圓周速度由表1可知選用7級精度的齒輪。四、低速級大小齒輪的設(shè)計(jì)4.1、選擇齒輪材料及精度等級考慮對齒輪傳遞的功率不大，故大小齒輪都選用軟齒面，小齒輪選用，調(diào)質(zhì)，齒面硬度為，大齒輪選用45 鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度為(表)1，因是機(jī)床用齒輪，由表1選7級精度，要求齒面粗糙度。4.2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)因兩齒輪均為鋼制齒輪，所以由1式得:確定有關(guān)參

7、數(shù)如下：（1）、齒數(shù)和齒寬系數(shù)取小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù)。齒數(shù)比：由表1取（因非對稱布置及軟齒面）。（2）、轉(zhuǎn)矩（3）、載荷系數(shù)由表1?。?）、許用接觸應(yīng)力由圖1查得，由式1計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù)：由圖1查得接觸疲勞的壽命系數(shù)，通用齒輪和一般工業(yè)齒輪，按一般可靠度要求選取安全系數(shù)。所以計(jì)算兩輪的許用接觸應(yīng)力：故得：計(jì)算模數(shù)：由表1取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：（5）、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由式1得：確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)： 分度圓直徑： 齒寬：取， 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)根據(jù)齒數(shù)，由表1查得， 許用彎曲應(yīng)力由式1得：由圖1查得：，由圖1查得：，試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，按一般可靠度選取安全系數(shù)計(jì)算兩輪的許用彎曲應(yīng)力：將求得的

8、各參數(shù)代入式1：故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。（6）、計(jì)算齒輪傳動(dòng)中心距（7）、計(jì)算齒輪的圓周速度。五、中間軸的設(shè)計(jì)及校核5.1、選擇軸的材料因傳遞的功率不大，并對重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故因此由表1選用的鋼材為45鋼，正火處理，由表1查得強(qiáng)度極限，由表1查得其許用彎曲應(yīng)力。5.2、確定軸的輸出端直徑按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸輸出直徑，由表1取，則：考慮有鍵槽，將直徑增大，則。5.3、軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）、軸承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因該軸不長，故軸承采用兩段固定方式。然后按軸上零件的安裝順序，從處開始設(shè)計(jì)。（2）、軸承的選擇與軸段及軸段的設(shè)計(jì) 該段軸段上安裝軸承，其設(shè)計(jì)應(yīng)與軸承的選擇同步進(jìn)行。軸段、上安裝軸承

9、，其直徑既應(yīng)便于軸承安裝，又應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列。暫取軸承為2，經(jīng)過驗(yàn)算，軸承的壽命不滿足減速器的預(yù)期壽命要求，則改變直徑系列，取進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，由表2得軸承內(nèi)徑，外徑，寬度，故，通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的兩個(gè)型號，則。（3）、軸段和軸段的設(shè)計(jì)軸段上安裝齒輪3，軸段上安裝齒輪2，為便于齒輪的安裝，和應(yīng)分別略大于和，可初定，齒輪2輪轂寬度，左端采用軸肩定位，右端采用套筒固定。由于齒輪3的直徑比較小，采用實(shí)心式，取其輪轂寬度與齒輪寬度相等，其右端采用軸肩定位，左端采用套筒定位。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面，軸段和軸段的長度應(yīng)比相應(yīng)齒輪的輪轂寬度略短，故取，。（4）、軸段該段為中間軸上的兩個(gè)齒輪提供

10、定位，其軸肩高度范圍為:，取其高度為，故：齒輪3左端面與箱體內(nèi)壁距離與高速軸齒輪右端面距箱體內(nèi)壁均取為:齒輪2與齒輪3的距離初定為，則箱體內(nèi)壁之間的距離為：取，則箱體內(nèi)壁距離為，齒輪2的右端面與箱體內(nèi)壁的距離為：則軸段的長度為：（5）、軸段及軸段的長度該減速器齒輪的圓周速度小于，故軸承采用脂潤滑，需要用擋油環(huán)阻止箱體內(nèi)潤滑油濺入軸承座，軸承內(nèi)端面距箱體內(nèi)壁的距離取為，中間軸上兩個(gè)齒輪的固定均由擋油環(huán)完成。則軸段的長度為：，軸段的長度為：5.4、繪制中間軸草圖中間軸草圖如圖所示圖 中間軸草圖5.5、校核該中間軸和軸承已知，作用在齒輪2，齒輪3上的圓周力：徑向力：求垂直面的支反力：計(jì)算垂直彎矩：求

11、水平面的支承力：計(jì)算并繪制水平面彎矩圖：求合成彎矩圖（圖）：圖 中間軸合成彎矩圖求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩：從圖看見，處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量變矩為：（取折合系數(shù)）計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑：截面：截面：由于，故該軸是安全的。5.6、軸承壽命校核：軸承壽命可由式進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，則：符合軸承使用使用壽命，因此該軸承符合要求。5.7、鍵的設(shè)計(jì)與校核：已知，查附表2由于所以取鍵因?yàn)辇X輪材料為45鋼，查附表1得，則,取鍵長；,根據(jù)表10-41系列值中取得，取鍵長根據(jù)擠壓強(qiáng)度條件，鍵的校核力：所以所選鍵位，。六、高速軸的設(shè)計(jì)及校核6.1、選擇軸的材料選擇軸的材料并確定許用應(yīng)力，選用45鋼

12、正火處理，由表1查得強(qiáng)度極限為：，由表1查得許用彎曲應(yīng)力。6.2、確定軸的輸出端直徑按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸輸出直徑，由表1取，則：考慮有鍵槽，將直徑增大，則。6.3、軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為方便軸承部件的裝拆，減速器的機(jī)體采用部分式結(jié)構(gòu)，該減速器發(fā)熱小，軸不長，故軸承采用兩端固定方式，按軸上零件的安裝順序從軸的最細(xì)處開始設(shè)計(jì)。（1）、軸段軸段上安裝帶輪，此段軸的設(shè)計(jì)應(yīng)與帶輪輪轂軸孔設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，已算得軸段的軸徑。且?guī)л嗇嗇灥膶挾确秶鸀椋喝л嗇嗇瀸挾?，軸段的長度略小于轂孔寬度，則取。（2）、密封圈與軸段在確定軸段的軸徑時(shí)，應(yīng)考慮帶輪的軸向固定和密封圈的尺寸，帶輪用軸肩定位，軸肩高度:軸段的軸徑，最終由密

13、封圈確定，該處軸的圓周速度小于，可選用氈圈油封，查附表2選氈圈30 ，則。（3）、軸承與軸段及軸段初選62082型深溝球軸承，軸段上安裝軸承，其直徑應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列。已知軸承內(nèi)徑，外徑，寬度，故取軸段的直徑，軸承采用脂潤滑，需要用擋油環(huán)阻止箱體內(nèi)潤滑油濺入軸承座，為補(bǔ)償箱體的鑄造誤差和安裝擋油環(huán)，軸承靠近箱體內(nèi)壁的端面距離箱體內(nèi)壁的距離取，擋油環(huán)的擋油凸緣內(nèi)側(cè)面凸出箱體內(nèi)壁?？扇跤铜h(huán)軸孔寬度初定為，則：通常一根軸上的兩個(gè)軸承應(yīng)取相同型號則，（4）、齒輪與軸段該段軸上安裝齒輪，為了便于齒輪安裝，應(yīng)略大于，可初定，則由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查得：該處鍵的截面尺寸為，則根據(jù)表1輪轂鍵槽深度為。則該處齒輪上

14、齒根圓與轂孔鍵槽頂部的距離：故該軸設(shè)計(jì)成齒輪軸，則有：，（5）、軸段和軸段的設(shè)計(jì)該軸段的直徑可取略大于軸承安裝尺寸，齒輪右端面距箱體內(nèi)壁距離為，則軸段的長度:軸段的長度:（6）、軸承的長度該段軸的長度除與軸上的零件有關(guān)外，還與軸承座寬度及軸承端蓋等零件有關(guān)，軸承座寬度為，由表可知下箱座壁厚，則取， ，取軸承旁連接螺栓為，則取，箱體軸承座寬度，取，可取箱體凸緣連接螺栓，地腳螺栓，則有軸承端蓋連接為，查得軸承端蓋凸緣厚度取為，取端蓋與軸承座間的調(diào)整墊片厚度為，則端蓋連接螺釘查附表2得采用螺釘，為方便不拆卸帶輪的條件下，可以裝拆軸承端蓋連接螺釘。取帶輪凸緣端面距軸承端蓋表面距離，帶輪采用腹板式，螺釘

15、的拆裝空間足夠。則：為帶輪寬度，為帶輪長度。6.4、繪制高速軸草圖高速軸草圖如圖所示圖 高速軸草圖6.5、校核該高速軸和軸承已知：，作用在齒輪上的圓周力為：徑向力：作用在軸帶輪上的外力：求垂直面的支承力：計(jì)算垂直彎矩并繪制垂直彎矩圖：求水平面的支承力：由得計(jì)算并繪制水平面彎矩圖：求在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力：求并繪制產(chǎn)生的彎矩圖：在處產(chǎn)生的彎矩：求合成彎矩圖（圖）：圖 高速軸合成彎矩圖考慮最不利的情況；把與相加得求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩由圖可見處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量變矩為：（取折合系數(shù) ）計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑：由材料為45鋼，正火處理，則：因?yàn)樗栽摳咚佥S是安全的。6.6、軸承壽命校核軸承壽命可由式進(jìn)行校核，

16、由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，取，按最不利考慮，則有則：所以該軸上軸承是適合要求的。6.7、鍵的設(shè)計(jì)與校核根據(jù)，確定帶輪選鑄鐵，由附表2取，取鍵采用型普通鍵：鍵校核為根據(jù)表1中系列的取值得，綜合考慮取則得：所選鍵為。七、低速軸的設(shè)計(jì)及校核7.1、選擇軸的材料因傳遞的功率不大，并對重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故查表1得選用常用材料的45鋼，正火處理，強(qiáng)度極限，許用彎曲應(yīng)力。7.2、初算軸徑查表1得，考慮軸端只承受轉(zhuǎn)矩，故取最 則：軸與聯(lián)軸器連接，有一個(gè)鍵槽，軸徑應(yīng)增大，則軸端最細(xì)處直徑：7.3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：該減速器發(fā)熱小，軸不長，故軸承用兩端固定方式，按軸上零件安裝順序，從

17、最小軸徑處開始設(shè)計(jì)。（1）、聯(lián)軸器及軸段軸段上安裝聯(lián)軸器，此段設(shè)計(jì)應(yīng)與聯(lián)軸器的選擇同步進(jìn)行，為補(bǔ)償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差，隔離振動(dòng)，選用彈性柱銷聯(lián)軸器，查表1取，則計(jì)算轉(zhuǎn)矩由附表2查得型彈性柱銷聯(lián)軸器符合要求：公稱轉(zhuǎn)矩，許用轉(zhuǎn)速，考慮，取聯(lián)軸器轂孔直徑為，軸孔長度為，則相應(yīng)的軸段的直徑為，其長度略小于轂孔長度取。（2）、密封圈與軸段在確定軸段的軸徑時(shí)，應(yīng)考慮聯(lián)軸器的軸向固定及軸承蓋密封圈的尺寸，聯(lián)軸器用軸肩定位，軸肩高度則軸段的軸徑：，最終由密封圈確定，該處軸的圓周速度小于，則可選用氈圈油封，由附表2得。（3）、軸承與軸段及軸段的設(shè)計(jì)軸段及軸段上安裝軸承，其直徑應(yīng)便于軸承安裝，又符合軸承內(nèi)

18、徑系列，選用軸承62132，軸承內(nèi)徑，外徑，寬度，故，軸承采用脂潤滑需要擋油環(huán)，擋油環(huán)寬度初定為，故。通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號，故。（4）、齒輪與軸段該段上安裝齒輪4，為便于齒輪的安裝，應(yīng)略大于，可初定為，其右端采用軸肩定位，左端采用套筒定位，為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪面，軸段的長度應(yīng)比輪轂略短，故取。（5）、軸段軸段為齒輪提供定位和固定作用，定位軸肩的高度為：取，則，齒輪左端面距箱體內(nèi)壁距離,取軸段的長度（6）、軸段與軸段的長度箱體外殼應(yīng)與聯(lián)軸器有一定空隙，故取軸段的長度7.4、繪制低速軸草圖低速軸草圖如圖所示圖 低速軸草圖7.5、校核該低速軸和軸承已知：作用在圓周上的圓周力 ：徑向

19、力 ：求垂直面的支承力：計(jì)算垂直彎矩：求水平面的支承力：計(jì)算、繪制水平面彎矩圖：求F在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力：求F力產(chǎn)生的彎矩：求合成彎矩圖（圖）：圖低速軸合成彎矩圖考慮最不利的情況；把與相加求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩由圖可見處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量變矩為：（取折合系數(shù) ）計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑：考慮到鍵槽的影響，取因?yàn)?，所以該軸是安全的。7.6、軸承壽命校核軸承壽命可由式進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，取，按最不利考慮，則有則所以軸上軸承是適合要求的。7.7、鍵的設(shè)計(jì)與校核根據(jù)，查附表2，則取鍵，因?yàn)辇X輪的材料為45鋼，查附表10-51得，取鍵長，取鍵長根據(jù)擠壓強(qiáng)度條件，鍵的校核力：所以所選鍵位

20、，。八、箱體的尺寸設(shè)計(jì)兩級展開式圓柱齒輪減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸列于下表：名稱代號尺寸/mm高速級中心距174低速級中心距192下箱座壁厚8上箱座壁厚8下箱座部分面處凸圓厚度12上箱座部分面處凸圓厚度12地腳螺栓底腳厚度20箱座上的肋厚8箱蓋上的肋厚8地腳螺栓直徑底腳凸緣尺寸（扳手空間）3230地腳螺栓數(shù)目4軸承旁連接螺栓（螺釘）直徑上下箱連接螺栓（螺釘）直徑箱緣尺寸（扳手空間）2016軸承蓋螺釘直徑圓錐定位銷直徑8減速器中心高210軸承旁凸臺(tái)高度55軸承旁凸臺(tái)半徑16軸承端蓋(軸承座)外徑120，120，160,箱體外壁至軸承座端面的距離50大齒輪頂圓與箱體內(nèi)壁間的距離12九、潤滑油的選擇傳動(dòng)齒輪用油潤滑，滾動(dòng)軸承用脂潤滑。在軸承的外側(cè)安裝帶有尖角的擋油板，既可防止?jié)櫥魇?，又可避免由齒輪濺起的潤滑油進(jìn)入軸承座而稀釋潤滑脂。同時(shí)，在輸入軸和輸出軸的軸承透蓋上安裝有氈圈密封，以防潤滑脂流失。軸承選擇鈉基潤滑脂潤滑。齒輪選擇全損耗系統(tǒng)用油潤滑油潤滑。結(jié)論帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級