二級減速器畢業(yè)設(shè)計

1、目 錄一、傳動方案的總體設(shè)計1二、傳動裝置的總體設(shè)計2三、高速級大小齒輪的設(shè)計6四、低速級大小齒輪的設(shè)計10五、中間軸的設(shè)計及校核14六、高速軸的設(shè)計及校核21七、低速軸的設(shè)計及校核29八、箱體的尺寸設(shè)計36九、潤滑油的選擇38結(jié) 論39參考文獻(xiàn)40一、傳動方案的總體設(shè)計設(shè)計熱處理車間零件清洗用設(shè)備。該傳動設(shè)備的動力由電動機經(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：傳動裝置由電機、減速器、工作機組成。1.2 特點：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 確定傳動方案：考慮到

2、電機轉(zhuǎn)速高，傳動功率大，將V帶設(shè)置在高速級。 其傳動方案如下：1）外傳動為V帶傳動。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、電動機 2、V帶 3、減速器4、聯(lián)軸器 5、輸送帶帶輪 6、輸送帶二、傳動裝置的總體設(shè)計2.1、選擇電動機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機。2.2、選擇電動機功率工作機所需的電動機輸出功率為：由于，所以由電動機至工作機之間的總效率為：式中：、分別為帶傳動、齒輪傳動的軸承、齒輪傳動、聯(lián)軸器、卷筒軸的軸承及卷筒的效率, 取，。則 所以 2.3、確定電動機轉(zhuǎn)速卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速，按推薦的合理傳動比范圍，取V帶的傳動比，單級齒輪傳動比，

3、則合理總傳動比范圍為，故電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為：符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有，再根據(jù)計算出的容量由附錄8附表2查出有三種適用的電動機型號，其技術(shù)參數(shù)及傳動比的比較情況下表：表 兩級展開式圓柱齒輪減速器電動機型號方案電動機型號額定功率電動機轉(zhuǎn)速傳動裝置 的傳動比同步 轉(zhuǎn)速滿載 轉(zhuǎn)速總傳 動比帶傳 動比齒輪傳動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機型號。2.4、分配傳動比傳動裝置的總傳動比為：因總傳動比，初取則齒輪減速器的傳動比為：按展開式布置，取可算

4、出，則：2.5、計算運動和動力參數(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)矩電動機的輸出轉(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，

5、大齒輪選用45鋼，調(diào)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、按齒面接觸疲勞強度設(shè)計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)，取則實際傳動比：傳動比誤差：，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度由式1得：確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)： 分度圓直徑： 齒度

6、： 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度足夠。（6）、計算齒輪傳動的中心距（7）、計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、按齒面接觸疲勞強度設(shè)計因兩齒輪均為鋼制齒輪，所以

7、由1式得: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)。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取（4）、許用接觸應(yīng)力由圖1查得，由式1計算應(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)。所以計算兩輪的許用接觸應(yīng)力：故得：計算模數(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)計算兩輪的許

8、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度足夠。（6）、計算齒輪傳動中心距（7）、計算齒輪的圓周速度。五、中間軸的設(shè)計及校核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（1）、軸承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計因該軸不長，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。（2）、軸承的選擇與軸段及軸段的設(shè)計 該段軸段上安裝軸承，其設(shè)計應(yīng)與軸承的選擇同步進(jìn)

9、行。軸段、上安裝軸承，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)計計算，由表2得軸承內(nèi)徑，外徑，寬度，故，通常一根軸上的兩個軸承取相同的兩個型號，則。（3）、軸段和軸段的設(shè)計軸段上安裝齒輪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

10、間軸上的兩個齒輪提供定位，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

11、力：計算垂直彎矩：求水平面的支承力：計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截面當(dāng)量彎矩：從圖看見，處截面最危險，其當(dāng)量變矩為：（取折合系數(shù)）計算危險截面處軸的直徑：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)計與校核：已知，查附表2由于所以取鍵因為齒輪材料為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)擠壓強度條件，鍵的校核力：所以所選鍵位，。六、高速軸的設(shè)計及校核6.1、選擇軸的材料選擇軸的材料并確

12、定許用應(yīng)力，選用45鋼正火處理，由表1查得強度極限為：，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)計為方便軸承部件的裝拆，減速器的機體采用部分式結(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。（1）、軸段軸段上安裝帶輪，此段軸的設(shè)計應(yīng)與帶輪輪轂軸孔設(shè)計同步進(jìn)行，已算得軸段的軸徑。且?guī)л嗇嗇灥膶挾确秶鸀椋喝л嗇嗇瀸挾龋S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，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

13、:軸段的軸徑，最終由密封圈確定，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，則由機械設(shè)計手冊查得：該處鍵的截面尺寸為，則根據(jù)表1輪轂鍵

14、槽深度為。則該處齒輪上齒根圓與轂孔鍵槽頂部的距離：故該軸設(shè)計成齒輪軸，則有：，（5）、軸段和軸段的設(shè)計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

15、，帶輪采用腹板式，螺釘?shù)牟鹧b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：計算垂直彎矩并繪制垂直彎矩圖：求水平面的支承力：由得計算并繪制水平面彎矩圖：求在支點產(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；把與相加得求危險截面當(dāng)量彎矩由圖可見處截面最危險，其當(dāng)量變矩為：（取折合系數(shù) ）計算危險截面處軸的直徑：由材料為45鋼，正火處理，則：因為所以該高速軸是安全的。6.6、軸承壽命校核軸

16、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：所以該軸上軸承是適合要求的。6.7、鍵的設(shè)計與校核根據(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)計軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計：該減速器發(fā)熱小，軸不長，故軸承用兩端固定方式，

17、按軸上零件安裝順序，從最小軸徑處開始設(shè)計。（1）、聯(lián)軸器及軸段軸段上安裝聯(lián)軸器，此段設(shè)計應(yīng)與聯(lián)軸器的選擇同步進(jìn)行，為補償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差，隔離振動，選用彈性柱銷聯(lián)軸器，查表1取，則計算轉(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，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)計軸段及軸段上安裝軸承，其直徑應(yīng)便于

18、軸承安裝，又符合軸承內(nèi)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

19、在圓周上的圓周力 ：徑向力 ：求垂直面的支承力：計算垂直彎矩： 求水平面的支承力： 計算、繪制水平面彎矩圖： 求F在支點產(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；把與相加求危險截面當(dāng)量彎矩由圖可見處截面最危險，其當(dāng)量變矩為：（取折合系數(shù) ）計算危險截面處軸的直徑：考慮到鍵槽的影響，取因為，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)計與校核根據(jù)，查附表2，則取鍵，因為齒輪的材料為45鋼，查附表10-51得，取鍵長，取鍵長根據(jù)擠

20、壓強度條件，鍵的校核力：所以所選鍵位，。八、箱體的尺寸設(shè)計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軸承旁凸臺高度55軸承旁凸臺半徑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、潤滑油的選擇傳動齒輪用油潤滑，滾動軸承用脂潤滑。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，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) 論帶式運輸機上的兩級展