設(shè)計(jì)單級(jí)圓錐齒輪減速器和一級(jí)帶傳動(dòng)說明書2

1、一、傳動(dòng)方案擬定.2二、電動(dòng)機(jī)的選擇.2三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比.4四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算.5五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.6六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.12七、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算.19八、鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算.22九、減速器的潤滑. 24十、箱體尺寸.24計(jì)算過程及計(jì)算說明一、傳動(dòng)方案擬定第三組：設(shè)計(jì)單級(jí)圓錐齒輪減速器和一級(jí)帶傳動(dòng)（1） 工作條件：傳動(dòng)不可逆，載荷平穩(wěn)。 啟動(dòng)載荷為名義載荷的1.25倍，傳動(dòng)比誤差為+/-0.75%（2） 原始數(shù)據(jù)：輸出軸功率Pw=3kw 輸出軸轉(zhuǎn)速n=100r/min 二、電動(dòng)機(jī)選擇1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇： Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2、電動(dòng)機(jī)功率選擇：（1）傳動(dòng)

2、裝置的總功率：總=帶×2軸承×齒輪×2×6=(2)電機(jī)所需的工作功率：P工作= Pw/總=3/=KW3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：已知：n=100r/min 按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓錐齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍Ia=23。取V帶傳動(dòng)比I1=24，則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為Ia=412。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=Ia×n筒=（412）×100=4001200r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750和1000 r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：因此有三種傳支比方案：綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)

3、、減速器的傳動(dòng)比，可見第2方案比較適合，則選n=960r/min 。4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M1-6。中心高H外形尺寸L×(AC/2+AD)HD底角安裝尺寸 A×B地腳螺栓孔直徑 K軸 伸 尺 寸D×E裝鍵部位寸 F×G112400×305×265190×1401228×608×24三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1、總傳動(dòng)比：i總=n電動(dòng)/n=960/100=2、分配各級(jí)傳動(dòng)比（1） 據(jù)指導(dǎo)書，取齒輪i齒輪=3（單級(jí)減速器

4、i=23合理）（2） i總=i齒輪×I帶i帶=i總/i齒輪=/3=四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1、 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）nI=nI/i帶=960/=300(r/min)nII=nII/i齒輪=300/3=100(r/min)II軸即為工作機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速nII=n2、 計(jì)算各軸的功率（KW）PI= P工作×帶=×0.96=44KWPII= PI×軸承×齒輪=×× =3.06KW3、 計(jì)算各軸扭矩（N·m）TI=9550×PI/nI=9550×/300=N·mTII=9550×P

5、II/nII=9550×/100 =N·mm五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、 皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 選擇普通V帶截型由課本P150表得：kA=1.1PC=KAP=1.1×4=KW由課本P149圖得：選用A型V帶（2） 確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速由課本圖得，推薦的小帶輪基準(zhǔn)直徑為80100mm 則取dd1=100mm>dmin=75 dd2=i·dd1=×100=320mm由課本P134表，取dd2=315mm實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2=n1dd1/dd2=960×100/315 =r/min轉(zhuǎn)速誤差為：n2-n1/n2=-300/30

6、0 =<+0.5%(允許值)帶速V：V=dd1n1/60×1000=×100×960/60×1000 =m/s在525m/s范圍內(nèi)，帶速合適。（3） 確定帶長和中心矩根據(jù)課本P151式（）得0. 7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)0. 7(100+315)a02×(100+315)由課本P151式（）得：所以有：mma0830mm按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初定a0=500L0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0 =2×500+1.57(100+315)+(315-100)2/4×500 =16m

7、m根據(jù)課本P135表（）取Ld=1600mm根據(jù)課本P151式（）得：aa0+Ld-L0/2=500+(1600-1674.66)/2 =500- =4mm(4)驗(yàn)算小帶輪包角1=1800-dd2-dd1/a×0 =1800-(315-100/462.67)×0=0>1200（適用）（5）確定帶的根數(shù)根據(jù)課本P144表（）P0=KW根據(jù)課本P151式（）P0=KW根據(jù)課本P148表（）K=0.96根據(jù)課本P136表（）KL=9由課本P151式（）得Z=PC/P=PC/(P0+P0)KKL =/(+0.12)××9 =(6)計(jì)算軸上壓力由課本P140

8、表查得q=0.1kg/m，單根V帶的初拉力：F0=500PC/ZV（2.5/K-1）+qV2=500×/5×××2N =1N則作用在軸承的壓力FQ，由課本P152式（）=2×5×sin/2=N選用5根A1600 GB/T 115441997V帶中心距a=462.67 帶輪直徑dd1=100mmdd2=315mm 軸上壓力FQN2、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）選擇齒輪材料及精度等級(jí) 考慮減速器傳遞功率不在，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為220250HBS。大齒輪選用45鋼，正火，齒面硬度170210HBS；根據(jù)課本P

9、233表選7級(jí)精度。齒面精糙度Ram (2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由d1KT1/Ru4.98 ZER）(H) 2 1/3由式（6-15）確定有關(guān)參數(shù)如下：傳動(dòng)比i齒=3 取小齒輪齒數(shù)Z1=28。則大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1=3×28=84實(shí)際傳動(dòng)比I0=84/28=3傳動(dòng)比誤差：i-i0/I=3-3/3=0%<% 可用齒數(shù)比：u=i0=3由課本P233表取r= (3)轉(zhuǎn)矩T1T1=9.55×106×P/n1×106×/300 =×105N·mm (4)載荷系數(shù)k由課本P211表取k=1.1 (5)許用接觸應(yīng)力HH= H

10、limZNT/SH由課本P208圖查得：HlimZ1=560Mpa HlimZ2=530Mpa由課本P133式6-52計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NLNL1=60njLn=60×300×1×(10×52×40)=×108NL2=NL1/i=×108/3=×108.由課本P210圖查得接觸疲勞的壽命系數(shù)：ZNT1=1.1 ZNT2=1.13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)SH=1.0H1=Hlim1ZNT1/SH=560×1.1=616MpaH2=Hlim2ZNT2/SH=530×1.13

11、=Mpa故得： 由d1KT1/Ru4.98 ZER）(H) 2 1/3d1=模數(shù)：m=d1/Z1=/28=2.76mm根據(jù)課本表取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：(6)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度根據(jù)課本P214（）式F=(2kT1/bm2Z1)YFaYSaF確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)分度圓直徑：d1=mZ1×28mm=70mmd2=mZ2×84mm=210mm錐距R= (d12+ d22) 1/2齒寬：b=取b=74mm (7)齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa根據(jù)齒數(shù)Z1=28,Z2=84由表相得YFa1=2.58 YSa1=1.61YFa2= YSa2= (8)許用彎曲應(yīng)力F根據(jù)課本P208（）式：F=

12、Flim YNT/SF由課本圖查得：Flim1=210Mpa Flim2 =190Mpa由圖查得：YNT1=YNT2=1按一般可靠度選取安全系數(shù)SF= 計(jì)算兩輪的許用彎曲應(yīng)力F1=Flim1YNT1/SF=210×1/Mpa=162MpaF2=Flim2 YNT2/SF =190×1/Mpa=146Mpa將求得的各參數(shù)代入式F1=4kT1YFYS/RR)2 Z2 m3(u2+1) 1/ 2=4×1.1××105××/×) 2282×2.53×(27+1) 1/ 2 Mpa=Mpa< F1F

13、2=4kT1YFYS/RR)2 Z2 m3(u2+1) 1/ 2=4×××105××/×0.3) 2×842×3×(27+1) 1/ 2Mpa=Mpa< F2故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠(9)計(jì)算齒輪的圓周速度VV=d1n1/60×××300/60×1000=m/s(10)幾何計(jì)算分度圓直徑：d1=mZ1=70mmd2=mZ2×84mm=210mm分度圓錐角1=2=錐距R=1/2(d12+d22) 1/ 2=105.58 mm齒頂圓直徑: da1= d

14、1+2hacosda2= d2+2hacos=mm齒根圓直徑df1= d1-2 hf cosmmdf2= d2-2 hf cos=齒根角=arctanhf齒頂角=arctanh a齒頂圓錐角a1齒頂圓錐角a2=當(dāng)量齒數(shù)Z v1=z1/ cosZ v2=z2/ cos受力分析 d m1R)d 1 d m2R)d2=F t1=2T1 / d m1×104F t2=2T1 / d m2=×104F r1×104 F r2=×104F a1×104 F a2=0. 4×104六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、按扭矩初算軸徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬

15、度217255HBS根據(jù)課本P313（）式，并查表1，取c=115d115 (3/100)1/3mm=mm考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d=×(1+5%)mm選d1=37mm2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）軸上零件的定位，固定和裝配 單級(jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過渡配合固定 （2）確定軸各段直徑和長度工段：d1=37mm 長度取L1=50mmII段:d2=d1+2h=25+2×2×1.5=31mmd2=31mm初選用7206c型角接觸球軸承，其內(nèi)

16、徑為30mm,寬度為16mm. 考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長為20mm，通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，為此，取該段長為55mm，安裝齒輪段長度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故II段長：L2=（2+20+16+55）=93mmIII段直徑d3=35mmL3=L1-L=50-2=48mm段直徑d4=45mm由手冊(cè)得：c=1.5 h=2c=2×1.5=3mmd4=d3+2h=35+2×3=41mm長度與右面的套筒相同，即L4=20mm但此段左面的滾動(dòng)軸承的定位軸肩考慮，應(yīng)便于軸承的拆卸，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)查取由手冊(cè)得安裝尺寸h=3.該段直徑應(yīng)?。海?0+3

17、×2）=36mm因此將段設(shè)計(jì)成階梯形，左段直徑為36mm段直徑d5=30mm. 長度L5=19mm由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=100mm (3)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算求圓周力：FtFt=2T1/d=81939/50=N求徑向力FrFr=Ft·tan=×tan200=N因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱，所以：LA=LB=50mm (1)繪制軸受力簡圖（如圖a） （2）繪制垂直面彎矩圖（如圖b）軸承支反力：FAY=FBY=Fr/2=NFAZ=FBZ=Ft/2=N由兩邊對(duì)稱，知截面C的彎矩也對(duì)稱。截面C在垂直面彎矩為MC1=FAyL/2=×50=N·m (3)

18、繪制水平面彎矩圖（如圖c）截面C在水平面上彎矩為：MC2=FAZL/2=×N·m (4)繪制合彎矩圖（如圖d）MC=(MC12+MC22)1/2=(2+2)1/2=43.6N·m (5)繪制扭矩圖（如圖e）×（P1/n1）×106=N·m (6)繪制當(dāng)量彎矩圖（如圖f）轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取=1，截面C處的當(dāng)量彎矩：Mec=MC2+(T)21/22+(1×)21/2=95N·m (7)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度由式（6-3）33=95×353=MPa< -1b=60MPa該軸強(qiáng)度足夠。輸出軸的

19、設(shè)計(jì)計(jì)算1、按扭矩初算軸徑選用45#調(diào)質(zhì)鋼，硬度（217255HBS）根據(jù)課本P313頁表（10-6）取c=115dc(P2/n2)1/3)1/3=mm取d=35mm2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）軸的零件定位，固定和裝配 單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。 （2）確定軸的各段直徑和長度 初選7207c型角接球軸承，其內(nèi)徑為35mm，寬度為17mm?？紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與

20、箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則取套筒長為20mm，則該段長41mm，安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。Ft=2T3/d2=2×296050/300=1974N求徑向力FrFr=Ft·tan=1974×0.36379=N兩軸承對(duì)稱LA=LB=49mm(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZFAX=FBY=Fr/2=/2=NFAZ=FBZ=Ft/2=1974/2=987N (2)由兩邊對(duì)稱，書籍截C的彎矩也對(duì)稱截面C在垂直面彎矩為MC1=FAYL/2=×49=N·m (3)截面C在水平面彎矩為MC2=FAZL/2=987×.·m

21、(4)計(jì)算合成彎矩MC=（MC12+MC22）1/2 =（2+2）1/2 =N·m×（P2/n2）×106=29 (5)計(jì)算當(dāng)量彎矩：=1Mec=MC2+(T)21/2=2+(1×29)21/2 =39N·m (6)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度由式（10-3）e=Mec/（0.1d）=39×353)=Mpa<-1b=60Mpa此軸強(qiáng)度足夠七、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命10×365×8=29200小時(shí)1、計(jì)算輸入軸承 （1）已知n=500r/min兩軸承徑向反力：FR1=FR2=N初先兩軸承為角

22、接觸球軸承7206AC型根據(jù)課本P344（）得軸承內(nèi)部軸向力FS8FR 則FS1=FS28FR1=N (2) FS1+Fa=FS2 Fa=0故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端FA1=FS1=N FA2=FS2=N (3)求系數(shù)x、yFA1/FR1=N/N=0.68FA2/FR2=N/8根據(jù)課本P349表（FA1/FR1<e x1=1 FA2/FR2<e x2=1 y1=0 y2=0 (4)計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2根據(jù)課本P350表（1）取f P根據(jù)課本P349（）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1×(1×819.39+0)=1229NP2=fp(x2FR1

23、+y2FA2×(1×+0)=1229N (5)軸承壽命計(jì)算P1=P2 故取P=1229N角接觸球軸承=3根據(jù)手冊(cè)得7206AC型的Cr=22000N由課本P351（）式得LH=16670/n(ftCr/P)=16670/500×(1×22000/1229)3=191240h>29200h預(yù)期壽命足夠2、計(jì)算輸出軸承 (1)已知n=125r/min Fa=0 FR=FAZ=987N試選7207AC型角接觸球軸承根據(jù)課本P344得FS=0.68FR,則FS1=FS28FR8×987=N (2)計(jì)算軸向載荷FA1、FA2FS1+Fa=FS2 F

24、a=0任意用一端為壓緊端，1為壓緊端，2為放松端兩軸承軸向載荷：FA1=FA2=FS1=N (3)求系數(shù)x、yFA1/FR1=/9878FA2/FR2=/987=0.68根據(jù)課本P349表FA1/FR1<e x1=1 y1=0FA2/FR2<e x2=1 y2=0 (4)計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P1、P2根據(jù)表（11-9）取fP根據(jù)式（11-6）得P1=fP(x1FR1+y1FA1×(1×987)=NP2=fP(x2FR2+y2FA2×(1×987)=N (5)計(jì)算軸承壽命LHP1=P2 故P=3根據(jù)手冊(cè)P71 7207AC型軸承Cr=29000N根據(jù)

25、課本P351 表（）得：ft=1根據(jù)課本P351 （）式得Lh=16670/n(ftCr/P)=16670/125×(1×29000/1480)3 =h>29200h此軸承合格八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算軸徑d1=25mm,L1=50mm查手冊(cè)得，選用C型平鍵，得：鍵A 8×7 GB1096-2003 l=L1-b=50-8=42mmT2=N·m h=7mm根據(jù)課本P122式得p=4T2/dhl=4×84400/25×7×42 =46Mpa<R(110Mpa)2、輸入軸與齒輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑d3=35mm L3

26、=48mm T=29N·m查手冊(cè)P51 選A型平鍵鍵10×8 GB1096-2003l=L3-b=48-10=38mm h=8mmp=4T/dhl=4×29000/35×8×38 =11Mpa<p(110Mpa)九、 減速器的潤滑的潤滑因齒輪的圓周速度<12 m/s，所以才用浸油潤滑的潤滑方式。高速齒輪浸入油里高，但不小于10mm，低速級(jí)齒輪浸入油高度約為1個(gè)齒高（不小于10mm），1/6齒輪。2滾動(dòng)軸承的潤滑因潤滑油中的傳動(dòng)零件（齒輪）的圓周速度V2m/s所以采用飛濺潤滑，十、箱體尺寸:箱體壁厚箱蓋壁厚箱座凸緣厚度b=15mm箱蓋

27、凸緣厚度b1=15mm箱座底凸緣厚度b2=25mm地腳螺栓直徑df=M16地腳螺栓數(shù)目n=4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1=M12聯(lián)接螺栓d2的間距l(xiāng)=150mm軸承端蓋螺釘直徑d3=M8定位銷直徑d=6mmdf 、d1 、d2至外箱壁的距離C1=18mm、18 mm、13 mmdf、d2至凸緣邊緣的距離C2=16mm、11 mm軸承旁凸臺(tái)半徑R1=11mm凸臺(tái)高度根據(jù)低速軸承座外半徑確定外箱壁至軸承座端面距離L1=40mm大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離1=10mm齒輪端面與內(nèi)箱壁距離2=10mm箱蓋，箱座肋厚m1=m=7mm軸承端蓋外徑D2 ：凸緣式端蓋：D+（5）d3以上尺寸參考機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)P16

28、3。參考文獻(xiàn)：1. 第2版. 北京：高等教育出版社，20042.結(jié)果Pw=3kwn=100r/min總=P工作=9KW電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y132M1-6i總=據(jù)手冊(cè)得i齒輪=3i帶=nI =300r/minnII=100r/minPI=KWPII=3.06KWTI=10N·mTII=N·mdd2=320mm取標(biāo)準(zhǔn)值dd2=315mmn2=r/minV=m/smma0810mm取a0=500Ld=1600mma=4mmZ=5根F0=1NFQ =1Ni齒=3Z1=28Z2=84u=3T1=×105N·mmHlimZ1=560MpaHlimZ2=530MpaNL1=×108NL2=×108ZNT1=1.1ZNT2