二級減速器說明書

1、燕山大學(xué)機械設(shè)計課程設(shè)計說明書題目： 帶式輸送機傳動裝置 學(xué)院（系）： 機械工程學(xué)院年級專業(yè)： 09級模具二班學(xué) 號： 090101020032學(xué)生姓名： 劉文濤 指導(dǎo)教師： 白文普 教師職稱： 教授 目 錄 一. 設(shè)計任務(wù)書.3二. 電動機的選擇及傳動裝置的參數(shù)計算.4三. 齒輪的設(shè)計計算.6四. 軸的計算.12五. 滾動軸承的選擇和基本額定壽命計算.17六. 聯(lián)軸器的選擇.18七. 鍵聯(lián)接的選擇.19八. 潤滑和密封的選擇.19九. 其他技術(shù)說明.20十. 減速器附件.20十一. 設(shè)計小結(jié).21十二. 參考資料.21 設(shè)計及計算過程結(jié)果二 電動機的選擇及傳動裝置的參數(shù)計算1.電動機類型的選

2、擇 按工作要求和工作條件，選擇Y系列三相籠型異步電動機。2.電動機容量的確定 電動機輸出功率 = =0.96 F=1397 N V=1.43 m/s =2.08 kW傳動裝置的總效率 =0.99 =0.99 =0.94 =0.96 =0.85 =2.45 kW3電動機轉(zhuǎn)速的選擇卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為 n=109.3 r/min圓錐-圓柱齒輪減速器=820 故電動機可選轉(zhuǎn)速范圍=874.42186r/min，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000r/min、1500r/min，綜合考慮因素選擇轉(zhuǎn)速為1000r/min。表1 電動機主要性能參數(shù)電動機型號額定功率/kW同步轉(zhuǎn)速/(r/min)滿載轉(zhuǎn)速/(r/m

3、in)Y132S631000960 2.24傳動裝置總傳動比的確定及其分配傳動裝置的總傳動比= =8.78 =(0.250.4)i=2.193.5 =3 =2.93電動機計算公式和有關(guān)數(shù)據(jù)皆引自機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊第9頁第11頁、第119頁主要參數(shù)：=2,08kW=2.45 kWn=1000 r/minP額=3 kW 共 21 頁 第 4 頁 設(shè)計及計算過程結(jié)果1) 各軸轉(zhuǎn)速一軸 =960r/min 二軸 = =320 r/min三軸 = =109.3 r/min 卷筒軸 = =109.3 r/min2) 各軸輸入功率一軸 =2.42kw 二軸 =2.25kw 三軸 =2.13 卷筒軸 =

4、2.09kw3） 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 由公式： T= 電機軸 =24.4 一軸=24.07二軸 =67.15 三軸=186.11卷筒軸 =182.6運動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理于表2表2 運動和動力學(xué)參數(shù)軸號n(r/min)P(kwT()i=8.7819602.4224.07=323202.2567.153109.32.13186.11=2.93傳動裝置總傳動比的確定及其分配公式和有關(guān)數(shù)據(jù)皆引自機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊第12頁第15頁主要參數(shù)見表2 共 21 頁 第 5 頁 設(shè)計及計算過程結(jié)果三齒輪的設(shè)計計算1. 斜齒圓柱齒輪設(shè)計a.選取材料、精度及參數(shù)1）選取齒輪的材料、熱處理方法及齒面硬度 小齒輪

5、選用45鋼，調(diào)質(zhì)，HB=240 HBS；大齒輪選用45鋼，正火，HB=200HBS。2）選取精度等級 初選8級精度3) 選取齒數(shù) 選小齒輪齒數(shù)=28，大齒輪齒數(shù)=82.04，圓整取=82 實際齒數(shù)比=2.928齒數(shù)比的誤差為(2.93-2.928)/2.93=0.07%，在允許范圍內(nèi)。4) 選取螺旋角 初選=15 齒寬系數(shù)d=0.8b.按齒面接觸強度設(shè)計 按式 1) 確定載荷系數(shù)K =1，估計圓周速度V=2m/s，VZ1/100=0.6m/s,動載系數(shù)=1.05。=1.67 =1.91=3.56齒間載荷分配系數(shù)，齒向載荷分配系=1.07。=1.632）計算轉(zhuǎn)矩 =67.15 齒輪計算公式和有關(guān)

6、數(shù)據(jù)皆引自機械設(shè)計第76頁第98頁斜齒圓柱齒輪主要參數(shù)：45號鋼調(diào)質(zhì)HB1=240 HBSHB2=200HBS=28=82u=2.9288級精度 共 21 頁 第 6 頁 設(shè)計及計算過程結(jié)果3）由圖6-13查得區(qū)域系數(shù) 4）重合度系數(shù) 由于1所以=1因此0.775）螺旋角系數(shù) 由表6-5查的彈性影響系數(shù)6）由圖6-27c）查得接觸疲勞極限應(yīng)力=590MPa,由圖6-27b），=470MPa。7）由式（6-25）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 8）由圖6-25查得壽命系數(shù)（不允許點蝕）。9）計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1， =590MPa =470MPa 取=470MPa10）試算小齒

7、輪分度圓直徑d1=53.8mm11）計算圓周速度 =1.08m/s12）修正系數(shù)=0.302，由圖6-11b查得動載系數(shù)=1.0313）校正試算的分度圓直徑d1，由式（6-13）得 =53.5mm =590MPa =470MPa 取=470MPa 共 21 頁 第 7 頁 設(shè)計及計算過程結(jié)果14）計算法向模數(shù) =1.85圓整=2.5 mm。15）計算中心距 =142.35圓整=145mm。16）按修正后的中心距修正螺旋角=之值變化不多，參數(shù)不必修正。17）計算分度圓直徑 =216.2mm18）計算齒寬=0.873.8=59.04mm圓整b2=60mm b1=66mmC校核齒根彎曲疲勞強度 由式

8、6-16得 1） 重合度系數(shù) 2） 螺旋角系數(shù) =0.846取=0.8463） 計算當(dāng)量齒數(shù) =32.86=96.24=2.5 mm=145mmmm 共 21 頁 第 8 頁 設(shè)計及計算過程結(jié)果4） 查取齒形系數(shù) 由圖6-21 =2.5 =2.195） 查取應(yīng)力修正系數(shù) 由圖6-22 =1.64 =1.786） 查取彎曲疲勞極限應(yīng)力及壽命系數(shù) 由圖6-28c) =450MPa 由圖6-28b) =390MPa由圖6-26按，分別查得7)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式6-24得 8） 計算彎曲應(yīng)力 =35.35MPa =33.61MPa 合適2. 圓錐齒輪設(shè)計a.選

9、取材料、精度及參數(shù)1）選取齒輪的材料、熱處理方法及齒面硬度 小圓錐齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)，HB=240 HBS；大齒輪選用45號鋼，正火，HB=200HBS。2）選取精度等級 初選8級精度3）選取齒數(shù) 選小齒輪齒數(shù)=22，傳動比=3，=66，取=66，。4） 選取齒寬系數(shù) =0.56 共 21 頁 第 9 頁 設(shè)計及計算過程結(jié)果b.按齒面接觸強度設(shè)計 按式1) 確定載荷系數(shù)K 由表6-4得使用系數(shù)，估計圓周速度3m/s所以=0.66。由圖6-11a)，動載系數(shù) 由圖6-17，齒向載荷分布系數(shù) 。2）計算轉(zhuǎn)矩 。3）由圖6-19查得區(qū)域系數(shù) ZH=2.5。4）由表6-5查得彈性影響系數(shù) 5）由式

10、6-25計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) = =6）由圖6-27c)查得接觸疲勞極限應(yīng)力=590MPa由圖6-27b) =470MPa。7） 由圖6-25查得壽命系數(shù)（不允許點蝕）。8） 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1， 取9） 試算小齒輪分度圓直徑=60.46mm10）計算圓周速度 =3.0411）修正載荷系數(shù) 按式=0.67，由圖6-11a =1.06K=1.21 共 21 頁 第 10 頁 設(shè)計及計算過程結(jié)果12) 校正試算的分度圓直徑 60.46mm13) 計算大端模數(shù) 平均模數(shù)=2.75 取標(biāo)準(zhǔn)值 m=3mm14) 計算分度圓錐角、錐距 =104.36mm15）計算大端分度圓

11、直徑 =66 =198mm16）確定齒寬=31.3mm 取=31mmC校核齒根彎曲疲勞強度 由式6-22得1) 計算當(dāng)量齒數(shù) =23.2 =208.82) 查取齒形系數(shù) 由圖6-21 =2.52 =2.063) 查取應(yīng)力修正系數(shù) 由圖6-22 =1.964) 查取彎曲疲勞極限應(yīng)力及壽命系數(shù) 由圖6-28c) =450MPa 由圖6-28b) =390MPa由圖6-26分別查得m=3mm=66mm=198mm=31mmR=104.36mm 共 21 頁 第 11 頁 設(shè)計及計算過程結(jié)果5) 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式6-24得6) 計算彎曲應(yīng)力 =53.76MP

12、a =56.04 合適四. 軸的計算1) 高速軸的計算 a.估算軸徑d,參考式（10-2），取C=112（假設(shè)軸材料為45號鋼），=15.24mm單鍵聯(lián)接增大3% =19.8mmb.繪出錐齒輪的結(jié)構(gòu)輪廓，錐齒輪的分度圓直徑66mm，齒根圓直徑62.25mm，聯(lián)接聯(lián)軸器的軸徑25mm，錐齒輪的根徑小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。c.錐齒輪有軸向力，高速輕載擬采用7207C型單列角接觸球軸承，結(jié)構(gòu)尺寸見圖。綜合考慮聯(lián)軸器、軸承與軸的定位，軸承與錐齒輪之間的軸徑采用35mm,兩個軸承之間用套筒定位，套筒內(nèi)徑35mm，外徑41mm。為了定位準(zhǔn)確，套筒安裝定位比左右軸肩各長3mm，左軸承采用擋圈定位，軸徑過度圓角統(tǒng)

13、一采用R=1mm。圖1 高速軸結(jié)構(gòu)圖公式引自機械設(shè)計第93頁軸的計算和有關(guān)公式皆引自機械設(shè)計第131150頁 共 21 頁 第 12 頁 設(shè)計及計算過程結(jié)果2) 中間軸的計算 a.估算軸徑d,參考式（10-2），取C=112（假設(shè)軸材料為45號鋼），=21.46mm單鍵聯(lián)結(jié)d=27.89mmb.繪出錐齒輪、斜齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)輪廓。錐齒輪采用平鍵，輪轂長度取38mm，采用軸肩加套筒定位。斜齒輪采用平鍵聯(lián)結(jié)，輪轂長度取66mm，采用軸肩加套筒定位。c.錐齒輪有軸向力，擬采用7027C角接觸軸承，結(jié)構(gòu)尺寸見圖。綜合考慮定位要求，軸承內(nèi)徑35mm,軸承與錐齒輪之間用套筒定位，套筒內(nèi)徑35mm，外徑40

14、mm。為了定位準(zhǔn)確，錐齒輪的端面超出軸的端面2mm斜齒輪的端面超出軸的端面2mm，軸徑過度圓角統(tǒng)一采用R=1mm。圖2 中間軸結(jié)構(gòu)圖3）輸出軸的計算a.估算軸徑d,參考式（10-2），取C=112（假設(shè)軸材料為45號鋼），=30.14mm單鍵聯(lián)結(jié)d=39.18mmb.繪出斜齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)輪廓。斜齒輪分度圓直徑216.2，齒頂圓直徑221.2mm，齒根圓直徑209.95mm，軸徑45mm，采用齒輪和軸分開的結(jié)構(gòu)。斜齒輪采用模鍛，輪轂長度60mm。 共 21 頁 第 13 頁 設(shè)計及計算過程結(jié)果c.擬采用7028C角接觸軸承，結(jié)構(gòu)尺寸見圖。綜合考慮定位要求，軸承內(nèi)徑40mm,軸承與斜齒輪之間用套

15、筒定位，套筒內(nèi)徑40mm，外徑48mm。為了定位準(zhǔn)確，斜齒輪的端面超出軸的端面2mm，軸徑過度圓角統(tǒng)一采用R=1mm。圖3 輸出軸結(jié)構(gòu)圖d.計算齒輪受力 斜齒圓柱齒輪螺旋角 直徑 齒輪受力：轉(zhuǎn)矩 圓周力 徑向力 軸向力 e.計算軸承反力 水平面 =829.5N=-168.5NT=186.11=1722N=661N=576.5N=829.5N=-168.5N 共 21 頁 第 14 頁 設(shè)計及計算過程結(jié)果垂直面 =1193.5N=-532.5Nf.畫出水平面彎矩Mxy圖，垂直面彎矩Mxz圖和合成彎矩圖。g.畫出軸的轉(zhuǎn)矩T圖，T=186.11N/m。h.畫出當(dāng)量彎矩圖 轉(zhuǎn)矩不變=0.28則 =91

16、205.52Nmm=1193.5N=-532.5N 共 21 頁 第 15 頁 設(shè)計及計算過程結(jié)果i.定危險截面 C截面為危險截面 d=45mm Me=91205.52j.校核 所以 =581.38N 1157.88N 當(dāng)量動載荷 =0.024 e=0.38 =0.047 e=0.38 =0.4e 所以X1=0.44 Y1=1.47 =2.07 所以X2=0.44 Y2=1.47 =1則=1494.15N =1947.8N=1494.15N=1947.8N 共 21 頁 第 17 頁 設(shè)計及計算過程結(jié)果4）計算壽命 取P1、P2中的較大值帶入壽命計算公式 =3=1028176h=357年2.中

17、間軸軸承的確定 根據(jù)軸頸尺寸和載荷性質(zhì)，初選軸承型號為7207C，由手冊查得：d=30mm，D=72mm，B=17mm?；绢~定靜載荷20000N，基本額定動載荷305000N，采用油霧潤滑。3.高速軸軸承的確定根據(jù)軸頸尺寸和載荷性質(zhì)，由于高速軸高速輕載，采用7270C型角接觸球軸承，d=35mm，D=72mm，B=17mm，基本額定動載荷30500N，基本額定靜載荷29000N，采用油霧潤滑。六. 聯(lián)軸器的選擇1.高速軸軸端聯(lián)軸器的選擇電機軸的軸徑R為30mm，軸端直徑選擇D為25mm，采用彈性柱銷聯(lián)軸器（GB/T 5014-1985），型號為HL2，材料為鋼，軸孔長度44mm，額定轉(zhuǎn)矩T為

18、315Nm，許用轉(zhuǎn)速5600r/min。2.輸出軸軸端聯(lián)軸器的選擇滾動的計算公式和數(shù)據(jù)皆引自機械設(shè)計第162172頁=357年聯(lián)軸器的選擇和有關(guān)數(shù)據(jù)皆引自機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊第126133頁 共 21 頁 第 18 頁 設(shè)計及計算過程結(jié)果輸出軸軸端直徑35mm，由于載荷平穩(wěn)，采用彈性柱銷聯(lián)軸器（GB/T 5014-1985），型號為HL2，軸孔直徑35mm材料為鋼，軸孔長度60mm，公稱轉(zhuǎn)矩為315N/m，許用轉(zhuǎn)速5600r/min。七鍵聯(lián)接的選擇 高速軸軸端鍵槽部分的軸徑為25mm，所以選擇普通圓頭平鍵,b=8mm，h=7mm，L=32mm。中間軸聯(lián)接大錐齒輪軸頸鍵槽部分的軸徑為38mm

19、，所以選擇普通圓頭平鍵，b=10mm，h=8mm，L=28mm。中間軸聯(lián)結(jié)小齒輪部分的軸頸為38mm，所以選擇普通圓頭平鍵，b=10mm，h=8mm，L=45mm。輸出軸軸頸聯(lián)接大斜齒圓柱齒輪鍵槽部分的軸徑為45mm，所以選擇普通圓頭平鍵，b=14mm，h=9mm，L=45mm。聯(lián)軸器的鍵槽選擇普通圓頭平鍵，b=10mm，h=8mm，L=50mm。八. 潤滑和密封的選擇1.軸承潤滑的選擇斜齒圓柱大齒輪傳動的圓周速度=1.24大圓錐齒輪傳動的圓周速度=3.3由于大圓錐齒輪的圓周速度大于3m/s，所以可以采用油霧潤滑，為了避免油攪動時沉渣泛起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH不應(yīng)該小于3050mm，取H為4

20、0mm，浸油深度為斜圓柱齒輪半徑的，取h為36mm。2.密封的選擇軸端透蓋根據(jù)潤滑方式和軸徑選擇J型骨架式橡膠油封，檢查減速器剖分面、各接觸面及密封處，均不許漏油，剖分面涂以水玻璃。鍵的選擇引自機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊第189頁減速器的潤滑和密封引自機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊第3839頁以及機械設(shè)計課程設(shè)計圖冊第 82頁 共 21 頁 第 19 頁 設(shè)計及計算過程結(jié)果九. 其他技術(shù)說明1.減速器箱體采用鑄鐵HT200鑄成，采用剖分式結(jié)構(gòu)。2.在箱蓋上裝有起蓋螺栓，以便于拆卸。3.在軸承座附近有加強肋來保證軸承座的剛度。4.由于傳動件的圓周速度小于12m/s所以采用浸油潤滑。5.窺視孔蓋長度120

21、mm以便于手能伸入操作。6.裝配前所有零件用煤油清洗，滾動軸承用汽油清洗，內(nèi)壁涂上不被機油侵蝕的涂料兩次。7.油標(biāo)尺安裝的部位不能太低，以防止油進入油標(biāo)尺座孔而溢出。十. 減速器附件1.為了拆卸和搬運，箱蓋上鑄有起重吊鉤。2.減速器箱頂部開窺視孔，以便檢查傳動件的嚙合情況，并有足夠大小以便手能深入操作。3.放油孔在油池最低處，安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，放油孔處的箱壁外側(cè)鑄有凸臺，用螺塞塞住，并加封油圈密封。4.油標(biāo)尺放置于便于觀察減速器油面之處，油孔位置在油面以上，以免油溢出。5.在箱蓋頂部裝有通氣器，由于減速器在室內(nèi)使用，選用帶孔螺釘制成，使箱壁內(nèi)熱膨脹氣體自由溢出，以保證箱體內(nèi)外壓力平衡，提高箱體的密封性能。6.選用型號為GB/T 5783-2000型號的全螺紋螺釘作為起蓋螺栓，螺紋長度大于機蓋聯(lián)接凸緣的厚度。7.為了保證剖分式箱體的軸承座孔的加工及裝配精度，在箱體聯(lián)接凸緣的對角線方向各安裝一個圓錐定位銷，其厚度大于減速器箱體凸緣的總厚度以便于拆卸。 共 21 頁 第 20 頁 設(shè)計及計算過程結(jié)果十一. 設(shè)計小結(jié)機械設(shè)計是一次重要的實踐過程，我們大學(xué)所學(xué)的知識可以在設(shè)計中有效的得到利用，我用到材料力學(xué)、理論力學(xué)、機械原理、畫法幾何、機械制圖等很多的知識。設(shè)計