對(duì)輥成型減速器說(shuō)明書

1、課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：對(duì)輥成型減速器 內(nèi)裝：1.設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份2. 減速器裝配圖一張3. 輸入軸軸零件圖一張 4低速軸齒輪零件圖一張學(xué)院：徐海學(xué)院班級(jí)：機(jī)械13-3班設(shè)計(jì)者：秦晉指導(dǎo)老師：黃嘉興老師完成日期：2016年8月15日設(shè)計(jì)題目：NGW （2K-H負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)）行星減速裝置設(shè)計(jì)一、意義與目的NGW（2K-H負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)）行星傳動(dòng)裝置（減速器）與普通輪系傳動(dòng)裝置相比 較具有重量輕、體積小、傳動(dòng)比大、承載能力大及傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)；設(shè)計(jì)繁鎖、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工制造精度高等要求又是其缺點(diǎn)。但隨著人們對(duì)其傳動(dòng)的深入了解，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完善，加工手段的不斷提高，（2K-H負(fù)號(hào)機(jī) 構(gòu)）行星傳動(dòng)裝置日益成為礦山

2、機(jī)械廣泛采用的一類傳動(dòng)裝置， 在采掘機(jī)械上表 現(xiàn)尤為突出。本次課程設(shè)計(jì)，安排學(xué)生在完成了本科機(jī)自專業(yè)所有基礎(chǔ)課、 專業(yè)課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)后進(jìn)行，訓(xùn)練學(xué)生，達(dá)到應(yīng)具有完成此類機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)、 加工工藝編制 的一般水平。在教師的指導(dǎo)下，通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，達(dá)到分析、解決問(wèn)題、動(dòng)手設(shè)計(jì)及其 他相關(guān)能力的鍛煉提高，為后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。二、要求與安排1、學(xué)習(xí)行星傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，掌握 2K-H 機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比計(jì)算、受力分析、 傳動(dòng)件浮動(dòng)原理。2、學(xué)習(xí)、應(yīng)用、熟悉掌握 CAD 技能，達(dá)到能熟練、靈活運(yùn)用的程度。3、參考、運(yùn)用有關(guān)書籍、刊物、手冊(cè)、圖冊(cè)，了解 2K-H 行星傳動(dòng)裝置（減 速器）的基本結(jié)構(gòu)及技術(shù)組成

3、的關(guān)鍵點(diǎn)。4、按所給有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行該傳動(dòng)裝置（減速器）的設(shè)計(jì)。1）齒數(shù)的選擇：傳動(dòng)比及裝配條件、同心條件、鄰界條件的滿足。2）了解各構(gòu)件的作用力及力矩的分析，進(jìn)行“浮動(dòng)”機(jī)構(gòu)的選擇。3）參考設(shè)計(jì)手冊(cè)根據(jù)齒輪、軸、軸承的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算。4）按有關(guān)制圖標(biāo)準(zhǔn)，繪制完成教師指定的行星傳動(dòng)裝置（減速器）總圖、 部件圖、零件圖，書寫、整理完成設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。5、對(duì)于所設(shè)計(jì)的典型零件結(jié)合所學(xué)有關(guān)加工工藝知識(shí)編寫一個(gè)零件加工工藝6、行星傳動(dòng)裝置（減速器）總圖選擇合適比例采用A1 號(hào)圖面繪制，主要技術(shù)參數(shù)（特征）、技術(shù)要求應(yīng)表達(dá)清楚，在指導(dǎo)教師講授、指導(dǎo)下標(biāo)注、完成 總圖所需的尺寸、 明細(xì)及圖紙的編

4、號(hào)等各類要求。 按零件圖要求完成零件圖紙的 繪制，提出技術(shù)要求，上述圖紙總量不應(yīng)少于折合： A0 圖紙一張。三、 設(shè)計(jì)題目主要參數(shù)：預(yù)期壽命10年，平均每天工作1216小時(shí)設(shè)計(jì)一臺(tái)對(duì)輥成型減速器，采用多級(jí)（三級(jí)）傳動(dòng)。已知電 315KW ，輸入 轉(zhuǎn)速：n=960r.p.m,最少有一級(jí)2K-H行星傳動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩，輸出轉(zhuǎn)速 四、傳動(dòng)比的計(jì)算及分配（1 ）計(jì)算總傳動(dòng)比輸入轉(zhuǎn)速 取輸出轉(zhuǎn)速n仁總傳動(dòng)比為54（2）傳動(dòng)比分配根據(jù)傳動(dòng)比范圍取取低速級(jí)行星齒輪傳動(dòng)比i3=6。對(duì)于前兩級(jí)二級(jí)直齒減速器，為保證其高低級(jí)大齒輪浸油深度大致相近， 其傳動(dòng)比一般要滿足式：取系數(shù)1.3總可得：第一級(jí)直齒傳動(dòng)比i仁4;第二

5、級(jí)直齒傳動(dòng)比i2=3（3）傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速各軸功率聯(lián)軸承齒軸承齒各軸轉(zhuǎn)矩（4）齒形為漸開線直齒，外嚙合最終加工為磨齒，7級(jí)精度；內(nèi)嚙合為最終加工為插齒，7級(jí)精度，采用不變位齒輪傳動(dòng)。五、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）高速級(jí)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及強(qiáng)度計(jì)算1. 選擇齒輪的材料，確定許用應(yīng)力小齒輪選用20CrMnTi滲碳淬火，齒面硬度5862HRC取硬度值60HRC 大齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度241286HBW 取硬度值260HBW2. 初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為Ti=3102260N mm試選載荷系數(shù)K=1.4 由表8-18，取齒寬系數(shù)© d=0.6由表

6、8-19，查得彈性系數(shù)Ze=189.8對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒輪,由圖9-2查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Zh=2.49齒數(shù)比u=ii=4 確定齒輪齒數(shù)。初選 乙=20,取 =77(8) 重合度端面重合度為軸向重合度為=0.318 © d Z itan B =0由圖8-3查得重合度系數(shù)Ze =0.87(9) 許用接觸應(yīng)力由圖8-4e、a查得接觸疲勞極限應(yīng)力為 c Hlim1=715MPa, c Hlim2=567MPa小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為N 1=60niaLh=60X 960X 1.0 x( 10X 300X 14) =2.42 X 109N 2= N1/i 1=2.42 X 108/3.64=

7、6.6 X 108由圖8-5查得壽命系數(shù)Zn1=1.00, Z n2=1.03,由表8-20取安全系數(shù)S=1.0，則小 齒輪的許用接觸應(yīng)c H1= Zn1 c Hlim1/S H= =746MPa大齒輪的許用接觸應(yīng)力c H2= Z N2 c Hlim2/S H=609MPa取c H=746MPa初算小齒輪的分度圓直徑d1t,得3. 確定傳動(dòng)尺寸(1) 計(jì)算載荷系數(shù)由表8-21查得使用系數(shù)Ka=1.25可兀d1trh江疋69.55汶96060 100060 1000因 v Jm/s=3.5m/s由圖8-6查得動(dòng)載荷系數(shù)=1.27,由圖8-7查得齒向載荷分配系數(shù)=1.64，由表8-22查得齒間載荷

8、分配系數(shù)=1.02，則載荷系數(shù)為K=1.27 X 1.64 X 1.09 X 1.02=2.32進(jìn)行修正,(2) 對(duì)進(jìn)行修正因K與Kt有較大差異，故需對(duì)由Kt計(jì)算出的即(3) 確定模數(shù)m按表 8-23，取 m=8mm(4) 計(jì)算傳動(dòng)尺寸中心距為d 仁392.4mm分度圓直徑為取4. 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件為(1) K、T m和d1同前(2) 齒寬 b= =110mm(3) 齒形系數(shù)Yf和應(yīng)力修正系數(shù)Ys。由圖 8-8 查得 Yf1=2.66，Yf2=2.18，由圖 8-9 查得 Ys1=1.59，Ys2=1.81(4) 由圖8-10查得重合度系數(shù)丫=0.68(5) 許用彎曲應(yīng)

9、力由圖8-4f、b查得彎曲疲勞極限應(yīng)力為 (T FLim1=296MPa, c FLim2=211MPa由圖8-11查得壽命系數(shù)Yni= Yn2=1,由表8-20查得安全系數(shù)Sf=1.40，故5. 計(jì)算齒輪傳動(dòng)其他幾何尺寸齒頂高齒根高全齒高頂隙齒頂圓直徑為齒根圓直徑為（二）中間直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及強(qiáng)度計(jì)算1. 選擇齒輪的材料，確定許用應(yīng)力小齒輪選用20CrMnTi滲碳淬火，齒面硬度5862HRC取硬度值60HRC大齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度241286HBW 取硬度值260HBW2. 初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為T2=N mm試選載荷系數(shù)Kt=1.4 由表8-18，取齒寬系數(shù)

10、© d=0.6由表8-19，查得彈性系數(shù)Ze=189.8(5) 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒輪,由圖9-2查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Zh=2.5齒數(shù)比u=i2=3確定齒輪齒數(shù)。初選=24,取 =72(8) 重合度端面重合度為軸向重合度為=0.318 © d Z itan B =0由圖8-3查得重合度系數(shù)Ze =0.86(9) 許用接觸應(yīng)力由圖8-4e、a查得接觸疲勞極限應(yīng)力為 c H"m3=715MPa, c Hlm4=567MPa 小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為N 3=60rbaLh=60X 263.7 X 1.0 x( 10X 300X 14) =6.65 X 109M= Ns/i

11、 2=2.375 X 108由圖8-5查得壽命系數(shù)Zn3=1.03, Zn4=1.09,由表8-20取安全系數(shù)Sh=1.40 ,貝U小 齒輪的許用接觸應(yīng)力c H3= ZN3c Hiim3/Sh=1.03 X 715MPa/1=736.45MPa大齒輪的許用接觸應(yīng)力 c H4= Zn4c Hiim4/Sh=1.09 X 567MPa/仁618.03MPa取c H=736MPa初算小齒輪的分度圓直徑dat,得3. 確定傳動(dòng)尺寸(1) 計(jì)算載荷系數(shù)由表8-21查得使用系數(shù)K=1.35：d3tr260 1000二 241.34 263.760 1000m / s 二 3.33m/ s由圖8-6查得動(dòng)載

12、荷系數(shù) =1.19,由圖8-7查得齒向載荷分配系數(shù)=1.39，由表8-22查得齒間載荷分配系數(shù)=1.05，則載荷系數(shù)為(2) 對(duì)進(jìn)行修正因K與Kt有較大差異，故需對(duì)由Kt計(jì)算出的進(jìn)行修正,即(3) 確定模數(shù)m按表 8-23，取 m=10mm(4) 計(jì)算傳動(dòng)尺寸中心距為分度圓直徑為取4. 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件為(4) K、T2、m 和 d3 同前(5) 齒寬 b= =147mm(6) 齒形系數(shù)Yf和應(yīng)力修正系數(shù)Ys。由圖 8-8 查得 Yf3=2.4，4=2.19，由圖 8-9 查得 Ys3=1.67，Ys4=1.80(4) 由圖8-10查得重合度系數(shù)丫=0.67(5) 許用

13、彎曲應(yīng)力由圖8-4f、b查得彎曲疲勞極限應(yīng)力為 (T FLim3=296MPa, c Fum4=211MPa由圖8-11查得壽命系數(shù)Yn3= 1.03Y n4=1.09,由表8-20查得安全系數(shù)Sf=1.00，故5. 計(jì)算齒輪傳動(dòng)其他幾何尺寸齒頂高齒根高全齒高頂隙齒頂圓直徑為齒根圓直徑為（三）低速級(jí)行星齒輪傳動(dòng)1. 配齒計(jì)算：查表7-3選擇行星輪數(shù)目本設(shè)計(jì)采用不等角度變位齒輪嚙合，提高了齒輪的承載能力，配齒方案時(shí)，現(xiàn)考慮到該行星齒輪傳動(dòng)的外廓尺寸，故選取第一級(jí)中心齒輪數(shù)為Za二23,和行星齒輪數(shù)為。齒數(shù)選擇滿足以下條件：傳動(dòng)比條件一，取對(duì)內(nèi)齒輪齒數(shù)進(jìn)行圓整后，此時(shí)實(shí)際的傳動(dòng)比與給定的傳動(dòng)比稍有

14、變化, 是必須控制在其傳動(dòng)比誤差范圍內(nèi)。實(shí)際傳動(dòng)比為其傳動(dòng)比誤差根據(jù)同心條件（各齒輪模數(shù)相同）條件可求得行星齒輪C的齒數(shù)為所求得的Zc適用于非變位或高度變位的行星齒輪傳動(dòng)安裝條件（整數(shù)）2. 材料選擇及熱處理方式太陽(yáng)輪與行星輪：選用20CrMnTi滲碳淬火，齒面硬度5862HRC取值60HRC由圖8-4得接觸疲勞極限應(yīng)力彎曲疲勞極限應(yīng)力3. a-c齒輪按接觸強(qiáng)度初算按彎曲強(qiáng)度的初算公式輸入轉(zhuǎn)矩T3=N mm查表17.2-16得 載荷不均勻系數(shù) Kc=1.150查表10-2得 算式系數(shù)Km=1.22,使用系數(shù)，綜合系數(shù),載荷分布不均勻系數(shù)，則，齒形系數(shù)則模數(shù)嚙合齒輪中心副中a-c標(biāo)準(zhǔn)中心距a為4

15、.行星輪的幾何尺寸行星輪太陽(yáng)輪內(nèi)齒輪分度圓直徑齒頂咼齒根高齒全高齒頂圓直徑外嚙合內(nèi)嚙合齒根圓直徑外嚙合內(nèi)嚙合5.裝配條件的驗(yàn)算對(duì)于所設(shè)計(jì)的雙級(jí)2X-A型的行星齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿足如下裝配條件(1) 鄰接條件 按公式驗(yàn)算其鄰接條件，即已知低速級(jí)的和n廠3代入上式，則得滿足鄰接條件(2) 同心條件按公式已知低速級(jí)，滿足同心條件(3) 安裝條件按公式驗(yàn)算其安裝條件，即得 (整數(shù))滿足安裝條件6傳動(dòng)效率的計(jì)算2X-A型的基本行星齒輪傳動(dòng)效率為在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中，其損失系數(shù)等于嚙合損失系數(shù)和軸承損失系數(shù)XXX和。即八、mn其嚙合損失系數(shù)之和為轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中中心輪bl與行星齒輪cl之間的嚙合損失轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中中心輪al與行星

16、齒輪cl之間的嚙合損失式中Z1齒輪副中小齒輪的齒數(shù)Z2齒輪副中大齒輪的齒數(shù)嚙合摩擦系數(shù)，取0.08 查圖16.2-10得外嚙合重合度內(nèi)嚙合重合度=0.001579511則綜上所述，總的傳動(dòng)效率為 尬 1=0.97116由此可見，該行 星齒輪傳動(dòng)效率高，滿足使用要求。六、齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度的校核計(jì)算校核齒面接觸應(yīng)力的強(qiáng)度計(jì)算，大小齒輪的計(jì)算接觸應(yīng)力中的較大H值均 小于其相應(yīng)的許用接觸應(yīng)力:Hp，即H ：:Hp1. 外嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核（1）使用系數(shù)查表6-7的（2）動(dòng)載荷系數(shù)考慮齒輪的制造精度，運(yùn)轉(zhuǎn)速度對(duì)輪齒內(nèi)部附加動(dòng)載荷影響的系數(shù)，查圖6-6可得（3）齒向載荷分布系數(shù)考慮沿齒寬方向載荷分布不

17、均勻?qū)X面接觸應(yīng)力影響的系數(shù)，該系數(shù)主要與齒輪加工誤差，箱體軸孔偏差，嚙合剛度，大小齒輪軸的平行度，跑合情況 等有關(guān)。查表6-8得一 一（4）齒間載荷分配系數(shù)齒間載荷分配系數(shù)是考慮同時(shí)嚙合的各對(duì)齒輪間載荷分布不均勻影響的系數(shù)。它與齒輪的制造誤差，齒廓修形，重合度等因素有關(guān)。查表6-9可得（5）行星齒輪間載荷分配不均勻系數(shù)考慮在各個(gè)行星齒輪間載荷分配不均勻?qū)X接觸應(yīng)力影響的系數(shù)。它與轉(zhuǎn)臂X和齒輪及箱體精度，齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。查表取（6）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)考慮到節(jié)點(diǎn)處齒廓曲率對(duì)接觸應(yīng)力的影響，并將分度圓上的切向力折算為節(jié)圓上的法向力的系數(shù)。由圖6-9得（7）彈性系數(shù)考慮材料彈性模量E和泊松比對(duì)接

18、觸應(yīng)力影響的系數(shù)，查表 6-10可得（8）重合度系數(shù)查圖6-10得（9）螺旋角系數(shù)考慮螺旋角造成的接觸線傾斜對(duì)接觸應(yīng)力影響的系數(shù)。Z =，取Z為 1.00（10）最小安全系數(shù)考慮齒輪工作可靠性的系數(shù)，齒輪工作的可靠性要求應(yīng)根據(jù)重要程度，使用場(chǎng)合等。查表6-14得（11）接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)考慮齒輪壽命小于或大于持久壽命條件循環(huán)次數(shù)時(shí)，它與一對(duì)相嚙合齒輪的材料，熱處理，直徑，模數(shù)和使用潤(rùn)滑劑有關(guān)。查表6-12得（12） 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)，齒面間的潤(rùn)滑油膜影響齒面的承載能力。查表6-14得（13）齒面工作硬化系數(shù)查圖6-20得（14）接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)查表6-15得分度圓上的切向力 根據(jù)公式計(jì)算低

19、速級(jí)外嚙合齒輪副中齒面接觸應(yīng)力，即外嚙合齒輪副中許用接觸應(yīng)力為V滿足接觸疲勞強(qiáng)度條件2. 外嚙合齒輪副中彎曲強(qiáng)度的校核（1）齒向載荷分布系數(shù)按公式計(jì)算（2）齒間載荷分配系數(shù)按公式計(jì)算（3）行星齒輪間載荷分配系數(shù) 查表得（4）太陽(yáng)輪、行星輪齒形分布系數(shù)查圖6-22得（5）太陽(yáng)輪、行星輪應(yīng)力修正系數(shù)查圖6-24得（6）重合度系數(shù)查表得（7）螺旋角系數(shù)查圖6-25得（8）齒形系數(shù)查表6-17得(9) 太陽(yáng)輪、行星輪的相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)查圖6-33得(10) 最小安全系數(shù)查表6-11得根據(jù)公式計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力取按公式計(jì)算許用彎曲應(yīng)力已知查圖16.2-27得壽命系數(shù)，齒輪的應(yīng)力修正齒數(shù)a-c滿足齒根彎

20、曲強(qiáng)度條件3. 齒輪內(nèi)嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核校核上嚙合齒輪副中彎曲強(qiáng)度校核可以忽略，主要表現(xiàn)為接觸強(qiáng)度的計(jì)算,與高速級(jí)外嚙合齒輪副中的強(qiáng)度相似。已知，計(jì)算內(nèi)齒輪c1的接觸許用應(yīng)力計(jì)算行星齒輪的許用接觸應(yīng)力滿足接觸疲勞強(qiáng)度條件七、軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算1、電動(dòng)機(jī)的選擇：YR 系列：IP23 YR400-6 P=315KW n=984r/min2、軸的設(shè)計(jì)（1）高速軸：高速軸的傳遞功率，轉(zhuǎn)速小齒輪分度圓直徑,齒輪寬度高速軸的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表9-8取C=135d -計(jì)算軸的最小直徑并加大3% -5以考慮鍵槽的影響d=,取 d=90mm確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度：1段：2段：第二段軸裝軸承端蓋，

21、用以使軸承軸向定位以及密封，取其長(zhǎng)度為 273mm3段：，4段：中間軸：中間軸的傳遞功率，轉(zhuǎn)速小齒輪分度圓直,大齒輪分度圓直徑齒輪寬度中間軸的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表9-8取C=100d取 d=117mm確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度：1段：2段：3段：，4段：5段：(3)低速軸：低速軸的傳遞功率，轉(zhuǎn)速小齒輪分度圓直徑,齒輪寬度中間軸的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表9-8取C=105d - 取 d=153mm確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度：1段：2段：3段：，4段：5段：6段：八、潤(rùn)滑油的選擇潤(rùn)滑油選用N320重負(fù)荷工業(yè)齒輪潤(rùn)滑油九、總結(jié)通過(guò)本次設(shè)計(jì)我對(duì)減速器的工作原理以及各種工作機(jī)構(gòu)有了很全面的認(rèn)識(shí)，更對(duì)機(jī)械傳動(dòng)中的電動(dòng)機(jī)、齒輪、軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵、箱體等都很做了認(rèn)真的分析計(jì)算和選取，是對(duì)一個(gè)機(jī)械學(xué)習(xí)者的初次挑戰(zhàn)， 整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中每個(gè)人都是很辛苦的， 但它是對(duì)今后學(xué)習(xí) 生活的一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力， 課程設(shè)計(jì)是培訓(xùn)學(xué)生運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)的理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)來(lái) 分析解決實(shí)際問(wèn)題的重要教學(xué)環(huán)節(jié)， 是對(duì)三年所學(xué)知識(shí)的復(fù)習(xí)和鞏固。 同樣，也促使了同學(xué)們的相互探討，相互學(xué)習(xí)。此次設(shè)計(jì)讓我明白了 一個(gè)很深刻的