機械課程設(shè)計-減速器設(shè)計說明書79325

1、機械課程設(shè)計目錄-一一課程設(shè)計書2二二二設(shè)計要求2-三設(shè)計步驟21.傳動裝置總體設(shè)計方案32.電動機的選擇43.確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比54.計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)55.設(shè)計V帶和帶輪66.齒輪的設(shè)計87.滾動軸承和傳動軸的設(shè)計198.鍵聯(lián)接設(shè)計269.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計2710.潤滑密封設(shè)計3011.聯(lián)軸器設(shè)計30四設(shè)計小結(jié)31五參考資料32一.課程設(shè)計書設(shè)計課題：設(shè)計一用于帶式運輸機上的兩級展開式圓柱齒輪減速器運輸機連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷變化不大,空載起動,卷筒效率為0.96（包括其支承軸承效率的損失）,減速器小批量生產(chǎn),使用期限8年（300天/年）,兩班制工作，運輸容許速度誤差為

2、5%,車間有三相交流,電壓380/220V表、題號參數(shù)12345運輸帶工作拉力（kN）2.52.32.11.91.8運輸帶工作速度（m/s）1.01.11.21.31.4卷筒直徑（mr）250250250300300設(shè)計要求減速器裝配圖一張（A1）CAD繪制軸、齒輪零件圖各一張（A3）設(shè)計說明書一份。三.設(shè)計步驟傳動裝置總體設(shè)計方案電動機的選擇確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)設(shè)計V帶和帶輪齒輪的設(shè)計滾動軸承和傳動軸的設(shè)計鍵聯(lián)接設(shè)計箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計潤滑密封設(shè)計聯(lián)軸器設(shè)計傳動裝置總體設(shè)計方案：組成：傳動裝置由電機、減速器、工作機組成。特點：齒輪相對于軸承不對稱分布，故沿軸

3、向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。確定傳動方案：考慮到電機轉(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：I_n2n3n5PwPdIIn4IV圖一：（傳動裝置總體設(shè)計圖）初步確定傳動系統(tǒng)總體方案如：傳動裝置總體設(shè)計圖所示選擇V帶傳動和二級圓柱斜齒輪減速器（展開式）。傳動裝置的總效率aa二冷23345=0.96X0.983X0.952X0.97X0.96=0.759;1為V帶的效率，1為第一對軸承的效率，3為第二對軸承的效率，4為第三對軸承的效率，5為每對齒輪嚙合傳動的效率(齒輪為7級精度，油脂潤滑因是薄壁防護罩，采用開式效率計算)。電動機的選擇電動機所需工作功率為：=P/n=1900

4、X1.3/1000X0.759=3.25kW,執(zhí)行機構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)速為n=100060v=82.76r/min,經(jīng)查表按推薦的傳動比合理范圍，V帶傳動的傳動比i.=24,二級圓柱斜齒輪減速器傳動比i.=840，則總傳動比合理范圍為i_=16160，電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為n=Lxn=(16160)x82.76=1324.1613241.6r/min。綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，選定型號為丫112M4的三相異步電動機，額定功率為4.0額定電流8.8A，滿載轉(zhuǎn)速nm=1440r/min，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。方案電動機型號額定功率電動機轉(zhuǎn)速電動機重量參考價格

5、傳動裝置的傳動比中心高L外型尺寸.X(AC/2+AIPedDkwHD腳安裝尺N地腳螺孔直徑元K軸寸伸尺捱歸勒佶p同A滿載單D總E一丄rr專寸FX帶D減戈速器132轉(zhuǎn)耳速轉(zhuǎn)速動比專動1Y1151M-43443155O016信478i4701223()36x16%2書x417023.確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比總傳動比由選定的電動機滿載轉(zhuǎn)速nT和工作機主動軸轉(zhuǎn)速n，可得傳動裝置總傳動比為ia=M/n1440/82.76=17.40分配傳動裝置傳動比ia=i0Xi式中io,h分別為帶傳動和減速器的傳動比。為使V帶傳動外廓尺寸不致過大，初步取io=2.3，貝U減速器傳動比為i=ia/i=17.4

6、0/2.3=7.57根據(jù)各原則，查圖得高速級傳動比為h=3.24,則i2=i/i,=2.334.計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速n=nm/i0=1440/2.3=626.09r/min=ni/i,=626.09/3.24=193.24r/minn皿=n/i2=193.24/2.33=82.93r/minniv=n皿=82.93r/min各軸輸入功率P=pdX1=3.25X0.96=3.12kWPn=piXnX3=3.12X0.98X0.95=2.90kWPrn=PnXnX3=2.97X0.98X0.95=2.70kWPv=PrnXnXn=2.77X0.98X0.97=2.57kW則各軸的輸

7、出功率：R=RX0.98=3.06kWPn=PnX0.98=2.84kWPm=PmX0.98=2.65kWPv=PvX0.98=2.52kW各軸輸入轉(zhuǎn)矩T|=TdXi0X1N-m電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩Td=9550旦=9550X3.25/1440=21.55N-nm所以:Ti=TdXi0X1=21.55X2.3X0.96=47.58NmTn=TiXi1X1X2=47.58X3.24X0.98X0.95=143.53Nm-Trn=TnXi2X2X3=143.53X2.33X0.98X0.95=311.35NmTv=TmX3X4=311.35X0.95X0.97=286.91Nm輸出轉(zhuǎn)矩：Ti=TiX

8、0.98=46.63NmTn=TnX0.98=140.66NmTm=TmX0.98=305.12N-mTv=TvX0.98=281.17Nm運動和動力參數(shù)結(jié)果如下表軸名功率PKW轉(zhuǎn)矩TNm轉(zhuǎn)速r/min輸入輸出輸入輸出電動機軸3.2521.5514401軸3.123.0647.5846.63626.092軸2.902.84143.53140.66193.243軸2.702.65311.35305.1282.934軸2.572.52286.91281.1782.936.齒輪的設(shè)計（一）高速級齒輪傳動的設(shè)計計算1齒輪材料，熱處理及精度考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開線

9、斜齒輪（1）齒輪材料及熱處理材料：高速級小齒輪選用45祥岡調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪280HBS取小齒齒數(shù)Z!=24高速級大齒輪選用45祥岡正火，齒面硬度為大齒輪240HBSZ2=iX乙=3.24X24=77.76取Z2=78.齒輪精度按GB/T10095-1998,選擇7級，齒根噴丸強化2初步設(shè)計齒輪傳動的主要尺寸按齒面接觸強度設(shè)計3dit-(2KtTi迸u1一ZhZe、2.d：u確定各參數(shù)的值：試選Kt=1.6查課本P215圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH=2.433由課本P214圖10-26=0.78；：.2=0.82貝一.=0.780.82=1.6由課本P202公式10-13計算應力值環(huán)數(shù)N1

10、=60n/L,=60X626.09X1X(2X8X300X8)=1.4425X109hN2=4.45X108h#(3.25為齒數(shù)比，即3.25=生)Z1查課本P20310-19圖得：K.1=0.93K,、遼=0.96齒輪的疲勞強度極限取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,使用P202公式10-12得:LrH1=KhnHlim1=0.93X550=511.5MPaSK廠二h2=遊HJjm=0.96X450=432MPaS許用接觸應力二h=(二h1Lh2)/2=(511.5432)/2=471.75MPa查課本由P.98表10-6得：Ze=189.8MPa由P201表10-7得：d=1T=95.5X1

11、05XPl/n1=95.5X105X3.19/626.09=4.86X104N.m3.設(shè)計計算小齒輪的分度圓直徑d1t32KtT1U1(d1t-d二uzhze、2二H)11.6r：d1tn16010003.1449.53626.9九62m/s601000計算齒寬b和模數(shù)mnt計算齒寬b=b=dd1t=49.53mm計算摸數(shù)初選螺旋角1=14mnt哄如猖53COS14=2.00mm24計算齒寬和高之比bh齒高h=2.25mnt=2.25X2.00=4.50mm=49.534.5=11.01計算縱向重合度u0.318Gd.Stan一：=0.318124tan14=1.903計算載荷系數(shù)K使用系數(shù)K

12、a=1根據(jù)v=1.62m/s,7級精度,查課本由P92表10-8得動載系數(shù)Kv=1.07,查課本由P194表10-4得Kh一：的計算公式：Kh1=1.120.18(10.6d4104.242.433189.8.2:()2=49.53mm3.25471.75計算圓周速度：)d2+0.23X10”Xb=1.12+0.18(1+0.61)X1+0.23X10X49.53=1.42查課本由P195表10-13得:K=1.35查課本由P193表10-3得：Kh：.=Kf：.=1.2故載荷系數(shù)：K=KtK1Kh：=1X1.07X1.2X1.42=1.82按實際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑di=dit=4

13、9.53Xjl：82=51.73mmV1.6計算模數(shù)mn244.diCOsB51.73xcos14小“mn=2.09mm齒根彎曲疲勞強度設(shè)計由彎曲強度的設(shè)計公式：2KY目cos2P(：2KY目cos2P(3mnJ%Z21j確定公式內(nèi)各計算數(shù)值小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩勺=48.6kN-m確定齒數(shù)z因為是硬齒面，故取z=24,j=i乙=3.24X24=77.76傳動比誤差i=u=zjz=78/24=3.25=0.032%二5%,允許計算當量齒數(shù)z：.=zI/cos:=24/cos314=26.27zi=z：/cos；=78/cos314=85.43初選齒寬系數(shù)：2按對稱布置，由表查得：2=1初選螺旋角初定

14、螺旋角-=14載荷系數(shù)KK=K上K；K二K昭=1X1.07X1.2X1.35=1.73查取齒形系數(shù)丫上和應力校正系數(shù)丫；查課本由P197表10-5得：齒形系數(shù)Y且=2.592丫匕=2.211應力校正系數(shù)丫=1.596丫丄=1.774重合度系數(shù)丫11_端面重合度近似為二=X(一)cos：=1.883.2X(1/24+1/78)Xcos14Z1Z2=1.655=arctg(tgs：/cos、)=arctg(tg20H/cos14)=20.64690二一二皿l：丄14.07609因為7=/cos，則重合度系數(shù)為Y：=0.25+0.75cos=0.673螺旋角系數(shù)丫軸向重合度二二二二49.53sin1

15、4二1.825,兀x2.09Y-=1-=0.78丫FS計算大小齒輪的YF：-S：-升安全系數(shù)由表查得S,二1.25工作壽命兩班制，8年，每年工作300天小齒輪應力循環(huán)次數(shù)N1=60nkt：!=60X271.47X1X8X300X2X8=6.255X10.大齒輪應力循環(huán)次數(shù)N2=N1/u=6.255X10/3.24=1.9305X10.查課本由P204表10-20C得到彎曲疲勞強度極限小齒輪匚FF1二500MPa大齒輪匚FF2=380MPa查課本由P197表10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù)：Kfn1=0.86Kfn2=0.93取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.41.41.4十1=K-nff0.86500=3

16、07.141.41.4“2=K-N2；FF2=0.93380=252.43土皂空型“.01347L-f1307.14邑空2二F2邑空2二F2252.43-0.01554大齒輪的數(shù)值大.選用.設(shè)計計算計算模數(shù)422100.78cos140.015542mm二1.26mm1241.655對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù),按GB/T1357-1987圓整為標準模數(shù)，取g=2mm但為了同時滿足接觸疲勞強度，需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d1=51.73mm來計算應有的齒數(shù).于是由：51.73cos14z1=25.097取z1=25mn那么z2=3

17、.24X25=81幾何尺寸計算計算中心距a=(Z1Z2)mn=_812=109.25mm2cosP2Kcos14將中心距圓整為110mm按圓整后的中心距修正螺旋角=arccos(八Dmn2:(2581)2=arccos14.012109.25因值改變不多，故參數(shù)；-.,k:,Zh等不必修正.計算大.小齒輪的分度圓直徑d嚴cos-d嚴cos-=51.53mmcos14.01d2cos加=166.97mmcos14.01計算齒輪寬度Bh-=151.53mm=51.53mm圓整的B2=50B55（二）低速級齒輪傳動的設(shè)計計算材料：低速級小齒輪選用45二鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪280HBS取小齒齒數(shù)Z

18、1=30速級大齒輪選用45二鋼正火，齒面硬度為大齒輪240HBSz2=2.33X30=69.9圓整取Z2=70.齒輪精度按GB/T100951998,選擇7級，齒根噴丸強化按齒面接觸強度設(shè)計確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值試選Kt=1.6查課本由P215圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH=2.45試選1=12,查課本由P214圖10-26查得5=0.832=0.88；-=0.83+0.88=1.71應力循環(huán)次數(shù)N1=60Xn2XjXLn=60X193.24X1X(2X8X300X8)4.451082.33=4.45X108=1.91X108由課本P203圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)Khn1=0.94Khn

19、2=0.97查課本由P207圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限二Hlim1=600MPa,大齒輪的接觸疲勞強度極限二屮計=550MPa取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,則接觸疲勞許用應力KHN1Hlim1_0.94600KHN1Hlim1_0.94600二564MPaK廠2=hn2Hlim2=0.98X550/1=517MPaSJChlim1Hlim2)=540.5MPa查課本由Pi98表10-6查材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa選取齒寬系數(shù)%=1T=95.5X10確定齒數(shù)zXp2/n2=95.5X105X2.90/193.24=14.33X10按齒根彎曲強度設(shè)計3m

20、2心。小*dZ2幵=14.33X10按齒根彎曲強度設(shè)計3m2心。小*dZ2幵確定公式內(nèi)各計算數(shù)值計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩-1=143.3kN-mN.m2KtT1u_1ZHZE242t1()2=3：:S=1.5所以它是安全的StS2截面w右側(cè)抗彎系數(shù)W=0.1d3=0.1503=12500抗扭系數(shù)wT=0.2d3=0.2503=25000截面W左側(cè)的彎矩M為M=133560截面W上的扭矩T3為T3=295截面上的彎曲應力截面上的扭轉(zhuǎn)應10.68=7=294930=11.8WT25000K=丄一仁1.62所以；匚=0.67綜合系數(shù)為：；=0.820.92K_=2.8K=1.62碳鋼的特性系數(shù)=0.10.2取0.1=0.050.1取0.05安全系數(shù)Scas；工K；*；m=25.13=13.71Scas；_sScS2=10.5S=1.5所以它是安全的鍵的設(shè)計和計算選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸一般8級以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求，使用平鍵根據(jù)d2=55d3=65查表6-1?。烘I寬b2=16h2=10L2=36b3=20h3=12校和鍵聯(lián)接的強度L3=50查表6-2得二p=110MPa工作長度丨2=L2-b2=36-16=20I=L3-b3=5