二級同軸式圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書(共19頁)

1、目 錄設(shè)計(jì)(shj)任務(wù)書1傳動方案(fng n)的擬定及說明4電動機(jī)的選擇(xunz)4計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)5傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算5軸的設(shè)計(jì)計(jì)算8滾動軸承的選擇及計(jì)算14鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算16連軸器的選擇16減速器附件的選擇17潤滑與密封18設(shè)計(jì)小結(jié)18參考資料目錄18機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目(tm)：設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置中的同軸式二級圓柱齒輪減速器總體(zngt)布置簡圖 1電動機(jī)；2聯(lián)軸器；3齒輪(chln)減速器；4帶式運(yùn)輸機(jī)；5鼓輪；6聯(lián)軸器工作(gngzu)情況：載荷平穩(wěn)(pngwn)、單向旋轉(zhuǎn)原始數(shù)據(jù)鼓輪的扭矩T（Nm）：850鼓輪的直徑(zhjng)D（mm）

2、：350運(yùn)輸帶速度V（m/s）：0.7帶速允許偏差（）：5使用年限（年）：5工作制度（班/日）：2設(shè)計(jì)內(nèi)容電動機(jī)的選擇與運(yùn)動參數(shù)計(jì)算；斜齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)滾動軸承的選擇鍵和連軸器的選擇與校核；裝配圖、零件圖的繪制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫設(shè)計(jì)任務(wù)減速器總裝配圖一張齒輪、軸零件圖各一張?jiān)O(shè)計(jì)說明書一份設(shè)計(jì)進(jìn)度第一階段：總體計(jì)算和傳動件參數(shù)計(jì)算第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計(jì)第三階段：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算說明書的編寫傳動方案(fng n)的擬定及說明由題目(tm)所知傳動機(jī)構(gòu)類型為：同軸式二級圓柱齒輪減速器。故只要對本傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析論證。本傳動機(jī)構(gòu)的

3、特點(diǎn)是：減速器橫向尺寸較小，兩大齒輪浸油深度可以大致相同。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸向尺寸大，中間(zhngjin)軸較長、剛度差，中間軸承潤滑較困難。電動機(jī)的選擇電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇因?yàn)楸緜鲃拥墓ぷ鳡顩r是：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封閉式Y(jié)（IP44）系列的電動機(jī)。電動機(jī)容量的選擇工作機(jī)所需功率Pw Pw3.4kW電動機(jī)的輸出功率PdPw/0.904Pd3.76kW電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇nd（i1i2in）nw初選為同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動機(jī)4電動機(jī)型號的確定由表201查出電動機(jī)型號為Y132M1-6,其額定功率為4kW，滿載轉(zhuǎn)速960r/min?；痉项}目所需的要求。 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)

4、動和動力參數(shù)傳動裝置的總傳動比及其分配計(jì)算總傳動比由電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速nw可確定傳動裝置應(yīng)有的總傳動比為：inm/nwnw38.4i25.14合理(hl)分配各級傳動比由于減速箱是同軸式布置(bzh)，所以i1i2。因?yàn)?yn wi)i25.14，取i25，i1=i2=5速度偏差為0.5%5%，所以可行。各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩項(xiàng) 目電動機(jī)軸高速軸I中間軸II低速軸III鼓 輪轉(zhuǎn)速（r/min）96096019238.438.4功率（kW）43.963.843.723.57轉(zhuǎn)矩（Nm）39.839.4191925.2888.4傳動比11551效率10.990.970.9

5、70.97傳動件設(shè)計(jì)計(jì)算選精度等級、材料及齒數(shù)材料及熱處理；選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。精度等級選用7級精度；試選小齒輪齒數(shù)z120，大齒輪齒數(shù)z2100的；選取螺旋角。初選螺旋角14按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)因?yàn)榈退偌壍妮d荷大于高速級的載荷，所以通過低速級的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算按式（1021）試算，即 dt確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選Kt1.6由圖1030選取區(qū)域系數(shù)ZH2.433由表107選取尺寬系數(shù)d1由圖1026查得10.75，20.87，則121.62由表106查得材料的彈性影響系數(shù)ZE189.8Mp

6、a由圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1600MPa；大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限Hlim2550MPa；由式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N160n1jLh601921（283005）3.3210e8 N2N1/56.64107由圖1019查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN10.95；KHN20.98計(jì)算(j sun)接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效(sh xio)概率為1，安全系數(shù)(nqun xsh)S1，由式（1012）得 H10.95600MPa570MPa H20.98550MPa539MPa HH1H2/2554.5MPa計(jì)算試算小齒輪分度圓直徑d1td1t=67.85計(jì)算圓周速度v

7、=0.68m/s計(jì)算齒寬b及模數(shù)mntb=dd1t=167.85mm=67.85mmmnt=3.39h=2.25mnt=2.253.39mm=7.63mmb/h=67.85/7.63=8.89計(jì)算縱向重合度=0.3181tan14=1.59計(jì)算載荷系數(shù)K 已知載荷平穩(wěn)，所以取KA=1根據(jù)v=0.68m/s,7級精度，由圖108查得動載系數(shù)KV=1.11；由表104查的KH的計(jì)算公式和直齒輪的相同，故 KH=1.12+0.18(1+0.61)11+0.231067.85=1.42由表1013查得KF=1.36由表103查得KH=KH=1.4。故載荷系數(shù) K=KAKVKHKH=11.031.41.

8、42=2.05按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（1010a）得 d1=mm=73.6mm計(jì)算(j sun)模數(shù)mn mn =mm=3.74按齒根彎曲強(qiáng)度(qingd)設(shè)計(jì)由式(1017) mn確定(qudng)計(jì)算參數(shù)計(jì)算載荷系數(shù)K=KAKVKFKF=11.031.41.36=1.96根據(jù)縱向重合度=0.318dz1tan=1.59，從圖1028查得螺旋角影響系數(shù) Y0。88計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)z1=z1/cos=20/cos14=21.89 z2=z2/cos=100/cos14=109.47查取齒型系數(shù)由表105查得YFa1=2.724；Yfa2=2.172查取應(yīng)力校正系數(shù)由表105查得

9、Ysa1=1.569；Ysa2=1.798計(jì)算FF1=500MpaF2=380MPaKFN1=0.95KFN2=0.98F1=339.29MpaF2=266MPa計(jì)算大、小齒輪的并加以比較=0.0126=0.01468 大齒輪(chln)的數(shù)值大。設(shè)計(jì)(shj)計(jì)算mn=2.4mn=2.5幾何尺寸(ch cun)計(jì)算計(jì)算中心距z1=32.9，取z1=33z2=165a=255.07mma圓整后取255mm按圓整后的中心距修正螺旋角=arcos=135550”計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑d1=85.00mmd2=425mm計(jì)算齒輪寬度 b=dd1b=85mmB1=90mm，B2=85mm結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以

10、大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故以選用腹板式為宜。其他有關(guān)尺寸參看大齒輪零件圖。軸的設(shè)計(jì)計(jì)算擬定輸入軸齒輪為右旋II軸：初步(chb)確定軸的最小直徑d=34.2mm求作用(zuyng)在齒輪上的受力Ft1=899NFr1=Ft=337NFa1=Fttan=223N；Ft2=4494NFr2=1685NFa2=1115N軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配(zhungpi)方案 I-II段軸用于安裝軸承30307，故取直徑為35mm。II-III段軸肩用于固定軸承，查手冊得到直徑為44mm。III-IV段為小齒輪，外徑90mm。IV-V段分隔兩齒輪，直徑為55mm。

11、V-VI段安裝大齒輪，直徑為40mm。VI-VIII段安裝套筒和軸承，直徑為35mm。根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度I-II段軸承寬度為22.75mm，所以長度為22.75mm。II-III段軸肩考慮到齒輪和箱體的間隙12mm，軸承和箱體的間隙4mm，所以長度為16mm。III-IV段為小齒輪，長度就等于小齒輪寬度90mm。IV-V段用于隔開兩個(gè)齒輪，長度為120mm。V-VI段用于安裝大齒輪(chln)，長度略小于齒輪的寬度，為83mm。VI-VIII長度(chngd)為44mm。求軸上的載荷(zi h) 66 207.5 63.5Fr1=1418.5NFr2=603.5N查得軸承

12、30307的Y值為1.6Fd1=443NFd2=189N因?yàn)閮蓚€(gè)齒輪旋向都是左旋。故：Fa1=638N Fa2=189N精確校核軸的疲勞強(qiáng)度判斷危險(xiǎn)截面 由于截面IV處受的載荷較大，直徑較小，所以判斷為危險(xiǎn)截面截面IV右側(cè)的 截面上的轉(zhuǎn)切應(yīng)力為由于(yuy)軸選用40cr，調(diào)質(zhì)處理(chl)，所以，。（2P355表15-1）綜合系數(shù)(xsh)的計(jì)算由，經(jīng)直線插入，知道因軸肩而形成的理論應(yīng)力集中為，（2P38附表3-2經(jīng)直線插入）軸的材料敏感系數(shù)為，（2P37附圖3-1）故有效應(yīng)力集中系數(shù)為查得尺寸系數(shù)為，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為，（2P37附圖3-2）（2P39附圖3-3）軸采用磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為

13、，（2P40附圖3-4）軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)值為碳鋼系數(shù)的確定碳鋼的特性系數(shù)取為，安全系數(shù)的計(jì)算軸的疲勞安全系數(shù)為故軸的選用(xunyng)安全。I軸：作用(zuyng)在齒輪上的力FH1=FH2=337/2=168.5Fv1=Fv2=889/2=444.5初步(chb)確定軸的最小直徑軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定軸上零件的裝配方案2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度由于聯(lián)軸器一端連接電動機(jī)，另一端連接輸入軸，所以該段直徑尺寸受到電動機(jī)外伸軸直徑尺寸的限制，選為25mm?？紤]到聯(lián)軸器的軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)2.5mm，所以該段直徑選為30。該段軸要安裝軸承，考慮到軸肩要有2m

14、m的圓角，則軸承選用30207型，即該段直徑定為35mm。該段軸要安裝齒輪，考慮到軸肩要有2mm的圓角，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，定為40mm。為了齒輪軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)5mm，所以該段直徑選為46mm。軸肩固定軸承，直徑為42mm。該段軸要安裝軸承，直徑定為35mm。各段長度(chngd)的確定各段長度的確定(qudng)從左到右分述如下：該段軸安裝(nzhung)軸承和擋油盤，軸承寬18.25mm，該段長度定為18.25mm。該段為軸環(huán)，寬度不小于7mm，定為11mm。該段安裝齒輪，要求長度要比輪轂短2mm，齒輪寬為90mm，定為88mm。該段綜合考慮齒輪與箱體內(nèi)壁的距離取13.5mm、軸承與

15、箱體內(nèi)壁距離取4mm（采用油潤滑），軸承寬18.25mm，定為41.25mm。該段綜合考慮箱體突緣厚度、調(diào)整墊片厚度、端蓋厚度及聯(lián)軸器安裝尺寸，定為57mm。該段由聯(lián)軸器孔長決定為42mm按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度W=62748N.mmT=39400N.mm45鋼的強(qiáng)度極限為，又由于軸受的載荷為脈動的，所以。III軸作用在齒輪上的力FH1=FH2=4494/2=2247NFv1=Fv2=1685/2=842.5N初步確定軸的最小直徑軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸上零件的裝配方案據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑(zhjng)和長度I-IIII-IVIV-VV-VIVI-VIIVII-VIII直徑60707587

16、7970長度105113.758399.533.25求軸上的載荷(zi h)Mm=316767N.mmT=925200N.mm6. 彎扭校合滾動軸承(gndngzhuchng)的選擇及計(jì)算I軸：求兩軸承受到的徑向載荷軸承30206的校核徑向力派生力，軸向力由于(yuy)，所以(suy)軸向力為，當(dāng)量(dngling)載荷由于，所以，。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為，故當(dāng)量載荷為軸承壽命的校核II軸：軸承30307的校核徑向力派生力，軸向力由于，所以軸向力為，當(dāng)量載荷由于，所以，。由于為一般載荷，所以(suy)載荷系數(shù)為，故當(dāng)量(dngling)載荷為軸承(zhuchng)壽命的校核III軸：軸

17、承32214的校核徑向力派生力，軸向力由于，所以軸向力為，當(dāng)量載荷由于，所以，。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為，故當(dāng)量載荷為軸承壽命的校核鍵連接的選擇及校核(xio h)計(jì)算代號直徑（mm）工作長度（mm）工作高度（mm）轉(zhuǎn)矩（Nm）極限應(yīng)力（MPa）高速軸8760（單頭）25353.539.826.012880（單頭）4068439.87.32中間軸12870（單頭）4058419141.2低速軸201280（單頭）75606925.268.51811110（單頭）601075.5925.252.4由于鍵采用靜聯(lián)接(lin ji)，沖擊輕微，所以許用擠壓應(yīng)力為，所以上述(shngsh)鍵皆安

18、全。連軸器的選擇由于彈性聯(lián)軸器的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以考慮選用它。高速軸用聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動機(jī)為電動機(jī)，所以工作情況系數(shù)為，計(jì)算轉(zhuǎn)矩為所以考慮選用彈性柱銷聯(lián)軸器TL4（GB4323-84），但由于聯(lián)軸器一端與電動機(jī)相連，其孔徑受電動機(jī)外伸軸徑限制，所以選用TL5（GB4323-84）其主要參數(shù)如下：材料HT200公稱轉(zhuǎn)矩軸孔直徑，軸孔長，裝配尺寸半聯(lián)軸器厚（1P163表17-3）（GB4323-84）第二個(gè)聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)(shj)計(jì)算由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動機(jī)為電動機(jī)，所以(suy)工作情況系數(shù)為，計(jì)算(j sun)轉(zhuǎn)矩為所以選用彈性柱銷聯(lián)軸器TL10（GB4323-84）其主要參數(shù)如下：材料HT200公稱轉(zhuǎn)矩軸孔直徑 軸孔長， 裝配尺寸半聯(lián)軸器厚（1P163表17-3）（GB4323-84）減速器附件的選擇通氣器由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M181.5油面指示器選用游標(biāo)尺M(jìn)16起吊裝置采用箱蓋吊耳、箱座吊耳放油螺塞選用外六角油塞及墊片M161.5潤滑與密封齒輪的潤滑采用浸油潤滑，由于低速級周向速度為，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為35mm。滾動軸承的潤滑由于軸承周向速度為，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤滑。潤滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-AN15潤滑油。密封方法(fngf)的選取選用凸