二級(jí)減速器設(shè)計(jì)

1、PAGE PAGE 20目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)減速箱傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明一、工作機(jī)器特征的分析二、傳動(dòng)方案的擬定運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算一、電機(jī)的選擇 二、傳動(dòng)比的分配 三、運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算各傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算一、 皮帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算二、 皮帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三、 齒輪的設(shè)計(jì) 四、 各軸的設(shè)計(jì) 五、 軸承的選擇與校核 六、 鍵的選擇與校核減速箱的箱體設(shè)計(jì)減速器的潤(rùn)滑減速箱的附件設(shè)計(jì)小結(jié)附錄附表一 減速箱中的標(biāo)準(zhǔn)件附表二 減速箱中的非標(biāo)準(zhǔn)件附表三 箱體的結(jié)構(gòu)圖附表四 參考文獻(xiàn)圖一:(傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖)初步確定傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案如:傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖所示。選擇V帶傳動(dòng)和二級(jí)圓柱斜齒輪減速器（展開(kāi)式）。原始數(shù)據(jù)1 螺旋運(yùn)輸機(jī)上

2、圓周力P=2100N2 螺旋運(yùn)輸機(jī)上圓周速度V=1m/s3 螺旋運(yùn)輸機(jī)直徑 D=300mm4 工作年限為十年（每年按300天計(jì)算），單班制生產(chǎn)，每班工作八小時(shí)，運(yùn)輸機(jī)工作平穩(wěn)轉(zhuǎn)向不變。5批量生產(chǎn)。一 、工作機(jī)器特征的分析 由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可知：該減速箱用于螺旋運(yùn)輸機(jī)，工作速度不高（V=1m/s）,圓周力不大(P=2100N),因而傳遞的功率也不會(huì)太大.由于工作運(yùn)輸機(jī)工作平穩(wěn),轉(zhuǎn)向不變,使用壽命不長(zhǎng)(10年),故減速箱應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成閉式,箱體內(nèi)用油液潤(rùn)滑,軸承用脂潤(rùn)滑.要盡可能使減速箱外形及體內(nèi)零部件尺寸小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,造價(jià)低廉,生產(chǎn)周期短,效率高。二、傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中已給定的

3、傳動(dòng)方案及傳動(dòng)簡(jiǎn)圖，分析其有優(yōu)缺點(diǎn)如下：優(yōu)點(diǎn)： (1)、電動(dòng)機(jī)與減速器是通過(guò)皮帶進(jìn)行傳動(dòng)的，在同樣的張緊力下，三角皮帶較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力，而且三角皮帶允許的中心中距較平帶大，傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維護(hù)方便，價(jià)格低廉。故在第一級(jí)（高速級(jí)）采用三角皮帶傳動(dòng)較為合理，這樣還可以減輕電動(dòng)機(jī)因過(guò)載產(chǎn)生的熱量，以免燒壞電機(jī)，當(dāng)嚴(yán)重超載或有卡死現(xiàn)象時(shí)，皮帶打滑，可以起保護(hù)電機(jī)的作用。（2）、斜齒圓柱齒輪較直齒圓柱齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，承載能力大、噪音小，能減輕振動(dòng)和沖擊，若設(shè)計(jì)時(shí)旋向選擇合理，可減輕軸的負(fù)荷，延長(zhǎng)使用壽命，故此減速器的兩對(duì)齒輪均采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（3）、高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離扭矩輸入端

4、，這樣可以減小軸在扭矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形，以及彎曲變形引起的載荷沿齒寬分布不均勻的現(xiàn)象。缺點(diǎn)：（1）、皮帶傳動(dòng)穩(wěn)定性不夠好，不能保證精確的傳動(dòng)比，外廓尺寸較大。（2）、齒輪相對(duì)軸和軸承不能對(duì)稱(chēng)分布，因而對(duì)軸的要求更高，給制造帶來(lái)一定麻煩。綜上所述，這種傳動(dòng)方案的優(yōu)點(diǎn)多，缺點(diǎn)少，且不是危險(xiǎn)性的缺點(diǎn)，故這種傳動(dòng)方案是可行的。 第二章 運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算電機(jī)的選擇選擇電機(jī)型號(hào)：按已知條件選用Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)2、電動(dòng)機(jī)功率的確定、按式（1-1）電動(dòng)機(jī)所需功率為：Pd=Pw/ （-2）工作機(jī)所需 按式（1傳動(dòng)裝置的總效率 0.960.970.990.833； 為V帶的效率,為滾動(dòng)軸承效

5、率， 為嚙合效率，為滑動(dòng)軸承效率， 為聯(lián)軸器效率（齒輪為7級(jí)精度，油脂潤(rùn)滑. 因是薄壁防護(hù)罩,采用開(kāi)式效率計(jì)算)。 工作功率為： Pw= =2.1 (kw) 、電動(dòng)機(jī)所需的功率Pd=Pw/=2.1/0.808=2.52 (kw) 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率Pde應(yīng)略大于Pd即可，由表14-1選得Y系列電動(dòng)機(jī)額定功率Pde為3 kw。確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 輸送機(jī)卷筒的轉(zhuǎn)速為：nw=60*1000v/3.14D=60*1000*1/3.14*300=63.69 (r/min)通常，V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比常用范圍為i1=24,二級(jí)圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)比i2=860,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的范圍為: nd=i*nw=(16

6、240)*63.69=1019.0415285.6 (r/min)綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選定型號(hào)為Y100L24的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為3KW,滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速1420 r/min。3、傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及各級(jí)傳動(dòng)比分配（1）由前面計(jì)算得輸送機(jī)卷筒的轉(zhuǎn)速 nw=63.69 (r/min)i總=1420/63.69=22.29（2)分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比i總式中分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。為使V帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過(guò)大，初步取2，則減速器傳動(dòng)比為 i總=22.29/211.15根據(jù)各原則，查圖得高速級(jí)傳動(dòng)比為，i1=3.82則2.92 4、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)

7、和動(dòng)力參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算： 2各軸輸入功率計(jì)算： 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算： 第三章 各傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算V帶輪的設(shè)計(jì) 1、確定計(jì)算功率Pca由表8-7差得工作情況系數(shù)KA=1.0,故：Pca=KA*P=1.0*2.52=2.52 Kw 2、選擇V帶的帶型 根據(jù)Pca，n0由圖8-10選用Z型。 3、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算代數(shù)v （1）初選小帶輪額基準(zhǔn)直徑dd1。由表8-6和表8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=90mm。 （2） 驗(yàn)算帶速v。按書(shū)上式（8-13）驗(yàn)算帶的速度 V=3.14*dd1*n0/60*1000=6.69 m/s 因?yàn)?m/sv（F。 ）min。8、計(jì)算壓軸力Fp 壓軸力

8、的最小值為 (Fp)min=2z（F。）min*sin1/2=645.74N 表2 V帶傳動(dòng)的主要參數(shù)名稱(chēng)結(jié)果 名稱(chēng) 結(jié)果 名稱(chēng) 結(jié)果 帶型 傳動(dòng)比i=2 根數(shù)6帶輪基準(zhǔn)直徑 基準(zhǔn)長(zhǎng)度 預(yù)緊力中心距 壓軸力 二、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)：選定高速級(jí)齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)：1）按傳動(dòng)方案選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)械，速度不高，故選用7級(jí)精度。3）材料選擇： 由課本表10-1選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，平均硬度為240HBS。大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），正火，硬度為280HBS，二者硬度差為40HBS。 4）選小齒輪齒數(shù)，則：，取。齒數(shù)比。5）初選螺旋角。按齒面接觸疲勞

9、強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 確定公式內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)值：試選載荷系數(shù)。由課本圖10-30選取區(qū)域系數(shù)。由課本圖10-26查得；則：。小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：由課本表10-7選取齒寬系數(shù)。由課本表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)（大小齒輪均采用鍛造）。由課本圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；由課本圖10-21c按齒面硬度查得大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。按式（10-31）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： ； 。 由課本圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)，。計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效概率為1%，安全系數(shù)，； 計(jì)算：計(jì)算小齒輪分度圓直徑 ： 計(jì)算圓周速度：計(jì)算齒寬和模數(shù)： ； 。齒高：，。 計(jì)算縱向重合度： 。 計(jì)算載荷系數(shù)：

10、由課本表10-2查得：使用系數(shù)；根據(jù)、7級(jí)精度，由課本圖10-8查得：動(dòng)載系數(shù)；由課本表10-3查得： 由課本表10-4查得：。由課本表10-13查得：=1.42 故載荷系數(shù)：。 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正說(shuō)算的的分度圓直徑： 計(jì)算模數(shù)： 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 確定計(jì)算參數(shù)： 計(jì)算載荷系數(shù)。根據(jù)縱向重合度，從課本圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)。計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)：；。 查取齒數(shù)系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)：由課本表10-5查得：，；，。 由課本圖10-20c按齒面硬度查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；由課本圖10-20c按齒面硬度查得大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。由課本圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，。計(jì)算彎曲疲勞許

11、用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù)，計(jì)算大小齒輪的并加以比較： ；， 大齒輪的數(shù)值大。設(shè)計(jì)計(jì)算（按大齒輪）： 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度說(shuō)決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)于齒輪的乘積）有關(guān)。故可取由彎曲強(qiáng)度算的的模數(shù)并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，而按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，取，則：，取。實(shí)際傳動(dòng)比，與原分配傳動(dòng)比基本一致。 幾何尺寸計(jì)算：1）中心距計(jì)算： ，將中心距圓整為。2）按圓整后得中心距修正螺旋角： 。計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑： ； 。計(jì)算齒輪寬度，圓整后取。則：（大齒輪）；（小齒輪）。（二）低速級(jí)齒輪傳動(dòng)

12、的設(shè)計(jì)：選定高速級(jí)齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)：1）按傳動(dòng)方案選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)械，速度不高，故選用7級(jí)精度。3）材料選擇： 由課本表10-1選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，平均硬度為280HBS。大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），正火，硬度為240HBS，二者硬度差為40HBS。 4）選小齒輪齒數(shù)，則：，取。齒數(shù)比。5）初選螺旋角。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 確定公式內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)值：試選載荷系數(shù)。由課本圖10-30選取區(qū)域系數(shù)。由課本圖10-26查得；則：。小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：由課本表10-7選取齒寬系數(shù)。由課本表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)（大小齒輪均采用鍛造）。由課本

13、圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；由課本圖10-21c按齒面硬度查得大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。按式（10-31）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： ； 。 由課本圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)，。計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效概率為1%，安全系數(shù)，；。計(jì)算：計(jì)算小齒輪分度圓直徑 ： 計(jì)算圓周速度：計(jì)算齒寬和模數(shù)： ； 。齒高：，。 計(jì)算縱向重合度： 。 計(jì)算載荷系數(shù)：由課本表10-2查得：使用系數(shù)；根據(jù)、7級(jí)精度，由課本圖10-8查得：動(dòng)載系數(shù)；由課本表10-3查得：；由課本表10-4查得7級(jí)精度、調(diào)質(zhì)小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱(chēng)布置時(shí)： 。 根據(jù)，由課本圖10-13查得： 。故載荷系數(shù)：。 按實(shí)

14、際的載荷系數(shù)校正說(shuō)算的的分度圓直徑： 計(jì)算模數(shù)： 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 確定計(jì)算參數(shù)： 計(jì)算載荷系數(shù)。根據(jù)縱向重合度，從課本圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)。計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)：；。 查取齒數(shù)系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)：由課本表10-5查得：，；，。 由課本圖10-20c按齒面硬度查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；由課本圖10-20c按齒面硬度查得大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。由課本圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，。計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù)，計(jì)算大小齒輪的并加以比較： ；， 大齒輪的數(shù)值大。 計(jì)算（按大齒輪）： 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，

15、由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度說(shuō)決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)于齒輪的乘積）有關(guān)。故可取由彎曲強(qiáng)度算的的模數(shù)并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，而按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑重新修正齒輪齒數(shù)，取，則：，取。實(shí)際傳動(dòng)比，與原分配傳動(dòng)比基本一致。 幾何尺寸計(jì)算：1）中心距計(jì)算： ，將中心距圓整為。2）按圓整后得中心距修正螺旋角： 。計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑： ； 。4）計(jì)算齒輪寬度，圓整后取。則：（大齒輪）；（小齒輪）。 表4 大齒輪結(jié)構(gòu)尺寸表5 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的尺寸 表6 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的尺寸名稱(chēng)計(jì)算公式結(jié)果名稱(chēng) 計(jì)算公式結(jié)果法面模數(shù)1.5法面模數(shù) 法面壓力角法面壓力角螺旋角螺旋角齒數(shù)齒數(shù)傳動(dòng)比 傳動(dòng)比 分度圓直徑分度圓直徑齒頂圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑齒根圓直徑中心距 101中心距62齒寬齒寬 三軸的設(shè)計(jì)： 軸上的功率P1，P2，P3， 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩 =32550 =119210 =334580作用的齒輪上的力； d1=41.95 d2=160.04 d3=31.39 d4=92.60 三根軸都使用45鋼經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理最小直徑；A1=126，A2=120，A3=112 擴(kuò)大10%=20.86 取 22mm 取