二級斜齒輪減速器設計說明書

一、前言...........................-1-二、電動機的選擇及傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算.......-2-三．傳動零件的設計計算....................-5-四、箱體的設計及說明.....................-5-

...................-10-...................-18-七、滾動軸承的選擇及計算.................-24-八、聯(lián)軸器的選擇......................-27-九、潤滑與密封的選擇..................．-27-十、減速器附件設計．．．．．．．．．．．．．-29-十一、設計小結(jié)．．．．．．．．．．．．．． -30-參考資料..........................-29--0-題目：設計用于帶式運輸機的展開式二級圓柱斜齒輪減速器要求：擬定傳動關(guān)系：有電動機、V帶、減速器、聯(lián)軸器、工作機構(gòu)成工作條件：連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動，使用期限10年，小批量生產(chǎn)，單班制工作，運輸帶速度允許誤差％。已知條件：運輸帶的拉力F=1900N運輸帶工作速度＝1.25ms卷筒直徑 1.1.1本傳動機構(gòu)的特點高、容易制造、使用壽命長、維護方便。但齒輪相對軸應具有較大剛度。高速級齒輪布置在遠離轉(zhuǎn)矩輸入端，起的載荷沿齒寬分布不均勻的現(xiàn)象。輪的特點：是傳動的平穩(wěn)性較直齒輪傳動好，且結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力高，常速度高、載荷大或要求傳動緊湊的場合。1.1.2本傳動機構(gòu)的作用，在此起減速作用，并降低轉(zhuǎn)速和相應的增大轉(zhuǎn)矩。V帶傳動布置高于高速級，能發(fā)揮它的傳動平穩(wěn)、緩沖吸振和過載保護的優(yōu)點摩擦型帶傳動有過載保護作用。結(jié)構(gòu)簡單、成本低、安裝方便．但外。摩擦型帶有滑動，不能用于分度系統(tǒng)。軸壓力大，帶的壽命較短。的帶型和材料適用的功率、帶速、傳動比及壽命范圍各不相同。-1-2.1.1電動機的類型：2.1.2選擇電動機容量：電動機所需功率

Pw

選擇電動機時應保證電動機的額定功率p于工作機所需的電動機的功率p即可，即PP 機所需功率為

Fv00

19001.4500

傳動裝置總效率：帶

4承

2齒

聯(lián)

卷承—每對滾動軸承的傳動效率：0.99齒—閉式齒輪的傳動效率：0.97聯(lián)—聯(lián)軸器的傳動效率：0.99卷—傳動卷筒的傳動效率：0.96帶

4承

2齒

聯(lián)

卷=0.960.9940.9720.990.960.825-2-n分配傳動比：取分配傳動比：取i帶3則減速器的傳動比i為：ii

Pw0.因工作時有輕微震動，電動機額定功率P略大于P即可。由表17-1，Y 系列電動機技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動機的額定功率P為4kW。2.1.3確定電動機轉(zhuǎn)速:

260

106.57r/min

2~4，二級圓柱齒輪減速器i

=840總傳動比的范圍為i=16160。所以電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍是：n=in16~160106.511704.16~17041.6r/min

電動機型號額定功率 總傳動比:i

a

.

a

.

.取二級圓柱斜齒輪減速器高速級的傳動比i

1.4i減

1.49.043.558則低速極的傳動比i

表示為i

、i

、i

、i

；

、

、

、

-3-nnnn

各軸輸入轉(zhuǎn)矩為T

、T

、T

、T軸的運動和動力參數(shù)為：

p

3.34kW

n2890r/min9550P9550

1

p0 0帶

90

963.3r/min

P

.963

p

12

p

承

齒

3.210.990.973.08kW

9633.

207.7r/min

P955029550

3270

108.7Nm

p

p 承齒

3.080.990.972.96kW

270.

106.57r/min

P95503 .106

265.2Nm

p334

p3承聯(lián)

2.960.990.992.90kW

P95504 .

-4-dd2）dd2）即221mma動力參數(shù)如下表：

輸入輸出

速傳動比

3（1）計算功率3.21kW,n=2890r/min)

P

P

3.531kW。根據(jù)P

P

2890r/min，由課本219頁圖13-15，選擇Z（3）求大、小帶輪基準直徑取d1d2

.

由于0.7（d

d1

a

2（d

d1

632mm，-5-取a

2a

(d

d2)

(d

2d1)24a

(80236)

(23680)2

508mma≈a

500

（6）驗算小帶輪包角：

da

23680546

輪上的包角合適。由n0=2890/min，d1=80mm，

(P

P

由式13-9得傳動比i

3.012，查表13-3得p

查表13-5得p由1163.6查表13-7得：k0.97查表13-2得kL1.16

3.

.（8）求作用在帶輪上的壓力0

1)qv2=

5003.532.5612.1

在軸上的壓力Q

××

70N-6-uu1ZEZHZ3.2.1高速級齒輪設計：3.2.1.1選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)：1題目傳動方案選用斜齒圓柱齒輪傳動小齒輪用45號鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為260HBSlim1600MPa;FE1460MPa;大齒輪用45號鋼正火，齒面硬度為200HBSlim2380MPa;FE2320MPa;由表11-5取SF1.25；SH1.0； FE1 Mpa368MPa [F2]

FFE2

320MPa256MPa.

Flim1

.

MPa600MPa2

380MPa380MPa.4）按齒面接觸強度設計計算由表11-3取載荷系數(shù)K1.1由表11-6取齒寬系數(shù)

0.9小齒輪上的轉(zhuǎn)矩T3.15104Nmm

188.0；Z

2.5；

(

)2

1003.57齒形系數(shù)Z

cos3

cos3

Fa1

2.65；YFa25-7-arccosm(zz2)

d

.

實際d

d

2100

6）中心距a

2a21358）則分度圓直徑d

2100

9）齒寬b

dd1

0.959.0653.15mm；故取b

F1F2 σsa2 F1 sa1 Fa1

21.13.151041.82.22

1.622.6545.79MPa[F1]368MPa42.63MPa[F2]256MPa11)齒輪的圓周速度v

601000

000

2.98m/s；選8級制造精度是合宜的3.2.2低速級齒輪設計:3.2.2.1選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)：1題目傳動方案選用斜齒圓柱齒輪傳動小齒輪用45號鋼調(diào)質(zhì)，齒面強度為260HBSlim1600MPa；FE1460MPa大齒輪用45號鋼正火，齒面強度為200HBSlim2280MPa；FE2320MPa由表11-5取SF1.25；SH1.0；-8- arccosm2(z0.8101.0580.84mm；故取b485mm；b)z4)lim1FE1F

600600MPa. 368MPa.

380380MPa[F2]1.25356MPa4齒彎曲強度設計計算

0.8小齒輪上的轉(zhuǎn)矩T

1.076105Nmm

2.5393282，則實際傳動比i

822.56選取螺旋角，初選螺旋角=15o；由表11-4??；ZE188.0；ZH2.5；Zcos0.98

21.11.076105

2.

)284.62mm 齒形系數(shù)Z

cos3

cos3

90.99；Fa1

2.52；YFa2

1.79；5

d384.622.64；故取m2 實際d

z3m2

d

z4m2

6）中心距a

99.39254.68

177.035mm；取a180mm；

2a

2180

8）則分度圓直徑d

m2z3

m2z4cos

258.95mm；9）齒寬b

-9-

F1

Fa1

21.11.07610570101.052.5

2.521.6655.998 460MPa

F2

Fa21

21.11.07610570101.052.5

F2

320MPa

齒輪的圓周速度v

d1n1601000

101.05270.760000

1.43m/s； df

0.025a37.258b1.5121 a250則取4

108

1

0.75d

13.86

(0.4~0.5)d

7.4~9.24

4

5.65~7.4

d(0.7~0.8)d28.4~9.6l150~200

M8170

-10-

1.29.6

8

0.851,m0.85DD(5~5.5)dSD

120(2軸）170(3軸）5.1.1初步確定軸的最小直徑:

P110.963

5.1.2求作用在齒輪上的受力:圓周力F

23.810459.06

1076.87N徑向力Fr

Ftancos

413.38N軸向力Fa

F

tan1076.87tan1831'54''360.98N-11-F5.1.3軸的結(jié)構(gòu)設計:5.1.3.1擬定軸上零件的裝配方案

為50mm,d

2.根據(jù)v帶的軸向定位要求d

取為31mm,由箱體結(jié)構(gòu)和軸承段、端蓋裝配關(guān)系等確定，

59mm.

121mm5.5為高速級齒輪軸段，b

為60mm

為35mmb

5.1.4求軸上的載荷:F

Fr

Fa

248NF

Fr

F

413.38248.24165.14NF1H ll

1076.87161.5

-12-F1FF2F

Fl 3 238.34Nll FF238.34570808.34N1FM'avF

l

248.240.064516.01Nm

av

F2v

165.140.161526.67Nm

aH

F1H

l

769.530.064541.63Nmaa截面F力產(chǎn)生的彎矩為

aF

F1F

l

238.340.064515.37NmMM2M2 26.67241.63215.3771.71Nma av aH aF

a

aH

aF

16.01241.63215.3767.52Nm8．軸的轉(zhuǎn)矩T31.8Nm從圖中可以看出，低速的齒輪中心線處最危險，其當量彎矩為0.6MM2(T)271.712(0.631.8)274.20N.me a軸的材料為45號鋼，調(diào)治質(zhì)處理。由表14-1查得B650MPa由表14-3查得1b60MPa則

0.160

故d1.0523.1324.29mm25mm所以高速軸安全合理載荷 F

F1H

F

248.24NF-13- 41.63Nm aH M71.71NmaM'a67.52Nm T31.8Nm如上圖所示-14-FFt2tanFFt3tanFt2tan1030.62tan183154345.47NFt3tan2151.41tan181142707.14N5.2.1初步確定軸的最小直徑:

P1103

3.270.

5.2.2求作用在齒輪上的受力:圓周力Ft2

210.94

1030.62N徑向力Fr2

軸向力Fa2

' ''圓周力Ft3

101.05

徑向力Fr3

26N軸向力Fa3

' ''-15-FFr2(ll3)FFl3)20.32N5.2.3軸的結(jié)構(gòu)設計:5.2.3.1擬定軸上零件的裝配方案1.角接觸軸承段處，

47mm2.低速級小齒輪軸段，按與齒輪的裝配關(guān)系定d

為37mmb

為88mm3.軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求取d

為45mmb

按照要求取為9.5mm4.高速級大齒輪軸段，按與齒輪的裝配關(guān)系定d

為37mmb

為53mm.5.角接觸軸承段同1相同，d

為35mmb

。5.2.4求軸上的載荷:F

a22F ll

Fa33

.80F

Fr2

Fr3

F

395.63824.26575.80644.09NF1

lF ll F

F

F1

F

av

F2v

644.090.079551.21Nm

aH

F

l

1100.470.079587.49Nm-16-MM2M2 51.21287.492101.38Nma av aH6．軸的轉(zhuǎn)矩T108.7Nm從圖中可以看出，低速的齒輪中心線處最危險，其當量彎矩為0.6MM2(T)2101.382(0.6108.7)2120.55N.me a軸的材料為45號鋼，調(diào)治質(zhì)處理。由表14-1查得B650MPa由表14-3查得1b60MPa則

0.160

故d1.0527.1928.55mm37mm所以中間軸安全合理載荷 F

F1HF

.32

FF

570.80N644.09N 51.21NmaH M101.38Nm

aT108.7Nm-17-5.3.1初步確定軸的最小直徑:

P110.106

.以取最短直徑為5.3.2求作用在齒輪上的受力圓周力Ft4

22.65105258.

.-18-FFt4tan徑向力Fr4

cos

784.16N軸向力Fa4

Ft4

tan2046.73tan1811'42''672.73N5.3.3軸的結(jié)構(gòu)設計:5.3.3.1擬定軸上零件的裝配方案ddca

，查表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取

1.5，則轉(zhuǎn)矩Tca

1.5265.3Nm397.95Nm2.按照計算轉(zhuǎn)矩應小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊144頁，選用凸緣聯(lián)軸器GYS6，其公稱轉(zhuǎn)矩為900Nm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度

為84mm,d

45mm3.密封處軸段，根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，以及密封圈的標準（采取氈圈油封）故

取為52mm,由箱體結(jié)構(gòu)和軸承段、端蓋裝配關(guān)系等確定，4.滾動軸承處段，d

取為55mm,軸承型號為7311AC，-19-F5.過渡軸段，考慮擋油環(huán)的軸向定位，故取d

為65mm,由裝配關(guān)系，箱體6.軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求取d

為75mmb

按照要求取為12mm7.低速級大齒輪軸段，按與齒輪的裝配關(guān)系定d

為57mmb

為83mm.8.滾動軸承段同3相同，d

為55mmb

。5.3.4求軸上的載荷:F

Fr4

lF ll

F

Fr4

F

784.16132.11616.05NF 21316.38Nll F1

F

F

730.35N

F

616.050.150592.72Nm

aH

F

l

1316.3883.5109.92NmMM2M2 92.722109.922143.80Nma av aH6．軸的轉(zhuǎn)矩T265.2Nm從圖中可以看出，低速的齒輪中心線處最危險，其當量彎矩為0.6MM2(T)2143.802(0.6265.2)2214.47N.me a軸的材料為45號鋼，調(diào)治質(zhì)處理。由表14-1查得B650MPa由表14-3查得1b60MPa則-20-

0.160

故d1.0532.9434.59mm57mm所以低速軸安全合理載荷 F1H73035

F

616.05NFF.

F

132.11NaH Ma143.80Nm T265.2Nm-21-dd1h1[低速軸轉(zhuǎn)矩T265.2Nm

p

4265200

26.19mm

l

b26.191440.19mm取L63mm4265200 ]

l

b18.611634.61mm取L

與聯(lián)軸器聯(lián)接處鍵為鍵A1463bhL14mm9mm63mm與齒輪接處鍵為鍵A1663bhL16mm10mm63mm6.1.1低速軸鍵校核：鍵工作長度l1

b631449mm 631647mm。

d1hl1

53.45MPa[ 39.60MPa[571047

中間軸轉(zhuǎn)矩T108.7Nm查表10-10查得許用應力

=100～120MPa，取

=100MPa，p -22-l

4108700

Llb14.691024.69mm與小齒輪聯(lián)接處鍵為鍵A1070bhL10mm8mm70mm與大齒輪聯(lián)接處鍵為鍵A1036bhL10mm8mm36mm鍵工作長度l1

b701060mmb361026mm

p

41087004108700

24.48MPa[]56.50MPa[]中間軸轉(zhuǎn)矩T31.8Nm查表10-10查得許用應力

=100～120Mpa，取

=100Mpa，p l dh[p] 257100Llb7.27815.27mm鍵工作長度lLb32824mm。得

25724

30.29MPa[

-23-7.1低速軸軸承取7311AC 25d55mm B29mm 1計算軸承載荷、內(nèi)部軸向力Fr1

F2

F21H

616.052730.352979.81NFr2 F2

F2

132.1121316.3821323.99NF

0.68Fr1

0.68979.81666.27NF

0.68Fr2

0.681323.99900.31NF673.24Naa

F

673.24900.311573.55NFa1

F

Faa2

900.31NFa1Fr1

1573.55979.81

1.61e

Fa2Fr2

900.311323.99

0.68e

1

0.411

0.87

2

12

0P

1Fr11Fa1

0.41979.810.871573.551770.71NP

2Fr2

Y2Fa2

11323.990900.311323.99N3.計算軸承壽命為h

P

受中等沖擊載荷查表16-9得fp1.1，3工作溫度正常查表16-8得ft1 236585840hh14.查得：軸承徑向基本額定動載荷C

67200Nr-24-

106( r) fpP 167200106.55601.11770.71

)364206h7.2中間軸軸承取7307AC 25d35mm D80mm B21mm 1計算軸承載荷、內(nèi)部軸向力Fr1

F2

F21H

4.1220.32220.73NFr2 F2

F2 F

0.68Fr1

0.6820.7314.10NF

0.68Fr2

0.681179.52802.07NF375.7Naa

F

375.714.10389.8NFa1

F

Fa

426.37Na2

Fs2

Fa1Fr1

426.3720.73

20.57e

Fa2Fr2

802.071179.52

0.68e

1

0.411

0.87

2

12

0P

1Fr11Fa1

0.4120.730.87426.37379.44NP

2Fr2

Y2Fa2

11179.520802.071179.52N3.計算軸承壽命為

受中等沖擊載荷查表16-9得fp1.1，3工作溫度正常查表16-8得ft1-25-h1

236585840h4.查得：軸承徑向基本額定動載荷Cr32800N

106( r) fpP 132800270.66601.11179.52

)3994837h7.3高速軸軸承取7307AC 25d35mm D80mm B21mm 1計算軸承載荷、內(nèi)部軸向力Fr1

F2

F21H

F1F

248.242769.532238.341046.92NFr2 F2

F2

F2F

165.142307.342808.341157.24NF

0.68Fr1

0.681046.92711.91NF

0.68Fr2

0.681157.24286.92NF360.98Naa

F

360.98711.911072.89NFa2

F

Fa

a1

Fs1

711.91NFa1Fr1

711.911046.92

0.68e