雙級(jí)展開式斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

齒根彎曲強(qiáng)度足夠。（5）、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒頂圓直徑：齒根圓直徑：大齒輪齒寬：b2=45mm小齒輪齒寬：b1=50mm齒頂圓直徑：da1=49.07mmda2=210.97mm計(jì)算與說明主要結(jié)果高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)結(jié)果： ，，d1=45.07mm,d2=206.97mmda1=49.07mm,da2=210.97mmdf1=40.07mm,df2=201.97mmb1=50mm,b2=45mm,QUOTE,a=126mm。對(duì)于高速軸上的小齒輪1，從鍵槽底面到齒根的距離x過小，故將其做成齒輪軸。齒輪跟軸的材料相同，均采用45鋼調(diào)質(zhì)處理。對(duì)于中間軸上的大齒輪2，因?yàn)閐a2≥200mm，所以做成腹板式結(jié)構(gòu)。低速級(jí)傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算低速級(jí)主動(dòng)輪輸入功率2.028kW，轉(zhuǎn)速129.09r/min，轉(zhuǎn)矩T3=150030N·mm，齒數(shù)比u=i3=3.38，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，每天工作16小時(shí)，預(yù)期壽命8年，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。（1）、選擇齒輪的材料及熱處理方式大小齒輪均采用45鋼表面淬火，齒面硬度40~50HRC，取45HRC。（2）、確定許用應(yīng)力A．確定極限應(yīng)力和許用接觸應(yīng)力σHlim3=600MPa，σHlim4=550MPa許用彎曲應(yīng)力σFlim3=500MPa，σFlim4=380MPaB．計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，確定壽命系數(shù)查圖表得，ZN3=0.95,ZN4=0.99;KN3=0.98，KN4=0.99。C．計(jì)算許用應(yīng)力安全系數(shù)：，故有：齒根圓直徑：df1=40.07mmdf2=201.97mm計(jì)算與說明主要結(jié)果（3）、初步確定齒輪基本參數(shù)和主要尺寸A．選擇齒輪類型初估齒輪圓周速度v<=2.5m/s，選用較平穩(wěn)、噪聲小、承載能力較強(qiáng)的斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。B．初步選用8級(jí)精度C．初選參數(shù)初選：，,Z4=Z3u=343.38≈114.92，，齒寬系數(shù)。D．初步計(jì)算齒輪主要尺寸當(dāng)量齒數(shù)：據(jù)此查得：Ysa3=1.58,Ysa4=1.74;YFa3=2.65,YFa4=2.35;取，；由于載荷平穩(wěn)，取載荷系數(shù)K=1.3，則：（因?yàn)楸却螅陨鲜綄⒋耄┬↓X輪3齒數(shù)：Z3=36大齒輪4齒數(shù)：Z4=125變位系數(shù)：齒寬系數(shù)：計(jì)算與說明主要結(jié)果取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，則中心距圓整后取a=165mm。調(diào)整螺旋角：計(jì)算分度圓直徑：計(jì)算圓周速度：符合估計(jì)值。計(jì)算齒寬：小齒輪：，取大齒輪：;（4）、驗(yàn)算輪齒齒面接觸疲勞強(qiáng)度根據(jù)螺旋角查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù);彈性系數(shù);取重合度系數(shù);螺旋角系數(shù)，則：法面模數(shù)：中心距：a=165mm螺旋角：分度圓直徑：d3=74.2mmd4=257.65mm圓周速度：v=0.5m/s大齒輪4齒寬：b4=70mm小齒輪3齒寬：b3=75mm計(jì)算與說明主要結(jié)果齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。（5）、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒頂圓直徑：齒根圓直徑：高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)結(jié)果： ，d3=74.2mm,d4=257.65mmb3=75mm,b4=70mmda3=78.2mm,da4=261.651mmdf3=69.2mm,df4=252.65mm,QUOTE,a=165mm，v=0.5m/s.對(duì)于中間軸上的小齒輪3，從鍵槽底面到齒根的距離x過小，故將其做成齒輪軸。齒輪跟軸的材料相同，均采用45鋼，齒輪齒面表面淬火，軸經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。對(duì)于低速軸上的大齒輪4，因?yàn)閐a4≥200mm，所以做成腹板式結(jié)構(gòu)。初算軸的直徑及軸結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì) 已知，最小軸徑的初算公式為，軸的材料均選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得其許用應(yīng)力[σ-1]b=60MPa,C=118~107。（1）、高速軸因V帶傳動(dòng)的壓軸力會(huì)對(duì)軸端產(chǎn)生較大的彎矩，所以C應(yīng)取大值，取C=117，則軸端直徑齒頂圓直徑：da3=78.2mmda4=261.651mm齒根圓直徑：df3=69.2mmdf4=252.65mm計(jì)算與說明主要結(jié)果在該軸段與V帶輪相配處開有一個(gè)鍵槽，故應(yīng)將增大5%，得=19.04mm,再根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查標(biāo)準(zhǔn)尺寸，取=20mm。初步設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖2.高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）、中間軸取C=110，則：在該軸段與齒輪相配處開有一個(gè)鍵槽，故應(yīng)將增大5%，得=28.875mm,再根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查標(biāo)準(zhǔn)尺寸，并考慮到滾動(dòng)軸承的選型，取=30mm。初步設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖3.中間軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）、低速軸取C=110，則：在該軸段與聯(lián)軸器相配處開有一個(gè)鍵槽，故應(yīng)將增大5%，得=42.83mm,再根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查標(biāo)準(zhǔn)尺寸，取=45mm。初步設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如下圖所示：高速軸最小軸頸：20mm中間軸最小軸頸：低速軸最小軸頸：=45mm計(jì)算與說明主要結(jié)果圖4.低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初選滾動(dòng)軸承根據(jù)傳動(dòng)特征：載荷平穩(wěn)，中載低速，有軸向和徑向載荷，初選圓錐滾子軸承，選擇型號(hào)結(jié)果如下表所示。表2.軸承代號(hào)及其尺寸性能軸種類軸承代號(hào)dDTBCCr/kNC0r/kN高速軸30206306217.25161441.229.5中間軸30206306217.25161441.229.5低速軸302115510022.75211886.565.5由于三根軸上的齒輪圓周速度均小于2m/s，所以這三對(duì)圓錐滾子軸承均采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。七聯(lián)軸器的選擇及計(jì)算低速軸與工作機(jī)之間的聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩，根據(jù)文獻(xiàn)3表9-1，取工作情況系數(shù)KA=1.5，則：查表，選擇聯(lián)軸器型號(hào)：HL3。其主要尺寸如下表所示：表3.HL3型聯(lián)軸器主動(dòng)端基本尺寸型號(hào)軸孔類型鍵槽類型d1LD2HL3Y型A型45112160滾動(dòng)軸承選型結(jié)果：高速軸：30206中間軸：30206低速軸：30211低速軸與工作機(jī)間聯(lián)軸器:HL3聯(lián)軸器QUOTE計(jì)算與說明主要結(jié)果八鍵連接的選擇及計(jì)算1.大帶輪與高速軸間鍵的設(shè)計(jì)與計(jì)算大帶輪與高速軸連接處軸頸d=20mm,初步選用C型鍵，采用45鋼調(diào)質(zhì)處理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)力[σP]為125~150Mpa，取[σP]=135MPa。查標(biāo)準(zhǔn)得其公稱尺寸：寬度b=6mm，高度h=6mm。該軸段長(zhǎng)度l=20mm，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可取鍵長(zhǎng)L=16mm，高速軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩T2=35.51N·m，由此可得該鍵所受擠壓應(yīng)力為：該鍵滿足強(qiáng)度條件，其設(shè)計(jì)是合理的。中間軸與其上大齒輪間鍵的設(shè)計(jì)與計(jì)算中間軸上大齒輪與中間軸連接處軸頸d=35mm,初步選用A型鍵，采用45鋼調(diào)質(zhì)處理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)力[σP]為125~150Mpa，取[σP]=135MPa。查標(biāo)準(zhǔn)得其公稱尺寸：寬度b=10mm，高度h=8mm。該軸段長(zhǎng)度l=50mm，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可取鍵長(zhǎng)L=45mm。中間軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩T3=150.03N·m，由此可得該鍵所受擠壓應(yīng)力為：故該鍵滿足強(qiáng)度條件，其設(shè)計(jì)是合理的。低速軸與其上大齒輪間鍵的設(shè)計(jì)與計(jì)算低速軸上大齒輪與低速軸連接處軸頸d=58mm,初步選用A型鍵，采用45鋼調(diào)質(zhì)處理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)力[σP]為125~150Mpa，取[σP]=135MPa。查標(biāo)準(zhǔn)得其公稱尺寸：寬度b=16mm，高度h=10mm。該軸段長(zhǎng)度l=70mm，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可取鍵長(zhǎng)L=56mm。低速軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩T4=486.88N·m，由此可得該鍵所受擠壓應(yīng)力為：故該鍵滿足了強(qiáng)度條件，其設(shè)計(jì)是合理的。低速軸與工作機(jī)間鍵的設(shè)計(jì)與計(jì)算工作機(jī)與低速軸連接處軸頸d=45mm,初步選用A型鍵，采用45鋼調(diào)質(zhì)處理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)力[σP]為125~150Mpa，取[σP]=135MPa。查標(biāo)準(zhǔn)得其公稱尺大帶輪與高速軸間鍵：鍵C8Ｘ16GB/T1096中間軸與其上大齒輪間鍵：鍵A10X45GB/T1096低速軸與其上大齒輪間鍵：鍵A16X10GB/T1096計(jì)算與說明主要結(jié)果寸：寬度b=14mm，高度h=9mm。該軸段長(zhǎng)度l=20mm，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可取鍵長(zhǎng)L=16mm。九軸的強(qiáng)度校核計(jì)算1.高速軸（1）、計(jì)算齒輪受力齒輪1的圓周力：齒輪1的徑向力：齒輪1的軸向力：（2）、畫受力簡(jiǎn)圖假定帶輪壓軸力的方向垂直向下，軸的轉(zhuǎn)向向右看為順時(shí)針方向，齒輪嚙合點(diǎn)的位置在上方，對(duì)于零件作用于軸上的分布力或轉(zhuǎn)矩均當(dāng)成集中載荷作用于軸上零件寬度的中點(diǎn)（后面的受力分析均作此假設(shè)），則根據(jù)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析方法可知各分力的方向如圖所示。從而可進(jìn)一步作出其彎矩圖和扭矩圖。低速軸與工作機(jī)間鍵：鍵14X16GB/T1096齒輪1受力：圓周力：徑向力：軸向力：計(jì)算與說明主要結(jié)果圖5.高速軸的受力分析（3）、計(jì)算支反力鉛垂面內(nèi)支反力：水平面內(nèi)支反力：高速軸鉛垂面內(nèi)支反力：計(jì)算與說明主要結(jié)果（4）、計(jì)算軸的彎矩，并畫出彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖A．鉛垂面彎矩齒輪所在截面處彎矩有突變，故：左截面：右截面：支點(diǎn)A處：B．水平面彎矩分別作出鉛垂面和水平面上的彎矩圖，如圖5（c）、（e）所示。C．合成彎矩齒輪所在截面左截面：齒輪所在截面右截面：支點(diǎn)A處：由此作出合成彎矩圖，如圖5（f）所示。畫出扭矩圖，如圖5（g）所示，轉(zhuǎn)矩作用于齒輪所在截面與帶輪所在截面之間的軸段。（5）、計(jì)算當(dāng)量彎矩軸單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，為安全起見，將其轉(zhuǎn)矩看成脈動(dòng)循環(huán)變化，取α=0.6，則：齒輪所在截面左截面：高速軸水平面內(nèi)支反力：計(jì)算與說明主要結(jié)果齒輪所在截面右截面：支點(diǎn)A處：（6）、校核彎、扭合成強(qiáng)度分析可知，齒輪所在截面的右截面支點(diǎn)A處當(dāng)量彎矩最大，屬于危險(xiǎn)截面，此處軸頸d=30mm,其抗彎模量W=0.1d3=（0.1×303）mm3=2700mm3。由此可得，軸上該處所受彎曲應(yīng)力為：顯然，軸的強(qiáng)度非常足夠。從而該軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。十潤(rùn)滑和密封1.齒輪的潤(rùn)滑由于齒輪的圓周速度較小，均小于12m/s，故采用油池浸油潤(rùn)滑。由于低速軸上大齒輪圓周速度較低（<0.5m/s），浸油深度可達(dá)1/6~1/3的齒輪半徑，故主要考慮中間軸上大齒輪的浸油深度。中間軸上大齒輪的齒高較小，故使其浸油深度為10mm。齒輪齒面硬度為280~350HBS，圓周速度小于0.5m/s，查得其潤(rùn)滑油粘度薦用值為266mm2/s(50攝氏度)，由此選擇L-CKC460中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB/T5903-1995）。2.滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑由于齒輪圓周速度小于2m/s，故采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，并在軸承內(nèi)側(cè)安裝鑄造擋油盤以防止箱內(nèi)油進(jìn)入軸承使?jié)櫥♂屃鞒龌蜃冑|(zhì)。在裝配時(shí)將潤(rùn)滑脂填入軸承座內(nèi)，每工作3~6個(gè)月補(bǔ)充一次潤(rùn)滑脂，每過一年，需拆開清洗更換潤(rùn)滑脂。根據(jù)減速器工作要求，選用1號(hào)通用鋰基潤(rùn)滑脂（GB7324-1991）潤(rùn)滑。密封本減速器中的密封只要是指軸承透蓋與軸之間采用氈圈油封，根據(jù)其軸頸分別選用氈圈30JB/ZQ4606和氈圈60JB/ZQ4606。軸承座與軸承蓋間用密封墊圈密封。齒輪油池浸油潤(rùn)滑潤(rùn)滑油型號(hào)：L-CKC460中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB/T5903-1995）滾動(dòng)軸承脂潤(rùn)滑潤(rùn)滑脂型號(hào)：1號(hào)通用鋰基潤(rùn)滑脂（GB7324-1991）十一箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇1.箱體減速器的箱體采用鑄造（HT150）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)。為使機(jī)體有足夠的剛度在機(jī)體加肋?？紤]到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑，密封散熱，采用浸油潤(rùn)滑，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH大于40mm。鑄件壁厚為8，圓角半徑為R=5。機(jī)體外型簡(jiǎn)單，拔模方便。軸承蓋與套杯均選用凸緣式軸承蓋，其具體尺寸（見裝配圖上所示）依結(jié)構(gòu)而定。3.視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到傳動(dòng)零件嚙合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作。根據(jù)減速器中心距選擇其具體尺寸，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M6螺釘緊固（具體結(jié)構(gòu)參考裝配圖）。4.油面指示器選用油標(biāo)尺。油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出。油標(biāo)尺中心線與水平面呈45°或大于45°角，并注意加工游標(biāo)尺凸臺(tái)和安裝游標(biāo)尺時(shí)，不與箱體凸緣或吊鉤相干涉，具體結(jié)構(gòu)見裝配圖。5.通氣孔由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡。本減速器選用通氣罩。6.啟蓋螺釘啟蓋螺釘上的螺紋長(zhǎng)度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋。7.定位銷為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長(zhǎng)度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度。吊鉤在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體.9.油螺塞放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。箱體具體各部分的尺寸大小如表4所示：計(jì)算與說明主要結(jié)果表4.減速器鑄造箱體的結(jié)構(gòu)尺寸箱座壁厚δ8mm箱蓋壁厚δ18mm箱座凸緣壁厚b12mm箱蓋凸緣壁厚b112mm箱座底凸緣壁厚b220mm軸承蓋螺釘直徑8mm窺視孔螺釘直徑6mm定位銷直徑6mm大齒頂圓與箱體內(nèi)壁距離Δ110mm齒輪端面與箱體內(nèi)壁距離Δ210mm箱體外壁至軸承座斷面的距離Δ449mm箱座箱蓋上的肋板厚地腳螺釘直徑與數(shù)目通孔直徑=20mm沉頭座