電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式運(yùn)輸減速器設(shè)計(jì)1

安徽理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式運(yùn)輸減速器設(shè)計(jì)摘要減速器是在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)或齒輪-蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，在電機(jī)和皮帶之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和正大轉(zhuǎn)矩來達(dá)到減速目的的傳動(dòng)裝置。本次就是根據(jù)具體的工藝要求，設(shè)計(jì)一個(gè)二級(jí)圓柱型齒輪型減速器。包括電機(jī)的選擇，主體傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要零，部件設(shè)計(jì)，電機(jī)的選擇，并詳細(xì)介紹齒輪和軸的設(shè)計(jì)，包括材料與熱處理，齒輪主要參數(shù)，軸的結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度及剛度的校核等。關(guān)鍵詞：減速器，齒輪，軸，電機(jī)Abstract:Reducerisinsidetheshellwitharigidgeartransmission,wormdriveandgear-wormdrivecomposedofindependentcomponents,anindependentclosedbetweenthemotorandbelttransmissiondevice,usedtoreducespeedandboardtorquecanachievethegoalofreductiongear.Thisisaccordingtothespecifictechnicalrequirements,designasecondarytypecylindricalgearreducer.Includingtheselectionofmotor,thedesignofthemaintransmissionmechanism,mainzero,partsdesign,thechoiceofmotor,andintroducesindetailthedesignofthegearandshaft,includingmaterialandheattreatment,gearmainparameters,thestructureoftheshaft,suchasthestrengthandstiffnessofthe.

Keywords:reducer,gear,shaft,motor目錄TOC\o"1-3"\h\u19586目錄 2188831設(shè)計(jì)任務(wù) 3193681.1設(shè)計(jì)已知條件： 3256461.2材料建議： 3241732傳動(dòng)方案 322832.1傳動(dòng)方案分析 3203982.2電動(dòng)機(jī)的選擇 4130232.3傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 511043V帶設(shè)計(jì) 6313953.1確定V帶型號(hào) 611903.2齒輪的設(shè)計(jì) 8227433.2.1設(shè)計(jì)要求 866623.2.2基本參數(shù)及其核驗(yàn) 881673.3大小齒輪的設(shè)計(jì) 9271154軸的設(shè)計(jì) 1043734.1高速軸設(shè)計(jì) 108654.1.1軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10201734.1.2軸上的載荷 12144734.2中間軸的設(shè)計(jì) 14160054.2.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14116344.2.2軸上的載荷 15160594.3輸出軸的設(shè)計(jì) 1737464.3.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17311864.3.2軸上的載荷 19135725減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸 2194326設(shè)計(jì)總結(jié) 2227153參考文獻(xiàn)： 23電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式運(yùn)輸減速器設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)任務(wù)1.1設(shè)計(jì)已知條件：1輸入功率：P1=4KW；2減速機(jī)輸入軸轉(zhuǎn)速：n1=960r/min；3傳動(dòng)比i=18(減速器內(nèi)傳動(dòng)比)4單項(xiàng)傳動(dòng)，負(fù)載平穩(wěn)，中型機(jī)械5設(shè)計(jì)壽命，10年1.2材料建議：1齒輪，8級(jí)精度，小齒輪40cr鋼，調(diào)質(zhì)齒面硬度250hbs,大齒輪45#鋼，齒面硬度225HBS。2傳動(dòng)軸：選用45#鋼，正火處理，200HBS,?b=590Mpa3電動(dòng)機(jī)，JO2-32-2（舊標(biāo)準(zhǔn)）P=4KW，n=1500r/min2傳動(dòng)方案2.1傳動(dòng)方案分析1組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)，減速器，皮帶輸送機(jī)組成2傳動(dòng)方案按照轉(zhuǎn)速要求，所選電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)功率大，將V帶設(shè)置在高速級(jí)，傳動(dòng)方案如下：外傳動(dòng)為V帶傳動(dòng)減速器為二級(jí)圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu)如圖所示：圖一3傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比其中，為V帶傳動(dòng)比，為電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，為輸入轉(zhuǎn)數(shù)。分配傳動(dòng)比為：，按展開式布置，考慮潤(rùn)滑油條件，為了使兩級(jí)大齒輪直徑相近，可由二級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比分配圖取，則，其中為高轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比，為低轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比。2.2電動(dòng)機(jī)的選擇1電機(jī)功率按照工作要求和條件，選用Y系列三相電機(jī)，查手冊(cè)：—V帶效率，—軸承效率，—每對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)效率，—聯(lián)軸器效率，—輸送機(jī)滾動(dòng)到傳送帶之間的傳動(dòng)效率，傳動(dòng)系統(tǒng)總效率，其中V帶傳送效率V帶到一級(jí)齒輪傳送效率一尺齒輪到二級(jí)齒輪傳送效率二級(jí)齒輪到聯(lián)軸器傳送效率聯(lián)軸器到傳送帶傳送效率因此得到：2電機(jī)轉(zhuǎn)速取V帶傳動(dòng)比i=1.5N電機(jī)=N輸入*i=960*1.5=1440r/min選擇轉(zhuǎn)速為1500r/min,電機(jī)型號(hào)為Y112M-4Y112M-4主要參數(shù)如下：基本參數(shù)機(jī)座號(hào)Y112M中心高112性能參數(shù)額定功率（kw）4安裝尺寸AB軸伸尺寸DE同步轉(zhuǎn)速（r/min）15001901402860滿載轉(zhuǎn)速（r/min）1440平鍵尺寸FG外形尺寸LHDAC/2AD額定轉(zhuǎn)矩（N.m）2.282440026595190質(zhì)量（kg）43表12.3傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1各軸轉(zhuǎn)速將傳動(dòng)專職各軸由高速到低速一次定義為1軸，2軸，3軸其中，，依次為電機(jī)與軸1，軸1與軸2，軸2與軸3之間傳動(dòng)效率。2各軸輸入功率3各軸輸入轉(zhuǎn)矩根據(jù)參數(shù)得出下表：軸號(hào)輸入功率P（KW）輸入轉(zhuǎn)矩T（N.m）轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)軸42.214401軸439.799602軸3.80181.522003軸3.61646.9653連接件傳動(dòng)件一級(jí)齒輪二級(jí)齒輪傳動(dòng)比i4.83.75傳動(dòng)效率0.95040.9504表23V帶設(shè)計(jì)3.1確定V帶型號(hào)由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表13-8得：則根據(jù)，,由圖13-15，選擇A型V帶,取，，查表13-9取，為傳動(dòng)帶滑動(dòng)率。2驗(yàn)算帶速：，帶速在5~25m/s范圍內(nèi)，選擇合適。3確定V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距a；初步選取中心距a：，基準(zhǔn)長(zhǎng)度：，由表13-2，取。由式13-16計(jì)算實(shí)際中心距：。4驗(yàn)算小帶輪包角：由式13-1得：選擇可行。5V帶根數(shù)Z：，由表13-3，表13-5得，，，由表13-2，表13-7得，，帶入得到，取Z=4根。6作用在帶輪軸上的壓力：由表13-1得，，帶入式13-17得單根V帶的初拉力：，作用在軸上的壓力：。3.2齒輪的設(shè)計(jì)3.2.1設(shè)計(jì)要求齒輪，8級(jí)精度，小齒輪40cr鋼，調(diào)質(zhì)齒面硬度250hbs,，。大齒輪45#鋼，齒面硬度225HBS。，，，。；；；。3.2.2基本參數(shù)及其核驗(yàn)1按齒面接觸輕度設(shè)計(jì)：根據(jù)表11-3，表11-4：取載荷系數(shù)K=1.5，ZE=188，取齒輪寬系數(shù)，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，取齒數(shù)則模數(shù)，則取，實(shí)際，，齒寬，，取，中心距2齒輪彎曲強(qiáng)度核驗(yàn)由圖11-9,11-8，取齒形系數(shù)齒輪的圓周速度對(duì)照表11-2，其選擇8級(jí)精度正合適。3.3大小齒輪的設(shè)計(jì)1材料低速級(jí)小齒輪：8級(jí)精度，小齒輪40cr鋼，調(diào)質(zhì)齒面硬度250hbs,，大齒輪45#鋼，齒面硬度225HBS。，，，。3齒面接觸強(qiáng)度：按表11-3,11-4，取載荷系數(shù)K=1.5，ZE=188，取齒寬系數(shù)，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪。。齒數(shù)取，則有。模數(shù)。齒寬，取。取，實(shí)際，。中心距。4齒輪彎曲強(qiáng)度：齒形系數(shù)：齒輪的圓周速度對(duì)照表11-2,8級(jí)精度是合適的。4軸的設(shè)計(jì)4.1高速軸設(shè)計(jì)4.1.1軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1軸上零件裝配方案：材料：45#鋼，正火處理，齒面硬度200HBS擬定裝配方案如圖：3-圖2從左導(dǎo)游一次為軸承，小齒輪1，軸套，軸承，帶輪，將其分為1-11的區(qū)間段2各軸段尺寸表14-2取。根據(jù)式14-2得顯然最小直徑出安裝帶輪，帶輪與軸之間用鍵配合，取為了保證軸端擋圈只壓在帶輪上，不壓在軸的斷面上，故Ⅰ斷長(zhǎng)度應(yīng)比帶輪的寬度略短些，因?yàn)楝F(xiàn)取.帶輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，取，則軸肩出的直徑軸承端蓋的總寬度為20mm,，則。為了使軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑劑，取端蓋的外端面與帶輪右端面的距離。2初步選用深溝球滾軸承，因?yàn)檩S主要受徑向力的作用，一般情況下不收軸向力，所以選擇深溝球滾軸承。由于軸的，故軸承想好為6207，其尺寸為：。所以左軸承的右端采用軸肩定位，所以軸承端面只箱體內(nèi)壁的距離，初步選擇用潤(rùn)滑軸承，取。3取安裝齒輪出的軸端8的直徑，齒輪1與軸的配合采用兩個(gè)鍵來廉潔，齒輪1左端采用軸肩定位，軸肩高度，取，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取，則，齒輪右端采用套筒定位。4因?yàn)楦咚佥S和中間軸，低速軸的長(zhǎng)度要容易，因此，齒輪1的中心線到右邊軸承左端面的距離為73.5mm，齒輪1的中心線到右邊軸承右端面的距離為155.5mm，故5齒輪1的右端采用套筒定位，一直齒輪輪轂的寬度，為了使軸向定位可靠，應(yīng)略短于輪轂的寬度，并且零件外斷面至箱體內(nèi)壁的距離，所以取，3軸上零件的周向定位齒輪1與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接，按照，查《普通平鍵和普通楔鍵的主要尺寸》得，平鍵面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)度55mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合良好的對(duì)中性，選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6總結(jié)軸1各個(gè)分段的直徑與長(zhǎng)度如下：表34明確軸上的圓角和倒角尺寸參考《零件倒角C與圓角半徑R的推薦值》，取軸端倒角為1×45°4.1.2軸上的載荷1根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算見圖，如圖，對(duì)于6207深溝球滾軸承的圖32計(jì)算在軸上的力：根據(jù)之前的計(jì)算，對(duì)于帶輪，作用在軸上的軸壓力對(duì)于小齒輪1，切向力徑向力3校核蓋州和軸承：垂直面的支反力：垂直彎矩：3求水平支撐力：由得出4水平面彎矩圖F在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力F力所產(chǎn)生的彎矩：7合成彎矩：考慮最不利的情況，與疊加危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩從圖可見，m-m處截面最危險(xiǎn)，取折合系數(shù)，其當(dāng)量彎矩為：危險(xiǎn)界面處軸的直徑：因?yàn)椴牧线x擇45#鋼，正火處理，由表14-1得，由表14-3得，許用彎曲應(yīng)力，則又因，大于d，所以軸安全。4.2中間軸的設(shè)計(jì)4.2.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1軸上的零件的裝配方案材料：45#鋼，正火處理，硬度200HBS。擬定方案如圖所示，圖4從左至右一次為軸承，軸套，齒輪2，齒輪3，軸套，軸承。依次分為1-9個(gè)區(qū)間段。2軸的各段尺寸初步估算軸的最小直徑，表14-2取由14-2式得軸的最小直徑為安裝軸承處直徑，取則因?yàn)檩S主要受徑向力的作用，一般情況下，不收軸向力，故選擇收購(gòu)球滾軸承。由于軸的，故軸承的箱號(hào)為6207，其尺寸為所以得。軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離，初步選擇用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑軸承，取。齒輪2的左端，齒輪3的右端，采用套筒定位，取安裝齒輪出的軸端直徑，齒輪2,3與軸的配合采用鍵來連接，兩齒輪中間采用軸肩定位，軸肩高度，取，則軸環(huán)的直徑。因?yàn)楦咚佥S和中速軸，低速軸的長(zhǎng)度要同意，因此，齒輪2的中心線到左邊軸承左軸面的距離為78.5mm，齒輪2的中心線到右邊軸承右端面的距離為150.5mm，齒輪3的中心線到有限軸承右端面的距離為73.5mm，齒輪3的中心線到左邊軸承左端面的距離為155.5mm。一直齒輪輪轂的寬度，為了使軸向定位可靠，應(yīng)略短于輪轂寬度，并且零件外端面只箱體內(nèi)壁的距離，故取。軸上零件的軸向定位：齒輪2.3與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接，按照，查《普通平鍵和普通楔鍵的主要尺寸》得，平鍵鍵面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)分別為55mm,63mm，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為?？偨Y(jié)軸3各個(gè)分段直徑與長(zhǎng)度如下：表4軸上圓角和倒角尺寸參考《零件倒角C與圓角半徑R的推薦值》，取軸端倒角為4.2.2軸上的載荷1根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)介，如圖，對(duì)于6207深溝球滾軸承的。圖52軸上的作用力：對(duì)于齒輪2，,有切向力徑向力對(duì)于齒輪3，，有切向力徑向力3校核該軸和軸承：垂直面的支反力：垂直彎矩水平面的支承力：水平彎矩合成彎矩危險(xiǎn)界面當(dāng)量彎矩由圖可見，m-m,n-n處界面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為：危險(xiǎn)截面處軸的直徑：選材45#鋼，正火處理，由表14-1得，由表14-3得許用彎曲應(yīng)力，則由于，該軸安全。4.3輸出軸的設(shè)計(jì)4.3.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1軸上零件的裝配方案：材料：45#鋼，正火處理，硬度200HBS。裝配方案如圖（軸3）圖6從左往右依次為半聯(lián)軸器，軸承，小齒輪4，軸套，軸承。依次分為1-10個(gè)區(qū)間段。2軸隔斷尺寸確定1）初步估算最小直徑，按表14-2取取由14-2式得軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器出的直徑，聯(lián)軸器與軸的連接采用鍵配合，取，為了保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在端面上，故1段的長(zhǎng)度應(yīng)該比帶輪的寬度略短些，因?yàn)?，現(xiàn)在取聯(lián)軸器的右端采用軸肩定位，軸肩高度，取，則軸肩出的直徑。軸承端蓋的總寬度為20mm為了使軸承端蓋的裝拆便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂，取端蓋的外端面到聯(lián)軸器的距離為30mm，。2初步選擇深溝球滾軸承，因?yàn)檩S主要受徑向力的作用，一般情況下不受軸向力，所以選擇深溝球滾軸承。由于軸的故軸的型號(hào)為6210，癡心系列為02，正常結(jié)構(gòu)，0級(jí)公差，0組游隙，尺寸為則，。左軸承的右端采用軸肩定位，則軸承端面到箱體內(nèi)壁的距離，初步選定用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑軸承，取取安裝齒輪處的軸端8的直徑，齒輪4與軸的配合處采用鍵連接，齒輪4左端采用軸肩定位，軸肩高度，，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)高度，則取，得出，齒輪右端采用套筒定位。因?yàn)榈退纵S和中間軸，高速軸的長(zhǎng)度要同意，因此，齒輪4的中心線到左邊軸承左端面距離為150.5mm，齒輪4的中心線到右邊軸承右端面的距離為78.5mm,所以。齒輪1的右端面采用套筒定位，，一直齒輪輪轂的寬度，為了使軸向定位可靠，應(yīng)略短于輪轂寬度，且零件外單面至箱體內(nèi)壁的距離，所以取，。軸上零件的周向定位齒輪4與軸的周向定位采用鍵聯(lián)接，按照，查《普通平鍵和普通楔鍵的主要尺寸》得，平鍵鍵面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為63mm，聯(lián)軸器與軸的軸向定位采用平鍵聯(lián)接，平鍵鍵面，鍵槽用建材銑刀加工，長(zhǎng)72mm，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合?？偨Y(jié)軸3各個(gè)分段長(zhǎng)度及直徑如下：表5軸上圓角和倒角尺寸才考《零件倒角C與圓角半徑R的推薦值》，取軸端角為。4.3.2軸上的載荷2根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，對(duì)于6210深溝球滾軸承的。圖72作用在軸上的力：對(duì)于齒輪4，d=292mm,有切向力，徑向力，法向力：。3教研該軸和軸承垂直面的支反力：，，垂直彎矩：，水平面的支撐力：由得，。4）水平面彎矩：

，。合成彎矩：考慮最不利的情況，。 危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩：由圖可見，m-m處截面最危險(xiǎn)。其當(dāng)量彎矩為，（取折合系數(shù)），表14-3,得許用彎曲應(yīng)力。危險(xiǎn)截面處軸的直徑：材料選擇45#，正火處理，表14-1得，，表14-3得許用彎曲應(yīng)力，則：，因?yàn)椋?/p>