二圓錐圓柱齒輪減速器課程方案說明書

個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用機(jī)械設(shè) 計(jì)——減速器課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：展開式二級(jí)圓錐 -圓柱齒輪減速器院系：機(jī)電學(xué)院機(jī)械工程系班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)時(shí)間：1/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用CONTENTS 3 4 4 6 7 8 13 13 15 18 22 25 26 27 29 302/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用介紹運(yùn)輸機(jī)相關(guān)參數(shù)和工一，設(shè)計(jì)任務(wù)書 作條件設(shè)計(jì)題目：鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的專用傳動(dòng)裝置原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸連牽引力 F=6kN； 運(yùn)勢(shì)練速度v=0.8m/s,運(yùn)輸連輪節(jié)圓直徑 D=518mm。 輸送機(jī)效率 ；輸送帶速度允許誤差為工作條件：室內(nèi)，灰塵較多；動(dòng)力來源：電力，三相交流，電壓 380V；檢修間隔期：三年一次大修，二年一次中修，半年一次小修；制造條件及生產(chǎn)批量 ：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。傳動(dòng)方案：二級(jí)展開式圓錐-圓柱齒輪減速器3/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用二，總體方案分析本題方案有兩個(gè)傳動(dòng)部分組成，即鏈傳動(dòng)與減速器齒輪傳動(dòng)。由于減速器工作環(huán)境比較惡劣，而且要求平穩(wěn)高效率的傳動(dòng)，故選用鏈傳動(dòng)，一是可以更好的在惡劣的環(huán)境中工作 <如高溫和潮濕的環(huán)境），還可以保證準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)和高效率的傳動(dòng)。而且，鏈傳動(dòng)的整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)較為緊湊。減速器部分是本次課題的重點(diǎn)設(shè)計(jì)部分，本課題中的減速器是展開式圓錐-圓柱齒輪減速器。展開式的減速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪的位置不對(duì)稱。高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端?？墒馆S在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭矩變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形部分相互抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。

介紹展開式二級(jí)減速器的特點(diǎn)根據(jù)情況選擇Y系列全封閉自扇冷式籠形三相異步電動(dòng)機(jī)。工作機(jī)所需功率總效率電動(dòng)機(jī)效率三，電動(dòng)機(jī)的選擇1，電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)的選擇因?yàn)楸緜鲃?dòng)的工作狀況是：兩班制，工作環(huán)境較惡劣，380v交流電，選用Y系列全封閉自扇冷式籠形三相異步電動(dòng)機(jī)。2，電動(dòng)機(jī)的容量1）工作機(jī)所需功率根據(jù)公式 ,F為運(yùn)輸牽引力，V為運(yùn)輸鏈速度。由此得出：4/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用2）計(jì)算傳動(dòng)裝置總效率由于動(dòng)力經(jīng)過一個(gè)傳動(dòng)副或者運(yùn)動(dòng)副就會(huì)發(fā)生一次損失，故多級(jí)串聯(lián)總效率本題中： ————鏈傳動(dòng)效率 =0.96————一對(duì)滾動(dòng)軸承的效率，本題中一共 3對(duì)滾動(dòng)軸承，=0.99————圓柱齒輪的傳遞效率， =0.98————圓錐齒輪的傳遞效率， =0.98————聯(lián)軸器效率， =0.98————運(yùn)輸機(jī)效率， =0.96所以電動(dòng)機(jī)效率5/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用3）運(yùn)輸機(jī)的轉(zhuǎn)速選擇Y132M2-6確定傳動(dòng)比方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比1Y112M2-6144019.962Y132M2-696039.6633Y132S-4144059.494比較三個(gè)方案，選擇方案 2比較合適。所選電機(jī)的基本參數(shù)如下：Y132M2-6額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速電壓電流功率因數(shù)P05.51000960380V12.6A0.78質(zhì)量總傳動(dòng)比滿載扭矩電動(dòng)機(jī)外電動(dòng)機(jī)外電動(dòng)機(jī)中伸軸直徑伸軸長(zhǎng)度心高HDE84kg21.522.038mm80mm132mm四，傳動(dòng)比的分配總傳動(dòng)比的分配鏈傳動(dòng) ，減速器傳動(dòng)比考慮到兩級(jí)齒輪潤(rùn)滑問題，兩級(jí)大齒輪應(yīng)有相近的浸油深度。兩級(jí)齒輪減速器高速級(jí)傳動(dòng)比 與低速級(jí)傳動(dòng)比 的比值取為 1.3，即。則 ；6/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用五，傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1，各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算2，各軸輸入功率3，各軸輸入轉(zhuǎn)矩7/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用六，高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)1，選定高速級(jí)齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)按傳動(dòng)方案選用直齒圓錐齒輪傳動(dòng)。輸送機(jī)為一般工作機(jī)械，速度不高，故選用 8級(jí)精度。材料選擇 引用教材表10-1選擇小齒輪45鋼，調(diào)制處理，平均硬度為235HBS。大齒輪材料為45鋼，正火，硬度為 190HBS，二者硬度差為 45HBS。選小齒輪齒數(shù) z1=24,則 ，取 。齒數(shù)2，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，一般取 =1/3教材表10-6查的材料的彈性影響系數(shù)已經(jīng)算出 ；u=4.042查表得8/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用5）查表得 ， ，取S=1計(jì)算則所以，模數(shù) ，取標(biāo)準(zhǔn)m=3mm。大端分度圓直徑齒輪相關(guān)參數(shù)：1）取 Z1=22，則 ； ，取 ，2）節(jié)錐頂鉅：3）4）大端齒頂圓直徑：小齒輪： mm大齒輪：5）齒寬取3，按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算1>已得出 ； ； ；2>查表10-5得3）查圖10-20c得根據(jù)公式 ，查的 ,計(jì)算9/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用4計(jì)算大小齒輪 的并加以比較大齒輪的數(shù)值大1）計(jì)算<按大齒輪計(jì)算）：與之前計(jì)算得m值一致，則齒輪參數(shù)如下：1）Z1=22，則 ； ，取，2）節(jié)錐頂鉅：10/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用3）4）大端齒頂圓直徑：小齒輪： mm大齒輪：5）齒寬取6）平均分度圓直徑7）當(dāng)量分度圓半徑8>當(dāng)量齒數(shù)Zv9>當(dāng)量齒輪的齒數(shù)比10>平均模數(shù)11/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的尺寸如下：名稱計(jì)算公式結(jié)果模數(shù)M齒數(shù)分度圓直徑mmmm齒頂圓直徑mm齒寬節(jié)錐頂鉅137.408mm平均分度圓直徑當(dāng)量分度圓半徑當(dāng)量齒數(shù)Zv當(dāng)量齒輪的齒數(shù)比平均模數(shù)2.55七，低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)12/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)與高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)是一樣的，其中包括齒面解除疲勞強(qiáng)度計(jì)算、齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算和校核。計(jì)算過程省略，得一下數(shù)據(jù)：名稱計(jì)算公式結(jié)果法面模數(shù)3.0mm法面壓力角齒數(shù)3197傳動(dòng)比3.102分度圓直徑93mm291mm齒頂圓直徑99mm297mm中心矩192mm齒根圓直徑齒寬 B八，鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)傳動(dòng)比 主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速虛擬電動(dòng)機(jī)額定功率(1>輪齒取 ，則 ,取2）計(jì)算功率查表9-6，查圖9-13， 單排鏈13/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用3）鏈條型號(hào)和節(jié)距由 和n查表選型號(hào)32A，查表9-1，p=50.8mm4)連接和中心矩初選取取查表9-7最大中心矩14/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用5）鏈速v和潤(rùn)滑方式查圖9-14采用地油潤(rùn)滑6）壓軸力有效圓周力水平布置九，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)<一）軸的材料選擇和最小直徑估算根據(jù)工作條件，初選軸的材料為 45鋼，調(diào)制處理。按扭矩強(qiáng)度法進(jìn)行最小直徑估算，即： 。除算軸徑時(shí)，若最小直徑軸段開有鍵槽，還要考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的影響。當(dāng)該軸段截面上有一個(gè)鍵槽時(shí)，d增大5%~7%，兩個(gè)鍵槽增大 10%~15%， 值查表可知，對(duì)于45鋼 為103~126.確定高速軸 ，中間軸 ,低速軸 。15/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用高速軸： ，最小直徑處要安裝一鍵槽來連接聯(lián)軸器 ，取中間軸： ，取低速軸：最小直徑處安裝一鍵槽來連接鏈取<二）減速器的裝配草圖設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件的結(jié)構(gòu)、定位、裝配關(guān)系、軸向?qū)挾燃傲慵g的相對(duì)位置等要求，初步設(shè)計(jì)減速器草圖。草圖相見 附圖<三）減速器軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1，高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）各軸段直徑的確定：最小直徑，安裝聯(lián)軸器。 =：密封處軸段，采用氈圈密封，取標(biāo)準(zhǔn)值 =30mm：滾動(dòng)軸承處， =35mm：軸肩處， =40mm：滾動(dòng)軸承處， =35mm：最小直徑安裝高速級(jí)齒輪， =25mm

最小直徑估算高 速 軸 ：=30mm=35mm=40mm=35mm=25mm=60mm=52mm=20mm=50mm=20mm=60mm中間軸：=45mm=50mm=40mm(2)各軸段的長(zhǎng)度確定=30mm：由聯(lián)軸器的寬度決定，選擇具有彈性元件的撓性聯(lián)軸器 HL2 ，Y=40mm型，軸空長(zhǎng)度為 52mm，d=25mm， =60mm16/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用：由箱體，軸承端蓋，裝配關(guān)系確定， =52mm =36mm：由滾動(dòng)軸承，裝配關(guān)系確定 =96mm選擇軸承參數(shù) =30mm=20mm：由兩軸承距離確定=50mm：同 ，取20mm：由端蓋，圓錐齒輪確定 =60mm2，中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）各軸段直徑的確定：安裝圓錐滾子軸承 30207，：安裝高速圓錐齒輪， =45mm：軸肩， =50mm：安裝圓柱齒輪， =40mm：安裝軸承， =（2）各軸段的長(zhǎng)度的確定：由軸承，擋油環(huán)，裝配關(guān)系確定， =30mm：由高速圓錐齒輪確定， B=42mm， =40mm：由軸肩，小圓錐齒輪半徑確定， ， =36mm：由圓柱齒輪確定， =96mm：由軸承，擋油環(huán)確定， =30mm17/29個(gè)人資料整理3，低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)<1）各軸段直徑的確定：安裝軸承 =：安裝低速大齒輪， =55mm：定位軸肩， =61mm：安裝軸承， =50mm<2）各軸段長(zhǎng)度的確定：由軸承，擋油環(huán)，裝配關(guān)系確定， =35mm：由低速大齒輪寬度確定， B=93mm, =91mm：軸肩定位， =10mm++-10=96mm十，減速器軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 <以中間軸齒輪軸為例）1，力學(xué)模型建立軸的力學(xué)模型圖2，計(jì)算軸上作用力

僅限學(xué)習(xí)使用低速軸:==55mm=61mm=50mm=35mm=91mm=10mm=96mm左圖為軸的力學(xué)模型圖軸上作用力：齒輪2齒輪3左圖為垂直面支反力圖18/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用齒輪2<高速圓錐大齒輪）齒輪3<低速小齒輪）3，計(jì)算軸上軸承支反力<1）垂直面支反力19/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用左圖為水平支反力圖2，水平支反力總支反力：（3）總支反力點(diǎn)總支反力：點(diǎn)總支反力20/294，繪制轉(zhuǎn)矩、彎矩圖<1）垂直彎矩圖處彎矩：處彎矩：2）水平面彎矩圖處彎矩：處彎矩：處合成彎矩：

個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用左圖為垂直彎矩圖左圖為水平彎矩圖左圖為合成彎矩圖軸承選擇為30207=1405.6NP=P=3）合成彎矩圖：C處合成 滿足要求彎矩：21/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用十一，滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算軸承校核方法均一致，在此次課題中中間軸最為危險(xiǎn)，所以以中間軸為例來校核。（一）軸承選擇軸承類型：圓錐滾子軸承軸承代號(hào)：30207軸承參數(shù)：基本額定動(dòng)載荷：54.2KN基本額定靜載荷：63.5KN極限轉(zhuǎn)速：5300R/MIN潤(rùn)滑方式：脂潤(rùn)滑<二）設(shè)計(jì)校核查表得此軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷：當(dāng)A/ReP=R當(dāng)A/R>e派生軸向力為：對(duì)于此軸承 e=0.37 Y=1.6軸承為正裝，簡(jiǎn)圖如下：22/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用軸承2被壓緊，產(chǎn)生一個(gè)附加軸向力根據(jù)得=1405.6N分別對(duì)兩軸承校核軸承1：所以P=軸承2：所以：P=可見，軸承2承受的當(dāng)量動(dòng)載荷更大，故以軸承2為校核對(duì)象預(yù)期壽命：實(shí)際壽命：查表13-5當(dāng)A/R e時(shí)，X=1,Y=0查表13-6當(dāng)量動(dòng)載荷：故中間軸符合設(shè)計(jì)要求。23/29個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用選擇型號(hào)：HL2Y型十二，鍵連接的選擇及校核計(jì)算軸孔長(zhǎng)度為52mmd=25mm（一）高速軸外伸連接聯(lián)軸器軸段鍵的設(shè)計(jì)故選擇普通平鍵A型L=40mmK=0.5h=3.5mm查表得所以強(qiáng)度合格。（二）高速軸連接高速級(jí)圓錐小齒輪軸段鍵的設(shè)計(jì)故選擇普通平鍵 A型L=48mm K=0.5h=3.5mm強(qiáng)度合格。（三）中間軸圓錐齒輪軸段鍵的設(shè)計(jì)故選擇普通平鍵A型L=30mm K=0.5h=4.5mm故采用兩個(gè)鍵成 180°布置，131/1.5=87.6強(qiáng)度合格。5)中間軸圓柱齒輪軸段鍵的設(shè)計(jì)故選擇普通平鍵 A型 L=80mmK=4mm強(qiáng)度合格。6)低速軸上圓柱齒輪軸段鍵的設(shè)計(jì)故選擇普通平鍵 A型24/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用L=80mmK=5mm強(qiáng)度合格。十三，聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器連接高速軸和電動(dòng)機(jī)，故應(yīng)該選擇具有彈性元件的撓性聯(lián)軸器選擇型號(hào)：HL2Y型 軸孔長(zhǎng)度為52mm d=25mm25/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用十四，箱體的設(shè)計(jì)①箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸如下表所列：名稱符號(hào)結(jié)構(gòu)尺寸箱座壁厚10箱蓋壁厚8箱座凸緣厚度b15箱蓋凸緣厚度12箱座底凸緣厚度p25箱座上的肋厚m8.5箱蓋上的肋厚6.8地腳螺栓直徑15地腳螺栓數(shù)目n4地螺栓直徑M20腳螺栓通孔直徑25螺螺栓沉頭座直徑48栓地腳凸緣尺寸L130L225軸承旁連接螺栓直徑11.25軸螺栓直徑M10承螺栓通孔直徑11旁螺栓沉頭座直徑24螺剖分面凸緣尺寸18栓14上下箱連接螺栓直徑7.5上螺栓直徑M12下螺栓通孔直徑13.5箱螺栓沉頭座直徑26剖分面凸緣尺寸2026/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用螺16栓定位銷孔直徑5.25軸承旁連接螺栓距離S120軸承旁凸臺(tái)半徑14軸承旁凸臺(tái)高度h160大齒輪頂圓與箱體內(nèi)壁15距離軸承座與渦輪外圓間距12離箱體外壁至軸承座端面K32距離剖分面至底面高度H150②箱體的密封：為了保證箱蓋與箱座結(jié)合面的密封，對(duì)接合面的幾何精度和表面粗糙度要精刨到表面粗糙度值小于，重要的需刮研，為了提高結(jié)合面的密封性，在箱座連接凸緣上面可銑出回油溝，使?jié)B向結(jié)合面的潤(rùn)滑油流回油池。③ 箱體結(jié)構(gòu)的工藝性：箱體結(jié)構(gòu)工藝性對(duì)箱體制造質(zhì)量，成本，檢修維護(hù)有直接影響，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重視。7）鑄造工藝性：為保證液態(tài)金屬流動(dòng)通暢，鑄件壁厚適當(dāng)取大；為避免縮孔或應(yīng)力裂紋，壁與壁之間采用平緩的過渡結(jié)構(gòu)；為避免金屬積聚，兩壁間避免用銳角連接；為便于起模，鑄件延起模方向有1：10~1：20的斜度；鑄件應(yīng)盡量避免出現(xiàn)狹縫；機(jī)械加工工藝性：在設(shè)計(jì)箱體時(shí)，要注意機(jī)械加工工藝性要求，盡可能減少機(jī)械加工面積和刀具的調(diào)整次數(shù)，加工面和非加工面必須嚴(yán)格區(qū)分開。27/29個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用1，箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要避免不必要的機(jī)械加工。為保證支撐地腳底面寬度 B具有足夠的剛度。這一寬度須滿足減速器安裝是對(duì)支撐面寬度的要求。2，為了保證加工精度和縮短加工時(shí)間，應(yīng)盡量減少機(jī)械加工過程中道具的調(diào)整次數(shù)。3，鑄件箱體的加工面與非加工面應(yīng)嚴(yán)格分開，并且不應(yīng)在同一平面內(nèi)。十五，其他軸系部件的確定（1）軸承端蓋：軸承端蓋用來固定軸承，承受軸向力，以及調(diào)整軸承間隙，軸承蓋有嵌入式和凸緣式兩種，本題選用嵌入式，拆裝定位方便且節(jié)約空間。（2）密封：在輸入和輸出軸向伸處，為防止灰塵，水汽及其他雜質(zhì)侵入軸承，引起軸承急劇磨損和腐蝕，以防止?jié)櫥瑒┩饴?，需在軸承蓋中設(shè)置密封裝置，密封裝置分為接觸式密封和非接觸式密封，本減速器選用油溝密封。（3）視孔和視孔蓋：視孔用于檢查傳動(dòng)件的嚙合情況，潤(rùn)滑狀態(tài)，接觸斑點(diǎn)及齒側(cè)間隙，還可用來注入潤(rùn)滑油，其尺寸應(yīng)足夠大，以便一檢查和手能伸入箱內(nèi)操作。視孔蓋可用軋制鋼板視孔蓋，其結(jié)構(gòu)輕便，上下面無需機(jī)械加工，無論單件或成批生產(chǎn)均常采用。（4）通氣器：通氣器用于通氣，使箱內(nèi)外氣壓一致，