減速齒輪箱設(shè)計(jì)計(jì)算

目 錄一、傳動(dòng)裝配的總體設(shè)計(jì)\l“_TOC_250001“電機(jī)的選擇 1求傳動(dòng)比 2計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩 2二、齒輪的設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) 3齒輪的主要參數(shù) 3確定中心距 4齒輪彎曲強(qiáng)度的校核 5齒輪的構(gòu)造設(shè)計(jì) 7三、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算軸的材料的選擇和最小直徑的初定 8\l“_TOC_250000“軸的構(gòu)造設(shè)計(jì) 8軸的強(qiáng)度校核 10四、滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算滾動(dòng)軸承的選擇 14滾動(dòng)軸承的校核 14五、鍵連接的選擇與計(jì)算鍵連接的選擇 15鍵的校核 15六、聯(lián)軸器的選擇6.1聯(lián)軸器的選擇 166.2聯(lián)軸器的校核 16七、潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑油型號(hào)及密封方式的選擇7.1潤(rùn)滑方式的選擇 167.2密封方式的選擇 17八、箱體及附件的構(gòu)造設(shè)計(jì)和選擇箱體的構(gòu)造尺寸 17附件的選擇 18九、設(shè)計(jì)小結(jié) 19十、參考資料 20機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書條件：項(xiàng)項(xiàng)目F〔N〕運(yùn)輸帶速v〔m/s〕D(mm)參數(shù)48002.5210結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖傳動(dòng)裝配的總體設(shè)計(jì)電機(jī)的選擇類型：Y系列三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)功率的選擇假設(shè)：p—工作機(jī)所需功率,kw;wp —電動(dòng)機(jī)的額定功率,kw；ep—電動(dòng)機(jī)所需功率kw；d電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總效率為 、

、、

分別為彈性連軸器、1 2 3 4閉式齒輪傳動(dòng)〔8級(jí)〕、滾動(dòng)軸承和共同的效率。則：p w

FV 48002.512Kw1000 1000p pd e

p/w3 2 軸承齒輪聯(lián)軸器卷筒查表可得：軸承

齒輪

聯(lián)軸器

卷筒

0.96所以：3 2

0.99*0.97*0.992*0.960.89軸承齒輪聯(lián)軸器卷筒p pd e

p /12/0.8913.48Kww電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇以及型號(hào)確實(shí)定方案號(hào)1

號(hào)Y180L-6

額定功率 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 總傳動(dòng)比〔kw〕 〔r/min〕 〔r/min〕15 1000 970 4.26n 601000v

6010002.5227.48r/minw D 3.14210n 970i m 4.261 n 227.48w3-5右，所以應(yīng)按方案二選擇電動(dòng)機(jī)。查表可得：外伸軸長(zhǎng)度80mm,直徑38mm，額定功率和滿載轉(zhuǎn)速見(jiàn)上表。求傳動(dòng)比n 601000v6010002.5227.48r/minw D 3.14210n 970mi n 970mi nw齒227.48計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速n、功率p、轉(zhuǎn)矩T各軸的轉(zhuǎn)速nnmn n

970r/min227.48r/min各軸的輸入功率pp13.480.9913.35Kw1 d 1p p13.350.980.9912.95Kw2 12 3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩T95501

13.35pn19550970 131.44Nmpn1p 12.95T 9550 2 n

9550227.48543.66Nm2齒輪的設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限屈服極限材料牌號(hào)熱處理方法硬 度/Mpa/MpaHBSB C45正 火調(diào) 質(zhì)560580200220169~217229~2864545齒輪的主要參數(shù)由上述硬度可知，該齒輪傳動(dòng)為閉式軟尺面?zhèn)鲃?dòng)，軟尺面硬度<350HBS ，所以齒輪的相關(guān)參數(shù)按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，彎曲強(qiáng)度校核。 HlimZ ZHP S N WHlim式中：Hlim—試驗(yàn)齒輪的接觸疲乏強(qiáng)度極限應(yīng)力；SHlim接觸強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，取SHlim1.5；ZN接觸疲乏強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，取ZN1.02；ZW工作硬化系數(shù)，取ZW。5—29查得：小齒輪Hlim1580Mpa；大齒輪Hlim2560Mpa。HP1

Hlim1Z ZS N

3801.021258.4Mpa1.5所以： Hlim

575HP2

Hlim2Z ZS N Hlim

1.021391.0Mpa1.5z 2KTu1d7543 1HPz

1 u udz式中： —重合度系數(shù)，對(duì)于斜齒輪傳動(dòng) =0.75~0.88，取zK=0.80；Kk=1.3~1.7,因是斜齒輪傳動(dòng)，故k取小K=1.5；d—齒寬系數(shù)，對(duì)于軟尺面〔<350HBS ，齒輪相對(duì)于軸承 對(duì)稱布置時(shí)，d=0.8~1.4,取d=1；3z2KTu13z2KTu11HP1 udd

7543258.43258.40.8521.325.86510.95116.08mm確定中心距dda= 1 2

m v 1 2 m

mZZn 1 22 2Z1—小齒輪的齒數(shù)；Z2—大齒輪的齒數(shù)； —齒輪的螺旋角；

2cosnm —斜齒輪的模數(shù)。nZ1=36，則Z iZ2 1

525125；d螺旋角 ，一般狀況下在8~15，當(dāng)制造精度較高或?qū)φ駝?dòng)、噪音有要求的齒輪，可取 10~20，或者更大值。本設(shè)計(jì)為一般要求，所以初選 16d斜齒輪的模數(shù)m

1cos 59.72cos161.59n Z 361線圓柱齒輪第一系列，取m =2na=

mZn 1

Z 2361542 197.65mm2cos 2cos16a=200mm,cos

mZn 1

Z 2.2251252 0.975所以

2a 21401811”41””，符合其條件10~20。齒輪彎曲疲乏強(qiáng)度的校核m FliYmFP S

STYYN XY式中：

FminY—試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，取ST

=2； 220Mpa、 200Mpa；Flim1 Flim2SFmi

S

=1.3；nNNY —彎曲疲乏強(qiáng)度壽命系數(shù)，取YnNN

=1；X Y —彎曲疲乏強(qiáng)度的計(jì)算尺寸系數(shù)，取X F

2202所以：

lim1STYYS N XFmin

1.3

11580Mpa又由于

FP2

YFlim2 STYYS N XFmin

200211307.69Mpa1.3 1Y YY

2000KT1F bm2Zn 1

FS

bm2Zn

FS FpY式中： FS—外齒輪的符合齒形系數(shù)；Y —〔〕36Zv1cos342154Z v2 cos3

1805—25YFS

4.03、Y1FS21

3.94

3.211cos1.88

1 Z2Z+Z1.76b mZ

236 d2 d 1

n dcos

75.80bb

(5~10)845—40可得，螺旋角系數(shù)Y

0.58。

2000KT1Y YF1 bm2Zn 1

FS120001.5131.44842236

4.030.5876.20Mpa

FP12000KT 2Y YF2 bm2Zn 2

220001.5543.66 7622154

3.940.5879.61Mpa

FP2綜上所述，兩齒輪符合強(qiáng)度條件。齒輪構(gòu)造設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪分度圓直徑d

n

236 75.80mmmZ1 cos mZd

nZ2 2154 324.21mmm2 cos m齒輪寬度按強(qiáng)度計(jì)算要求，取齒寬系數(shù)d=1，則齒輪的寬度為b 2

d 76mmd 1圓整后小齒輪的寬度為b1

84mm，大齒輪的寬度為b 76mm2齒輪的圓周速度dnv 11

3.85 10m/滿足精度要1 601000求〕

601000n螺旋角n螺旋角·齒數(shù)XZcos(1141””)1927”6036154名稱代號(hào)小齒輪大齒輪中心距amm200傳動(dòng)比i4.26模數(shù)mmm2徑徑徑齒寬dmm75.80324.21dda mm79.80328.21dfmm70.80319.21bmm8476軸的設(shè)計(jì)計(jì)算軸的材料選擇和最小直徑估算軸的材料選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。高速軸和低速軸直徑初算直徑時(shí)，假設(shè)最小直徑段開(kāi)于鍵槽，應(yīng)考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的影d5%~7%，兩個(gè)鍵槽時(shí)，d1

110C2

110。313.359703Pn313.359703Pn1111所以d C11

1.05110 1.0526.36mmd C2 2

1.05110

1.0542.32mmP3n2212.953227.48結(jié)合電動(dòng)機(jī)的外伸直徑d=48mm，初P3n2212.953227.4884

所以初確定dd

48mm84GB5843 8,6 184軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)高速軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)3Pn3Pn11313.35970d C1 1

1.05110

1.0526.36mm結(jié)合電動(dòng)機(jī)的外伸直徑d=48mm，初選LT6聯(lián)軸器

GB5843 8684所以d1

48mm；d253mm；d 55mm3由此直徑確定軸承，選擇深溝球軸承6207GB/T2761994,其具體尺寸如下表：根本尺寸/mm/mm荷/knr/mindDB根本尺寸/mm/mm荷/knr/mindDB5510021rsmin1.5damin64Damax91rasCmaxrC0r29.2脂油1.543.2600075004 6d 小齒輪；5d d 55mm。7 3各軸端軸向尺寸的初定l82mm〔82mm〕1l 57m;2l 48mm;3l 12m；4l 70m〔50mm〕5l 8mm；6l 21mm。7低速軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)3Pn3Pn11313.35970d C1 1

1.05110 1.0526.36mm結(jié)合電動(dòng)機(jī)的外伸直徑d=48mm，初選LT8聯(lián)軸器

GB5843 8684所以d1

48mm；d d2 1

553mm；d d 255mm；3 2由此直徑確定軸承，選擇深溝球軸承6211GB/T2761994,其具體尺寸如下表：根本尺寸/mm/mm荷/knr/min根本尺寸/mm/mm荷/knr/mindDB5510021rsmin1.5damin69Damax101rasCmaxrC0r32.8脂油1.547.8560070004d 70m；5d 64m；6d d 55mm。7 3各軸段的軸向尺寸確實(shí)定l82mm〔82mm〕1l 57m;2l 48m;3l 71m〔46m〕4l 7m5l 8mm；6l 21mm。7〔低速軸所受轉(zhuǎn)矩大，且兩軸的直徑相差很小，只校核低速軸〕求齒輪上的作用力的大小和方向齒輪上作用力的大小轉(zhuǎn)矩：T2

9550

P2543.66Nmn2d 184.6圓周力：Ft2

T/(2

2)543660/( )3353.75N2 2徑向力：F

F

tann

3353.75tan201285.05Nr2軸向力：Fa2

t2 cos 0.9499Ftan3353.750.32871102.33Nt2齒輪上作用力的方向,方向如以下圖所示：求軸承的支反力水平面上支力F FRA RB

F/23353.75/21676.88Nt2垂直面上支力dF ”(F

52)/(522)RA a2 2 r2(1102.33324.211285.0552)/(522)2798.62NdF ”(F

52)/(522)RB a2 2 r2=(1102.33324.211285.0552)/(522)22083.53Ft2Fa2F52 r2 52Ft2FFFRBRA103.97NmFa2Fr2F’ F’RA RB129.18Nm49.51Nm165.82Nm115.16NmT=543.66Nm2115.16Nm 384.64Nm 327.28Nm畫彎矩圖水平面上的彎矩M 62FC RA

103621676.88103103.97Nm垂直面上的彎矩M ” 62FC1 RA

”10362(798.62)10349.51NmdM ” (52FC2

”103F 2)a2 2[62(798.62)103208.26合成彎矩

324.212

103]129.18NmM2M2MC”2C1(103.97)2(49.51)2(103.97)2(103.97)2(129.18)2

115.16NmM2M2M”2C C2C2畫轉(zhuǎn)矩圖

165.82NmT 543.66Nm2畫當(dāng)量彎矩圖因單向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩，

]1b

/[]0b

650Mpa，查表12-1可得[B

]1b

54Mpa[]0b

93Mpa，

]1b

0b

54/930.58C處的當(dāng)量彎矩：M ” C2M ” C1

M 2(T)M 2(T)2C2 2(165.82)2(0.58543.66)2M 2(T)2C1 2C1

356.26Nm推斷危急剖面并驗(yàn)算強(qiáng)度CMe則

M ”C2

356.26Nm[

]1b

54MpaM e Me M

356.26

13.59Mpa

]54Mpae W 0.13 1〔4

1b剖面D雖僅受彎矩，但其直徑最小，則該剖面為危急面。(T)22M (T)22D 2

0.58543.66315.32NmM DMD M

76.135

28.51Mpa

]54Mpae W 0.13 1

1b所以軸的強(qiáng)度足夠。滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算滾動(dòng)軸承的選擇低速軸和高速軸的軸承段的直徑d=48,d=48 選用軸承初選深1 2溝球軸承6207GB/T27619946208GB/T2761994,滾動(dòng)軸承的校核所以只需校核高速軸的深溝球軸承。FAFR2FFR2R1由前面的計(jì)算可得F 2F F 2F ”2RA RA(1676.88)2(798.62)2R1F 2F 2F ”2RB RBR2

816.07N(1676.88)2(1676.88)2(2083.53)2軸向力：F FA a2

1102.33Nn227.48r/min求當(dāng)量動(dòng)載荷22FA1

FAp f2 p

(XF

YFA2

，14-12fp

1.2，查有關(guān)軸承手冊(cè)可得6307軸承C 25103N。0r軸2：F /CA1 0r

1102.33/25103

0.0441 e0.24，可計(jì)算出F /FA1 R1

0.303 e，X0.56,Y1.8Pf2 p

(XF

YFA

)1.2(0.562674.511.81102.33)4178.30N1：P1

fFp

1.21857.342228.81N因P P，故僅計(jì)算軸承2的壽命即可2 1求軸承壽命球軸承=3、Cr106 C

33.5103N則106 33.5103L 2h1 60n P2

〔 60227.48 4178.30

37760.79h8365天，則LL L

37760.79

12.9年〔滿足年限要求〕Y 8365 8365鍵連接的選擇與計(jì)算鍵連接的選擇選擇一般平鍵，軸軸代號(hào)公稱直公稱尺寸徑〔mm〕bh(mmmm)11474GB/T1096-20031864GB/T1096-200344~5014×9長(zhǎng)度L(mm)74深度〔mm〕5.0258~6518×11645.0鍵連接的校核6-2p100Mpa，由于低速只需校核短鍵，所以只需校核鍵1864T1096-2003齒輪軸段的直徑d64mm；鍵的長(zhǎng)度lLb641846mm；鍵的接觸高度k0.5h0.5115.5mm；鍵轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩T2

543.66Nm則：

2T1032

2543.66103

74.9Mpa

100Mpap kld 5.54664 p所以鍵連接符合強(qiáng)度要求聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇結(jié)合電動(dòng)機(jī)的外伸直徑d=48mm，高速軸和低速軸的最小直徑，初選LT8聯(lián)軸器。J4884J4884

GB584386聯(lián)軸器的校核由于低速軸所受的轉(zhuǎn)矩較大，只校核低速軸T2

606.75Nm，考慮到轉(zhuǎn)KA

1.3。

KT

1.3543.66706.758T

25Nm〔聯(lián)軸器符合其aac A2a強(qiáng)度要求〕潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑油牌號(hào)及密封方式的選擇潤(rùn)滑方式的選擇當(dāng)潤(rùn)滑方式有兩種：當(dāng)

2~3m/s時(shí)，承受油潤(rùn)滑；2m/s時(shí)，承受指潤(rùn)滑.dnv 1

3.1475.8970

3.852m/s1 601000 601000dnv

3.14324.21227.483.852m/s2 601000 601000所以小齒輪大齒輪均承受油潤(rùn)滑。密封方式的選擇一般選用接觸式密封，半粗羊毛氈墊圈。箱體及附件的構(gòu)造設(shè)計(jì)和選擇箱體的構(gòu)造尺寸名稱符號(hào)名稱符號(hào)箱座〔體〕壁厚齒輪減速器8箱蓋壁厚18箱座、箱蓋、箱底座凸緣的厚度b,b,b1 2b1.512,b1.512,b2.5=201 1 2箱座、箱蓋的肋厚m,m120m8,m=81軸承旁凸臺(tái)的高度和半徑h,R1H由構(gòu)造要求來(lái)確定軸承座的外徑D2凸緣式：140D=D+5d=1252 3d直徑與數(shù)目fn器a~200df16釘通孔直徑d‘f20沉頭座直徑D045C1min,25底座凸緣直徑C2min,23軸承旁連接螺栓直徑軸承旁連接螺栓直徑d1d0.75d 121 f箱座、箱蓋連接螺栓直徑