二級圓柱齒輪減速器設(shè)計說明書

1、機械設(shè)計（論文）說明書 題 目： 系 別： 專 業(yè)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 職 稱：2014年12月6日目錄課程設(shè)計任務(wù)書1一、傳動方案的擬定及電動機的選擇3二、V帶選擇 4三高速級齒輪傳動設(shè)計6四、軸的設(shè)計計算 10五、滾動軸承的選擇及計算13六、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算14七、聯(lián)軸器的選擇15八、減速器附件的選擇15九、潤滑與密封16十、減速器及其附件的設(shè)計16十一、潤滑與密封設(shè)計17十二、設(shè)計小結(jié)18十三、參考資料目錄19 課程設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計課題：設(shè)計一用于帶式運輸機上的兩級展開式圓柱齒輪減速器.運輸機連續(xù)單向運轉(zhuǎn),載荷變化不大,空載起動,卷筒效率為0.96(包括其支承軸承效

2、率的損失),減速器小批量生產(chǎn),使用期限10年(250天/年),2班制工作,運輸容許速度誤差為5%,車間有三相交流,電壓380/220V，環(huán)境最高溫度35C0。設(shè)計題目：帶式運輸機用展開式二級圓柱齒輪減速器設(shè)計。設(shè)計用于帶式運輸機上的展開二級圓柱齒輪減速器。連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，空載啟動，中等沖擊，二班制工作，運輸帶速度允許誤差為5%，工作期限為10年。設(shè)計原始參數(shù)表如下：運輸機工作壓力F（N）： 1800運輸機帶工作速度V（m/s）： 1.9卷筒直徑D（mm）： 190 設(shè)計要求:1.減速器裝配圖一張(A1或A0)。2.CAD繪制軸、齒輪零件圖各一張(A3或A2)。3.設(shè)計說明書一份。 設(shè)計步驟:1.

3、 傳動裝置總體設(shè)計方案2. 電動機的選擇3. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比4. 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)5. 設(shè)計V帶和帶輪6. 齒輪的設(shè)計7. 滾動軸承和傳動軸的設(shè)計8. 鍵聯(lián)接設(shè)計9. 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計10. 潤滑密封設(shè)計11. 聯(lián)軸器設(shè)計一、擬定傳動方案由已知條件計算驅(qū)動滾筒的轉(zhuǎn)速n,即r/min一般選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min 的電動機作為原動機，因此傳動裝置傳動比約為6或8。根據(jù)總傳動比數(shù)值，初步擬定出以一級傳動為主的多種傳動方案。2.選擇電動機1）電動機類型和結(jié)構(gòu)型式按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y（IP44）系列三相異步電動機。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)

4、。2）電動機容量（1）滾筒輸出功率Pw （2）電動機輸出功率P 根據(jù)傳動裝置總效率及查表2-4得：V帶傳動1=0.945；滾動軸承2 =0.98；圓柱齒輪傳動 3 =0.97；彈性聯(lián)軸器4 =0.99；滾筒軸滑動軸承5 =0.94。（3）電動機額定功率Ped 由表20-1選取電動機額定功率Ped =5.5kw。3）電動機的轉(zhuǎn)速為了便于選擇電動機轉(zhuǎn)速，先推算電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍。由表2-1查得V帶傳動常用傳動比范圍i1 =24,單級圓柱齒輪傳動比范圍i2 =36，則電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為nd= n·i1·=5732292r/min方案電動機型號額定功率（kw）電動機轉(zhuǎn)速（r/m

5、in）電動機質(zhì)量（kg）傳動裝置的傳動比同步滿載總傳動比V帶傳動單級減速器1Y132S-45.515001440687.8532.6172Y132M-65.51000960855.232.52.092 由表中數(shù)據(jù)可知兩個方案均可行，方案1相對價格便宜，但方案2的傳動比較小，傳動裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小，整體結(jié)構(gòu)更緊湊，價格也可下調(diào)，因此采用方案2，選定電動機的型號為Y132M-6。4）電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸由表20-1，20-2查出Y132M-6 型電動機的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸，并列表記錄備用（略）。3.計算傳動裝置傳動比和分配各級傳動比1）傳動裝置傳動比2）分配各級傳動比取V帶傳動

6、的傳動比i1 =2.5，則單級圓柱齒輪減速器傳動比為所得i2值符合一般圓柱齒輪傳動和單級圓柱齒輪減速器傳動比的常用范圍。4.計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1）各軸轉(zhuǎn)速電動機軸為0軸，皮帶軸為I軸，減速器軸為軸，各軸轉(zhuǎn)速為 n0=nm=960r/min nI=n0/i1=960/2.5384nII=nI/i2=384/2192r/min2）各軸輸入功率按電動機額定功率Ped 計算各軸輸入功率，即P0=Ped=5.5kwPI=P01=5.5x0.9455.1975kwPII=PI2 3 =5.1975x0.98x0.974.94kw3）各軸轉(zhuǎn)矩 To=9550x P0/n0=9550x5.5/960

7、=54.71N·mTI=9550x PI/nI=9550x5.1975/384=129.26N·mTII=9550x PII/nII=9550x4.94/192=245.71N·m二、V帶選擇1 選擇V帶的型號根據(jù)任務(wù)書說明，每天工作8小時，載荷平穩(wěn)，由精密機械設(shè)計的表7-5查得KA =1.0。則Pd=PI·KA =1.0×4.43=4.43kW 根據(jù)Pd=4.43和n1=960r/min,由機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計圖7-17確定選取A型普通V帶。2 確定帶輪直徑D1，D2。由圖7-17可知，A型V帶推薦小帶輪直徑D1=125140mm?？紤]到帶速

8、不宜過低，否則帶的根數(shù)將要增多，對傳動不利。因此確定小帶輪直徑D1=125mm。大帶輪直徑，由公式D2=iD1（1-） (其中取0.02) 由查機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計表9-1，取 D2=315mm。3 檢驗帶速v v=1.6m/s<25m/s4 確定帶的基準(zhǔn)長度根據(jù)公式729：0.7（D1+D2）<a<2（D1+D2）初定中心距500mm依據(jù)式（7-12）計算帶的近似長度L= 1708.9mm由表7-3選取Ld=1800mm，KL=1.015 確定實際中心距a=545.6mm6 驗算小帶包角1 =16007 計算V帶的根數(shù)z。由表7-8查得P01.40，由表7-9查得Ka=0.

9、95，由表7-10查得P0=0.11，則V帶的根數(shù) =3.4根 取z=4三齒輪傳動設(shè)計1） 選擇材料、精度及參數(shù)小齒輪：45鋼，調(diào)質(zhì)，HB1 =240大齒輪：45鋼，正火，HB2 =190模數(shù)：m=2齒數(shù)：z1=24 z2=48齒數(shù)比： u=z2/z1=48/24=2精度等級：選8級（GB10095-88）齒寬系數(shù)d: d =0.83 （推薦取值：0.81.4）齒輪直徑：d1=mz1=48mm d2=mz2=96mm壓力角：a=200齒頂高：ha=m=2mm齒根高：hf=1.25m2.5mm全齒高：h=(ha+hf)=4.5mm中心距：a=m(z1+z2)/2=72mm小齒輪寬：b1=d

10、83;d1=0.83×48=39.84mm大齒輪寬：根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計P24,為保證全齒寬接觸，通常使小齒輪較大齒輪寬，因此得：b2=40mm1 計算齒輪上的作用力設(shè)高速軸為1，低速軸為2圓周力：Ft1=2T1/d=2279N Ft2=2T/d=2692.9N徑向力：Fr1=F1t·tana=829N Fr2=F2t·tana=980N軸向力為幾乎為零 2）齒輪許用應(yīng)力H F 及校驗ZH節(jié)點齒合系數(shù)。對于標(biāo)準(zhǔn)直齒輪，an=20º,=0,ZH=1.76ZE彈性系數(shù)，。當(dāng)兩輪皆為鋼制齒輪（=0.3，E1=E2=2.10x10N/mm2）時，ZE=271

11、；Z重合系數(shù)，。對于直齒輪，Z=1。.K載荷集中系數(shù)，由精密機械設(shè)計圖8-38選取，k =1.08Kv動載荷系數(shù)，精密機械設(shè)計圖8-39，kv=1.02計算得 H=465.00 N·mm-2對應(yīng)于NHO的齒面接觸極限應(yīng)力其值決定于齒輪齒輪材料及熱處理條件，精密機械設(shè)計表8-10；=2HBS+69=240x2+69=549N·mm-2。SH安全系數(shù)。對于正火、調(diào)質(zhì)、整體淬火的齒輪，去SH=1.1；KHL壽命系數(shù)。式中NHO：循環(huán)基數(shù)，查精密機械設(shè)計圖8-41，NHO=1.5x107；NH：齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，NH=60nt=60x376x60x8=1.08288x107；取K

12、HL =1.06=529.04 N·mm-2H=465.00 N·mm-2=529.04 N·mm-2因此接觸強度足夠B齒寬，=0.83x48=39.84；許用彎曲應(yīng)力；查表8-11得=1.8x240=432 N·mm-2，=1.8，=1 （齒輪雙面受載時的影響系數(shù)，單面取1，雙面區(qū)0.70.8），（壽命系數(shù)）循環(huán)基數(shù)取4x106 ,循環(huán)次數(shù)=60nt=60x376x60x8=1.08288x107 KFL =0.8471YF齒形系數(shù)。查精密機械設(shè)計圖8-44，YF=3.73計算得=240 N·mm-2F=113.45 N·mm-2F

13、因此彎曲強度足夠四、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1 軸的材料選用45鋼2 估算軸的直徑根據(jù)精密機械設(shè)計P257式(10-2)，查表10-2軸的最小直徑取C=110或=30計算得d1min20mmd2min30mm取 d1=20mm，d2=30mm3 軸的各段軸徑根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計P26，當(dāng)軸肩用于軸上零件定位和承受內(nèi)力時，應(yīng)具有一定高度，軸肩差一般可取610mm。用作滾動軸承內(nèi)圈定位時，軸肩的直徑應(yīng)按軸承的安裝尺寸取。如果兩相鄰軸段直徑的變化僅是為了軸上零件裝拆方便或區(qū)分加工表面時兩直徑略有差值即可，例如取15mm也可以采用相同公稱直徑而不同的公差數(shù)值。按照這些原則高速軸的軸徑由小到大分別為：20mm,

14、22mm,25mm,48mm,25mm；低速軸的軸徑由小到大分別為：30mm,32mm,35mm,40mm,48mm，35mm。4 軸的各段長度設(shè)計1) 根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計表3-1，表4-1以及圖4-1，得取8mm, 1取8mm, 齒輪頂圓至箱體內(nèi)壁的距離：1=10mm 齒輪端面至箱體內(nèi)壁的距離：2=10mm 軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離（軸承用油潤滑時）：3=5mm 箱體外壁至軸承座孔端面的距離：L1=+C1+C2+(510)=45mm 軸承端蓋凸緣厚度：e=10mm 2) 帶輪寬：35mm 聯(lián)軸器端：60mm1) 軸承的厚度B01=15mm,B02=17mm根據(jù)上面數(shù)據(jù)，可以確定各段軸長

15、，由小端到大端依次為：高速軸：35mm,42mm，16mm,12mm,40mm,12mm,16mm低速軸：60mm,40mm,30mm，40mm，10mm,17mm5 軸的校核計算（精密機械設(shè)計P257P262，機械設(shè)計手冊）對于高速軸校核：FrFtFzLc LaLb L垂直面內(nèi)支點反力：La:28.5帶輪中徑到軸承距離，Lb：67.5mm兩軸承間距離。·校核FrA= Fr+ FrB1065.5N=（749.2+316.3）N類似方法求水平面內(nèi)支點反力：V帶在軸上的載荷可近似地由下式確定： ； F0單根V帶的張緊力（N）Pd計算功率Pd=5.19Kw ;ZV帶的根數(shù)；=6.2 m&#

16、183;s-1（為帶速）Ka包角修正系數(shù)Ka=0.95qV帶單位長度質(zhì)量q=0.10（kg·m-1）精密機械設(shè)計表7-11計算得F0=144.7Fz=570N（lc =Lc =67中軸到軸承距離）N,MA=Fr·La=21352.2N·mmMB=0同理求得： M=A=Ft·La=64951.5N·mmM=B=Fz·Lc=38190 N·mmN·mmN·mm已知T=129000N·mm，選用軸的材料為45鋼，并經(jīng)正火處理。查精密機械設(shè)計表10-1，其強度極限=600N·mm-2 ，并查表

17、10-3與其對應(yīng)的=55N· mm-2，=95 N·mm-2故可求出N·mm同理得MvB=31098.7 N·mmmm在結(jié)構(gòu)設(shè)計中定出的該處直徑dA=30mm,故強度足夠。同理對高速軸的校核中： d=36.2mm, 在結(jié)構(gòu)設(shè)計中定出的該處直徑d=40mm,故強度足夠。五、滾動軸承的選擇及校核計算根據(jù)任務(wù)書上表明的條件：載荷平穩(wěn)，以及軸承主要受到軸向力，所以選擇圓錐滾子軸承。由軸徑的相應(yīng)段根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計表15-7選擇輕窄（2）系列，其尺寸分別為：內(nèi)徑：d1=30mm,d2=40mm外徑：D1=55mm. D2=68mm寬度：B1=13mm，B2=

18、15mm滾動軸承的當(dāng)量載荷為：0，X=1；Y=0；則C額定動載荷，機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計表15-7而題目要求的軸承壽命為<，故軸承的壽命完全符合要求六、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算1根據(jù)軸徑的尺寸，由機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計表14-1高速軸與V帶輪聯(lián)接的鍵為：鍵C8X30 GB1096-79大齒輪與軸連接的鍵為：鍵 12X32 GB1096-79軸與聯(lián)軸器的鍵為：鍵C8X50 GB1096-792鍵的強度校核 齒輪與軸上的鍵 ：鍵C12×32 GB1096-79b×h=12×8,L=52,則Ls=L-b=40mm圓周力：Fr=2TII/d=2×245710/4

19、0=12285.5N擠壓強度：=76.78<125150MPa=p因此擠壓強度足夠剪切強度：=51<120MPa=因此剪切強度足夠鍵C8×52 GB1096-79和鍵C8×65 GB1096-79根據(jù)上面的步驟校核，并且符合要求。七、 聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)軸徑的和機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計表17-1選擇聯(lián)軸器的型號：GB3852-83 J1一對組合軸孔直徑：d=30mm,長度：L=60mm 八、減速器附件的選擇通氣器由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M16×1.5油面指示器選用游標(biāo)尺M16起吊裝置采用箱蓋吊耳、箱座吊耳，雙螺釘起吊螺釘放油螺塞選用外六角

20、油塞及墊片M14×1.5根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計表13-7選擇適當(dāng)型號：起蓋螺釘型號：GB578386 M6×20,材料Q235高速軸軸承蓋上的螺釘：GB578386 M6×20,材料Q235低速軸軸承蓋上的螺釘：GB578386 M6×20,材料Q235螺栓：GB578286 M10×80，材料Q235九、潤滑與密封1.齒輪的潤滑采用浸油潤滑，由于為單級圓柱齒輪減速器，速度<12m/s，當(dāng)m<20 時，浸油深度h約為1個齒高，但不小于10mm，所以浸油高度約為36mm。2.滾動軸承的潤滑由于軸承周向速度為，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤滑

21、。3.潤滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用GB443-89全損耗系統(tǒng)用油L-AN15潤滑油。4.密封方法的選取選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實現(xiàn)密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為GB894.1-86-25軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。十、減速器及其附件的設(shè)計1 箱體（箱蓋）的分析： 箱體是減速器中較為復(fù)雜的一個零件，設(shè)計時應(yīng)力求各零件之間配置恰當(dāng)，并且滿足強度，剛度，壽命，工藝、經(jīng)濟性等要求，以期得到工作性能良好，便于制造，重量輕，成本低廉的機器。2 箱體（蓋）的材料： 由于本課題所設(shè)計的減速器為普通型，故常用H

22、T15-33灰鑄鐵制造。這是因為鑄造的減速箱剛性好,易得到美觀的外形,易切削,適應(yīng)于成批生產(chǎn)。3 箱體的設(shè)計計算，箱體尺寸如下： 代號 名稱 計算與說明 結(jié)果 d 箱體壁厚 d = 0.025a+3 8 取d = 10 mm d1 箱蓋壁厚 d1 = 0.02a+3 8 取d1 = 10 mm d' 箱體加強筋厚 d' = 0.85d1 = 0.85×10 = 8.5 取d' = 10 mm d1' 箱蓋加強筋厚 d1' = 0.85d1 = 0.85×10 = 8.5 取d1' = 10 mm b 箱體分箱面凸緣厚 b1.5d = 1.5×10 = 15mm 取b = 15 mm b1 箱蓋分箱面凸緣厚 b11.5d11.5×10 = 15mm 取b1 = 15 mm b2 平凸緣底厚 b22.35d = 2.35×10 = 23.5mm取b2 = 24 mm df 地腳螺栓 df = 0.036a+12 = 18.37 取df = 20 mm d1 軸承螺栓 d1 = 0.7df = 12.86 取d1 = 14 mm d2 聯(lián)接分箱螺栓 d2 = (0.5-0.7)df = 10-14 取d2 = 10 mm d3 軸承蓋螺釘