對輥成型減速器說明書

1、課程設(shè)計設(shè)計題目：對輥成型減速器 內(nèi)裝：1.設(shè)計計算說明書一份2. 減速器裝配圖一張3. 輸入軸軸零件圖一張4低速軸齒輪零件圖一張學院:徐海學院班級:機械13-3班設(shè)計者:秦曰扌旨導老師:黃嘉興老師完成日期：2016年8月15日設(shè)計題目：NGW （2K-H負號機構(gòu)）行星減速裝置設(shè)計、意義與目的NGW （2K-H負號機構(gòu)）行星傳動裝置（減速器）與普通輪系傳動裝置相比較具有重量輕、體積小、傳動比大、承載能力大及傳動效率高等優(yōu)點。同時；設(shè)計繁鎖、結(jié)構(gòu)復雜、加工制造精度高等要求又是其缺點。但隨著人們對其傳動的深入了解，結(jié)構(gòu)設(shè)計的完善，加工手段的不斷提高，（2K-H負號機 構(gòu)）行星傳動裝置日益成為礦山機

2、械廣泛采用的一類傳動裝置，在米掘機械上表現(xiàn)尤為突出。本次課程設(shè)計，安排學生在完成了本科機自專業(yè)所有基礎(chǔ)課、基礎(chǔ)后進行，訓練學生，達到應具有完成此類機械傳動裝置設(shè)計、專業(yè)課學習的加工工藝編制的一般水平。在教師的指導下，通過本次課程設(shè)計，達到分析、解決問題、動手設(shè)計及其他相關(guān)能力的鍛煉提高，為后續(xù)畢業(yè)設(shè)計打好基礎(chǔ)。二、要求與安排1、學習行星傳動運動學原理,掌握 2K-H 機構(gòu)的傳動比計算、受力分析、 傳動件浮動原理。2、學習、應用、熟悉掌握 CAD 技能，達到能熟練、靈活運用的程度。3、參考、運用有關(guān)書籍、刊物、手冊、圖冊,了解 2K-H 行星傳動裝置（減 速器）的基本結(jié)構(gòu)及技術(shù)組成的關(guān)鍵點。4、

3、按所給有關(guān)設(shè)計參數(shù)進行該傳動裝置（減速器）的設(shè)計。1）齒數(shù)的選擇：傳動比及裝配條件、同心條件、鄰界條件的滿足。2）了解各構(gòu)件的作用力及力矩的分析，進行“浮動”機構(gòu)的選擇。3）參考設(shè)計手冊根據(jù)齒輪、軸、軸承的設(shè)計要點進行有關(guān)設(shè)計計算。4）按有關(guān)制圖標準,繪制完成教師指定的行星傳動裝置（減速器）總圖、部件圖、零件圖，書寫、整理完成設(shè)計計算說明書。5、對于所設(shè)計的典型零件結(jié)合所學有關(guān)加工工藝知識編寫一個零件加工工6、行星傳動裝置（減速器）總圖選擇合適比例采用 A1 號圖面繪制,主要技術(shù)參數(shù)（特征）、技術(shù)要求應表達清楚，在指導教師講授、指導下標注、完成總圖所需的尺寸、 明細及圖紙的編號等各類要求。 按

4、零件圖要求完成零件圖紙的繪制，提出技術(shù)要求，上述圖紙總量不應少于折合：A0圖紙一張。三、設(shè)計題目主要參數(shù)：預期壽命10年，平均每天工作1216小時設(shè)計一臺對輥成型減速器,采用多級（三級）傳動。已知電315KW ,輸入轉(zhuǎn)速：n=960r.p.m,最少有一級2K-H行星傳動輸出轉(zhuǎn)矩，輸出轉(zhuǎn)速 15-20r.p.m四、傳動比的計算及分配（1 ）計算總傳動比輸入轉(zhuǎn)速 n=960r.p.m取輸出轉(zhuǎn)速n 1=18r.p.m總傳動比為542）傳動比分配根據(jù)傳動比范圍取取低速級行星齒輪傳動比i3=6。對于前兩級二級直齒減速器,為保證其高低級大齒輪浸油深度大致相近, 其傳動比一般要滿足式：取系數(shù) 1.3可得：第

5、一級直齒傳動比i1=4;第二級直齒傳動比i2=3(3) 傳動裝置的運動、動力參數(shù)計算 各軸轉(zhuǎn)速各軸功率軸承齒 軸承齒各軸轉(zhuǎn)矩(4)齒形為漸開線直齒，外嚙合最終加工為磨齒，7級精度；內(nèi)嚙合為最終加工為插齒，7級精度，采用不變位齒輪傳動。五、齒輪傳動的設(shè)計計算(一) 高速級直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及強度計算1. 選擇齒輪的材料，確定許用應力小齒輪選用20CrMnTi滲碳淬火，齒面硬度5862HRC取硬度值60HRC大齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度241286HBW 取硬度值260HBW2.初步計算傳動的主要尺寸小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為Ti=3102260N mm 試選載荷系數(shù)K=1.4 由表8-18，取齒寬

6、系數(shù)© d=0.6由表8-19，查得彈性系數(shù)Ze=189.8對于標準直齒輪,由圖9-2查得節(jié)點區(qū)域系數(shù)Zh=2.49 齒數(shù)比u=ii=4 確定齒輪齒數(shù)。初選 乙=20,取 =77(8) 重合度端面重合度為 軸向重合度為£P =0.318 © d Zitan p =0由圖8-3查得重合度系數(shù) 乙=0.87(9) 許用接觸應力由圖8-4e、a查得接觸疲勞極限應力為 t Hiim1=715MPa, t刊阮=567MPa小齒輪與大齒輪的應力循環(huán)次數(shù)分別為N 1=60niaLh=60X 960X 1.0 x( 10X 300X 14) =2.42 X 109N 2= N1/

7、i 1=2.42 X 108/3.64=6.6 X 108由圖8-5查得壽命系數(shù)Zni=1.00, Z n2=1.03,由表8-20取安全系數(shù)S=1.0，貝M齒輪的許用接觸應T H1= ZN1T Hiim1/Sh=746MPa大齒輪的許用接觸應力 T H2= Z N2 T Hlim2/S H=609MPa取(T h=746MPa初算小齒輪的分度圓直徑d1t,得3.確定傳動尺寸(1) 計算載荷系數(shù)沢 X 69.55 "60由表8-21查得使用系數(shù)Ka=1.25因d1t n1沢 X 69.55 "60,因 V =m / S = 3.5 m / S60 咒 100060 X100

8、0由圖8-6查得動載荷系數(shù)=1.27,由圖8-7查得齒向載荷分配系數(shù)=1.64，由表8-22查得齒間載荷分配系數(shù)=1.02，則載荷系數(shù)為K=1.27 X 1.64 X 1.09 X 1.02=2.32(2) 對 進行修正 因K與Kt有較大差異，故需對由Kt計算出的進行修正,(3) 確定模數(shù)m按表 8-23，取 m=8mm(4) 計算傳動尺寸中心距為d 1=392.4mm分度圓直徑為4.校核齒根彎曲疲勞強度齒根彎曲疲勞強度條件為K、T1、m和d1同前齒寬 b= =110mm齒形系數(shù)Yf和應力修正系數(shù)Ys。由圖 8-8 查得 Yf1=2.66，Yf2=2.18，由圖 8-9 查得 Ys1=1.59

9、，Ys2=1.81(4) 由圖8-10查得重合度系數(shù)Ye =0.68(5) 許用彎曲應力由圖8-4f、b查得彎曲疲勞極限應力為(T FLim1=296MPa, c Fum2=211MPa由圖8-11查得壽命系數(shù)Yni= Yn2=1,由表8-20查得安全系數(shù)Sf=1.40，故5.計算齒輪傳動其他幾何尺寸齒頂高 齒根高 全齒高 頂隙 齒頂圓直徑為齒根圓直徑為(二) 中間直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及強度計算1選擇齒輪的材料，確定許用應力小齒輪選用20CrMnTi滲碳淬火，齒面硬度5862HRC取硬度值60HRC大齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度241286HBW 取硬度值260HBW2. 初步計算傳動的主

10、要尺寸(1) 小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為T2=N mm 試選載荷系數(shù)Kt=1.4 由表8-18，取齒寬系數(shù)© d=0.6(2)對 進行修正因K與Kt有較大差異，故需對由Kt計算出的進行修正,由表8-19，查得彈性系數(shù)Ze=189.8對于標準直齒輪,由圖9-2查得節(jié)點區(qū)域系數(shù)Zh=2.5 齒數(shù)比u=i2=3確定齒輪齒數(shù)。初選=24,取 =72 (8)重合度端面重合度為 軸向重合度為£P =0.318 © d Zdan p =0由圖8-3查得重合度系數(shù) 乙=0.86(9)許用接觸應力由圖8-4e、a查得接觸疲勞極限應力為 t日吹=715MPa, t Hiim4=567MPa小齒

11、輪與大齒輪的應力循環(huán)次數(shù)分別為N 3=60r2aLh=60X 263.7 X 1.0 x( 10X 300X 14) =6.65 X 109M= Na/i 2=2.375 X 108由圖8-5查得壽命系數(shù)ZN3=1.03, Zn4=1.09,由表8-20取安全系數(shù)Sh=1.40 ,貝U小 齒輪的許用接觸應力(T H3= ZN3c Hlima/SH=1.03 X 715MPa/1=736.45MPa大齒輪的許用接觸應力T h4= Zn4 t Hiim4/SH=1.09 X 567MPa/1=618.03MPa取(T h=736MPa初算小齒輪的分度圓直徑d3t,得3. 確定傳動尺寸 (1)計算載

12、荷系數(shù)由表8-21查得使用系數(shù)K=1.35因 兀d3t r2 兀 X 241.34X263.7,，因 V =m / s = 3.33m / s60"00060X1000由圖8-6查得動載荷系數(shù)=1.19,由圖8-7查得齒向載荷分配系數(shù)=1.39，由表8-22查得齒間載荷分配系數(shù)=1.05，則載荷系數(shù)為(3) 確定模數(shù)m按表 8-23，取 m=10mm(4) 計算傳動尺寸中心距為分度圓直徑為4.校核齒根彎曲疲勞強度齒根彎曲疲勞強度條件為K、T2、m和d3同前齒寬 b= =147mm齒形系數(shù)Yf和應力修正系數(shù)Ys。由圖 8-8 查得 Yf3=2.4，4=2.19，由圖 8-9 查得 Ys

13、3=1.67，Ys4=1.80(4)由圖8-10查得重合度系數(shù)Ye =0.67(5)許用彎曲應力由圖由圖8-4f、b查得彎曲疲勞極限應力為 (T FLim3=296MPa, c Fum4=211MPa8-11 查得壽命系數(shù) Yn3= 1.03Y n4=1.09,由表8-20查得安全系數(shù)Sf=1.00，故5.計算齒輪傳動其他幾何尺寸齒頂高 齒根高 全齒高 頂隙 齒頂圓直徑為齒根圓直徑為（三）低速級行星齒輪傳動1. 配齒計算:查表7-3選擇行星輪數(shù)目本設(shè)計采用不等角度變位齒輪嚙合，提高了齒輪的承載能力，配齒方案時，現(xiàn)考慮到該行星齒輪傳動的外廓尺寸，故選取第一級中心齒輪數(shù)為Za = 23,和行星齒輪

14、數(shù)為。齒數(shù)選擇滿足以下條件:傳動比條件一對內(nèi)齒輪齒數(shù)進行圓整后，此時實際的傳動比與給定的傳動比稍有變化， 但 是必須控制在其傳動比誤差范圍內(nèi)。實際傳動比為其傳動比誤差根據(jù)同心條件（各齒輪模數(shù)相同）條件可求得行星齒輪C的齒數(shù)為（整數(shù)）所求得的Zc適用于非變位或高度變位的行星齒輪傳動安裝條件2. 材料選擇及熱處理方式太陽輪與行星輪：選用20CrMnTi滲碳淬火，齒面硬度5862HRC取值60HRC由圖8-4得接觸疲勞極限應力彎曲疲勞極限應力3. a-c齒輪按接觸強度初算按彎曲強度的初算公式輸入轉(zhuǎn)矩T3=N mm查表17.2-16得 載荷不均勻系數(shù)Kc=1.150查表10-2得 算式系數(shù)Km=1.2

15、2,使用系數(shù)，綜合系數(shù)載荷分布不均勻系數(shù)，則，齒形系數(shù)則模數(shù)嚙合齒輪中心副中a-c標準中心距a為4.行星輪的幾何尺寸行星輪太陽輪內(nèi)齒輪分度圓直徑齒頂高齒根高齒全高齒頂圓直徑外嚙合內(nèi)嚙合齒根圓直徑外嚙合內(nèi)嚙合5.裝配條件的驗算對于所設(shè)計的雙級2X-A型的行星齒輪傳動應滿足如下裝配條件(1) 鄰接條件 按公式驗算其鄰接條件，即已知低速級的和np =3代入上式，則得滿足鄰接條件(2)同心條件按公式已知低速級，滿足同心條件(3)安裝條件按公式驗算其安裝條件，即得(整數(shù))滿足安裝條件6.傳動效率的計算2X-A型的基本行星齒輪傳動效率為在轉(zhuǎn)化機構(gòu)中，其損失系數(shù)等于嚙合損失系數(shù)和軸承損失系數(shù)之xx和。即w

16、= 2 w + 2；m其嚙合損失系數(shù)之和為轉(zhuǎn)化機構(gòu)中中心輪b1與行星齒輪c1之間的嚙合損失轉(zhuǎn)化機構(gòu)中中心輪a1與行星齒輪c1之間的嚙合損失式中Z1齒輪副中小齒輪的齒數(shù)Z2齒輪副中大齒輪的齒數(shù)嚙合摩擦系數(shù)，取0.08查圖16.2-10得外嚙合重合度內(nèi)嚙合重合度=0.001579511綜上所述，總的傳動效率為 巾曲二心1=0.97116由此可見，該行星齒輪傳動效率高，滿足使用要求。六、齒輪傳動強度的校核計算校核齒面接觸應力的強度計算，大小齒輪的計算接觸應力中的較大 6H值均小于其相應的許用接觸應力6Hp，即6H <6Hp1. 外嚙合齒輪副中接觸強度的校核(1)使用系數(shù)查表6-7的(2) 動載

17、荷系數(shù)考慮齒輪的制造精度，運轉(zhuǎn)速度對輪齒內(nèi)部附加動載荷影響的系數(shù)，查圖6-6可得(3) 齒向載荷分布系數(shù)考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻?qū)X面接觸應力影響的系數(shù)，該系數(shù) 要與齒輪加工誤差，箱體軸孔偏差，嚙合剛度，大小齒輪軸的平行度，跑合情況 等有關(guān)。查表6-8得(4) 齒間載荷分配系數(shù)齒間載荷分配系數(shù)是考慮同時嚙合的各對齒輪間載荷分布不均勻影響的系 數(shù)。它與齒輪的制造誤差，齒廓修形，重合度等因素有關(guān)。查表6-9可得(5) 行星齒輪間載荷分配不均勻系數(shù)考慮在各個行星齒輪間載荷分配不均勻?qū)X接觸應力影響的系數(shù)。它與轉(zhuǎn)臂X和齒輪及箱體精度，齒輪傳動的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。查表取(6) 節(jié)點區(qū)域系數(shù)考慮到節(jié)點處

18、齒廓曲率對接觸應力的影響，并將分度圓上的切向力折算為節(jié) 圓上的法向力的系數(shù)。由圖6-9得(7) 彈性系數(shù)考慮材料彈性模量E和泊松比V對接觸應力影響的系數(shù)，查表6-10可得(8) 重合度系數(shù)查圖6-10得(9) 螺旋角系數(shù)考慮螺旋角造成的接觸線傾斜對接觸應力影響的系數(shù)。ZP = Vcoe，取Zp為 1.00(10) 最小安全系數(shù)考慮齒輪工作可靠性的系數(shù)，齒輪工作的可靠性要求應根據(jù)重要程度， 使用 場合等。查表6-14得(11) 接觸強度計算的壽命系數(shù)考慮齒輪壽命小于或大于持久壽命條件循環(huán)次數(shù)時，它與一對相嚙合齒輪的材料，熱處理，直徑，模數(shù)和使用潤滑劑有關(guān)。查表6-12得(12) 潤滑油膜影響系數(shù)

19、齒面間的潤滑油膜影響齒面的承載能力。查表6-14得(13) 齒面工作硬化系數(shù)查圖6-20得(14) 接觸強度尺寸系數(shù)查表6-15得分度圓上的切向力根據(jù)公式計算低速級外嚙合齒輪副中齒面接觸應力外嚙合齒輪副中許用接觸應力為滿足接觸疲勞強度條件2. 外嚙合齒輪副中彎曲強度的校核(1)齒向載荷分布系數(shù)按公式計算(2) 齒間載荷分配系數(shù)按公式計算(3) 行星齒輪間載荷分配系數(shù)查表得(4) 太陽輪、行星輪齒形分布系數(shù)查圖6-22得(5) 太陽輪、行星輪應力修正系數(shù)查圖6-24得(6) 重合度系數(shù)查表得(7) 螺旋角系數(shù)查圖6-25得(8) 齒形系數(shù)查表6-17得(9) 太陽輪、行星輪的相對齒根圓角敏感系數(shù)

20、查圖6-33得(10) 最小安全系數(shù)查表6-11得根據(jù)公式計算齒根彎曲應力按公式計算許用彎曲應力已知查圖16.2-27得壽命系數(shù)，齒輪的應力修正齒數(shù)a-c滿足齒根彎曲強度條件3. 齒輪內(nèi)嚙合齒輪副中接觸強度的校核嚙合齒輪副中彎曲強度校核可以忽略， 主要表現(xiàn)為接觸強度的計算，校核上 與高速級外嚙合齒輪副中的強度相似。已知計算內(nèi)齒輪c1的接觸許用應力計算行星齒輪的許用接觸應力滿足接觸疲勞強度條件七、軸的設(shè)計與計算1、電動機的選擇:YR 系列：IP23 YR400-6 P=315KW n=984r/min2、軸的設(shè)計(1)高速軸:高速軸的傳遞功率，轉(zhuǎn)速小齒輪分度圓直徑,齒輪寬度高速軸的材料選用45鋼

21、，調(diào)質(zhì)處理，由表9-8取C=135計算軸的最小直徑并加大3% -5以考慮鍵槽的影響=,取 d=90mm確定各軸段的直徑和長度：2段：第二段軸裝軸承端蓋，用以使軸承軸向定位以及密封，取其長度為 273mm(2)中間軸:中間軸的傳遞功率，轉(zhuǎn)速小齒輪分度圓直,大齒輪分度圓直徑齒輪寬度中間軸的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表9-8取C=100取 d=117mm確定各軸段的直徑和長度：低速軸:低速軸的傳遞功率，轉(zhuǎn)速小齒輪分度圓直徑,齒輪寬度中間軸的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表9-8取C=105取 d=153mm確定各軸段的直徑和長度：八、潤滑油的選擇潤滑油選用N320重負荷工業(yè)齒輪潤滑油九、總結(jié)通過本次設(shè)計我對減速器的工作原理以及各種工作機構(gòu)有了很全面的認識，更對機械傳動中的電動機、齒輪、軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵、箱體等都很做了認真的分析計算和選取，是對一個機械學習者的初次挑戰(zhàn)， 整個設(shè)計過程中每個人都是很辛苦的， 但它是對今后學習生活的一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，課程設(shè)計是培訓學生運用本專業(yè)所學的理論知識和專業(yè)知識來分析解決實際問題的重要教學環(huán)節(jié)， 是對三年所學知識的復習和鞏固。同樣，也促使