斜齒圓柱齒輪減速器設計說明書

設計人:二0年一月1/目錄一.二.三.四.五.六.七.八.九.十.十一.十二.十三.2/一設計題目：設計帶式運輸機傳動裝置中的雙級斜齒圓柱齒輪減速器。感謝閱讀序號F(N)V(m/s)D(mm)生產(chǎn)規(guī)模工作環(huán)境載荷特性工作年限精品文檔放心下載313000420單件室內(nèi)平穩(wěn)5年單班)感謝閱讀二傳動方案得分析擬定:方案1.方案2.外傳動為帶傳動,

高速級和低速級均高速級,低速級,外傳動均為圓柱輪.為圓柱齒輪傳動.感謝閱讀方案的簡要對比和選定:兩種方案的傳動效率,第一方方案稍高.第一方案,帶輪會發(fā)生彈性滑動,傳動比不

夠精確.第二方案用齒輪傳動比精確程度稍高.第二方案中外傳動使用開式齒輪,

潤滑條件不好,容易產(chǎn)生磨損膠合等失效形式,齒輪的使用壽命較短.另外方案一

中使用帶輪,可用方便遠距離的傳動.可以方便的布置電機的位置.而方案二中各

個部件的位置相對比較固定.并且方案一還可以進行自動過載保護.

綜合評定最終選用方案一進行設計.精品文檔放心下載三電動機的選擇:計算公式:工作機所需要的有效功率為：

P=F·v/1000從電動機到工作級之間傳動裝置的總效率為連軸器η1=0.99.滾動軸承η=0.98閉式

圓柱齒輪η=0.97.V帶η=0.95運輸機η=0.96計算得要求:

運輸帶有效拉力為:13000N謝謝閱讀3/工作機滾筒轉(zhuǎn)速為:0.45r/min

工作機滾筒直徑為:420mm

工作機所需有效功率為:5.85kw

傳動裝置總效率為:0.7835701

電動機所需功率為:7.4KW

由滾筒所需的有效拉力和轉(zhuǎn)速進行綜合考慮:

電動機的型號為:Y160M-6

電動機的滿載轉(zhuǎn)速為:960r/min謝謝閱讀四:滾筒轉(zhuǎn)速為:20.4r/min

總傳動比為46.91445

去外傳動的傳動比為3.5.則減速器的傳動比為:

=又高低速級的傳動比由計算公式:感謝閱讀得減速器的高速級傳動比為:4.1.

低速級為:3.2各軸轉(zhuǎn)速為：感謝閱讀=274.2r/min=65.7r/min=20.4r/min精品文檔放心下載各軸輸入功率為=7KW=6.7KW=6.4KW各軸輸入轉(zhuǎn)矩為=246945.9=979920N.mm感謝閱讀=991136N·mm五傳動零件的設計一.帶傳動的設計:設計功率為Pc=KaP=1×7.5=7.5∴根據(jù)Pc=7.5KW,n1=274.2857r/min,初步選用B型帶

小帶輪基準直徑取Dd1=125mm謝謝閱讀Dd2=Dd1(1-ε)=×125×(1-0.02)mm=437.5mm謝謝閱讀4/驗算帶速vv===6.283185m/s確定中心距及基準長度

初選中心距a0=780mm感謝閱讀符合:0.7(Dd1+Dd2)<a0<2(Dd1+Dd2)得帶基準長度謝謝閱讀Ld=2a0+(Dd1+Dd2)+=2×780+(125+450)+mm=2500mmA=--=－==399.1mmB===13203.1mm取a=781.5mm驗算小帶輪包角α1α1=180°××57.3°=156.1709>12在要求X圍以上，包角合適確定帶的根數(shù)Z謝謝閱讀因Dd1=125mm,i=3.5,V=6.2感謝閱讀P1=1.75KWΔP=.17KW因α=156.1709°,Kα=.95因Ld=2500mm,精品文檔放心下載精品文檔放心下載===取Z=4確定初拉力F0及壓軸力FQ=250.N=1958.131N5/高速級圓柱齒輪傳動設計結(jié)果1)要求分析使用條件分析傳遞功率：P1=7.092537kW主動輪轉(zhuǎn)速：n1=274.2857r/min齒數(shù)比：u=4.17437精品文檔放心下載p7.092537轉(zhuǎn)矩T1=9.5519.55=246945.966n274.28571圓周速度：估計v≤4m/s屬中速、中載、重要性和可靠性一般的齒輪傳動謝謝閱讀設計任務感謝閱讀確定一種能滿足功能要求和設計約束的較好的設計方案，包括：

一組基本參數(shù)：m、z1、z2、x1、x2、β、ψd

主要幾何尺寸：d1、d2、a、…等謝謝閱讀2)選擇齒輪材料、熱處理方式及計算許用應力

選擇齒輪材料、熱處理方式精品文檔放心下載按使用條件，可選用軟齒面齒輪，也可使用硬齒面齒輪，具體選擇方案如下：小齒輪：45，調(diào)質(zhì)，硬度X圍229-286

大齒輪：45，正火X圍169-217

確定許用應力感謝閱讀a.確定極限應力和σFlim

小齒輪齒面硬度為250大齒輪齒面硬度為200σHlim1=720，σHlim2=610

σFlim1=260，σFlim2=180感謝閱讀b.計算應力循環(huán)次數(shù)，確定壽命系數(shù)Z_NY_NN1=60an_1t=60×1×274.2857×8=2.369828E+08謝謝閱讀2.369828E+08

N5.6772uZ_N1=1Z_N2=1Y_N1=1，Y_N2=1。

計算許用應力精品文檔放心下載1.3,S1.6.

S_Hlim_FlimZS11.3MPa533.85MPaHP2Flim2Z_N2S_Fmin260?2?11.6MP325MPaHP2Flim2Z_N2S_Fmin61011.3MPa469.23MPaFP2Flim2Y_STY_N2S_Fmin180C211.6MPa225MPa6/3)初步確定齒輪的基本參數(shù)和類型選擇齒輪類型根據(jù)齒輪的工作條件，可選用直齒圓柱齒輪傳動，也可選用斜齒圓柱齒輪傳精品文檔放心下載動，若為直齒圓柱齒輪，可將螺旋角設為0

選擇齒輪精度等級感謝閱讀按估計的圓周速度，由表3-5初步選用8精度

初選參數(shù)感謝閱讀初選：β=15°z1=22，z2=z1×u=。x1=0，x2=0，ψd=0.8Z_H=2.45；Z_E=188.9√MPa；取=0.87精品文檔放心下載Zβ=cos=cos15=0.9828153初步計算齒輪的主要尺寸由于選用軟齒面齒輪的方案，該齒輪應先按接觸強度設計，然后校核其彎曲強度根據(jù)接觸強度的設計公式應先計算小齒輪的分度圓直徑d1，計算d1前，

還需首先確定系數(shù)：K、Z_H、Z_E、Zβ、ZεK_A=1，

取，取Kβ=1.05，取Kα=1.1則感謝閱讀K=K_AKvKβKα=1×1.1×1.05×1.1=1.2705感謝閱讀Z_H、Z_E、Zβ、的值取初選值初步計算出齒輪的分度圓直

徑d1、mn等主要參數(shù)和幾何尺寸

=88.4mm感謝閱讀=mm=4mm感謝閱讀取標準模數(shù)4mm則a=mm=236.043mm精品文檔放心下載圓整后?。篴=240mm修改螺旋角：==18°11′41″m4cosn=92.63158

cos18謝謝閱讀齒輪圓周速度為：v=m/s精品文檔放心下載=1.330335m/s與估計值相近。7/b=ψd×d1=.8×92.63158=74.1mm取b2=75mmb1=b2+(5～10)mm=80mm驗算齒輪的彎曲強度條件。計算當量齒數(shù)：謝謝閱讀謝謝閱讀Z1

Z_v1==25.6597

cosZ3Z_v2==107.30432cos3得Y_FS1=4.25，，Yβ=0.9計算彎曲應力感謝閱讀2KT1σF1=----------------=Y_FS1YεYβ=62.18564MPa<325bd1m1Y_FS2σF2=σF1------------=57.06447MPa<225感謝閱讀Y_FS1該方案合格。小齒分度圓直徑mm92.63158大齒分度圓直徑mm387.3684小齒齒頂圓直徑mm100.6316大齒齒頂圓直徑mm395.3684小齒齒根圓直徑mm82.63158大齒齒根圓直徑mm377.3684小齒齒寬mm80大齒齒寬mm75中心距mm螺旋角°18.19487謝謝精品文檔放心下載閱讀低速級圓柱齒輪就傳動設計結(jié)果1)要求分析使用條件分析傳遞功率：P1=6.742166kW

主動輪轉(zhuǎn)速：n1=65.70708r/min

齒數(shù)比：u=3.211054謝謝閱讀轉(zhuǎn)矩：T1=9.55109.55106n6i6.74216665.70708=979920圓周速度：估計v≤4m/s屬中速、中載、重要性和可靠性一般的齒輪傳動謝謝閱讀設計任務確定一種能滿足功能要求和設計約束的較好的設計方案，包括：謝謝閱讀8/一組基本參數(shù)：m、z1、z2、x1、x2、β、ψd

主要幾何尺寸：d1、d2、a、…等感謝閱讀2)選擇齒輪材料、熱處理方式及計算許用應力

選擇齒輪材料、熱處理方式精品文檔放心下載小齒輪：45，調(diào)質(zhì)，229-286

大齒輪：45，正火，169-217

確定許用應力謝謝閱讀a.確定極限應力和σFlim

小齒輪齒面硬度為250大齒輪齒面硬度為200σHlim1=720，σHlim2=610σFlim1=260，σFlim2=180感謝閱讀b.計算應力循環(huán)次數(shù)，確定壽命系數(shù)Z_NY_N

N1=60an_1t=60×1×65.70708×8=5.677092E+07

N15.677092E+07謝謝閱讀謝謝閱讀N2=-----=-----------=1.767984E+07

u3.211054精品文檔放心下載Z_N1=1Z_N2=1Y_N1=1，Y_N2=1。

計算許用應力精品文檔放心下載取S_Hlim=1.3，S_Flim=1.6。σHlim1Z_N1720×1σHP1=-------------=---------MpaS_Hmin1.3精品文檔放心下載=553.8462MPaσFlim2Z_N2610×1σHP2=--------------=---------MpaS_Fmin精品文檔放心下載=469.2308MPaσFlim1Y_STY_N1260×2×1

σFP1=------------------------=---------------S_Fmin1.6精品文檔放心下載=325MPaσFlim2Y_STY_N2180C2×1

σFP2=-----------------------------=--------------S_Fmin1.6謝謝閱讀=225MPa3)初步確定齒輪的基本參數(shù)和類型

選擇齒輪類型精品文檔放心下載根據(jù)齒輪的工作條件，可選用直齒圓柱齒輪傳動，也可選用斜齒圓柱齒輪傳精品文檔放心下載動，若為直齒圓柱齒輪，可將螺旋角設為0選擇齒輪精度等級謝謝閱讀9/按估計的圓周速度，初步選用8精度初選參數(shù)初選：β=15°，Z1=，Z2=Z1×u=28×3.211054=90。X1=0，X2=0，ψd=0.8謝謝閱讀Z_H=2.45；Z_E=188.9√MPa；取=0.87

Zβ=√cosβ=√初步計算齒輪

的主要尺寸謝謝閱讀強度根據(jù)接觸強度的設計公式應先計算小齒輪的分度圓直徑d1d1前，還需首先確定感謝閱讀系數(shù)：K、Z_H、Z_E、、Zε。

得K_A=1，取，取Kβ=1.05，取謝謝閱讀則：K=K_AKvKβKα=1×1.1×1.05×1.1=1.2705

Z_H、Z_E、Zβ、的值取初選值精品文檔放心下載初步計算出齒輪的分度圓直徑d1、mn等主要參數(shù)和幾何尺寸精品文檔放心下載=142.6d1cosβ142.6×cos15°mn=-----------=---------------------mm28感謝閱讀=5mm取標準模數(shù)5mm則mn5a=-------(z1+z2)=------------mm2cosβ2cos15°=305.4065mm圓整后?。?305mm感謝閱讀修改螺旋角：mn(z1+z2)5×(28+90)β=arc------------=arc--------------謝謝閱讀2a2×305=14°42′44″mn×z15×28d1=-----------=-------------------cosβcos14°42′44″=144.7458謝謝閱讀齒輪圓周速度為：/n1πd165.70708×π×144.7458v=--------------=--------------------------------6000060000=0.4979855m/s精品文檔放心下載與估計值相近。b=ψd×d1=0.8144.7458=115.7mm取b2=120mmb1=b2+(5～10)mm=125mm驗算齒輪的彎曲強度條件。計算當量齒數(shù)：精品文檔放心下載感謝閱讀Z_v1=Z_v2=Z130.945cos3Z299.4663cos3Y_FS1=4.1，。取Yε=0.72=0.9謝謝閱讀計算彎曲應力σF1==Y_FS1Yε=76.17229MPa<325Y感謝閱讀T1m11YσF2=σF1=精品文檔放心下載Y該方案合格。小齒分度圓直徑mm144.7458

大齒分度圓直徑mm465.2542

小齒齒頂圓直徑mm154.7458

大齒齒頂圓直徑mm475.2542

小齒齒根圓直徑mm132.2458

大齒齒根圓直徑mm452.7542

小齒齒寬mm125大齒齒寬mm120中心距mm305螺旋角°14.71234精品文檔放心下載六.軸的設計計算1、選擇軸的材料：在減速器中有三根軸，傳遞的功率都屬于中小型功率，故軸的材料可選擇45=360MPa,

=300MPa,=155MPa,=60MPa。感謝閱讀2.初算最小軸徑:高速軸的最小軸徑為=34.77551mm/中間軸的最小軸徑為=55.0558mm低速軸的最小軸徑為=79.8641mm3、軸的結(jié)構(gòu)設計按工作要求，軸上所支承的零件主要有帶輪，齒輪，擋油盤及滾動軸承。齒精品文檔放心下載謝謝閱讀向通過軸肩定位。軸的受載簡圖如下：各個力的計算過程如下:高速軸的水平受力：R_hc=(-F_t1×(L0-L1)+F_t2×(L0-L2))/L2=-3914.8623853211(N)感謝閱讀R_hd=-(R_hc+F_t1+F_t2)=-1419.1376146789(N)謝謝閱讀M_h1=L1×=-340593.027522936(N×mm)謝謝閱讀M_h2=L2×+F_t1×(L2-L1)=--6.133E-11(N×mm)感謝閱讀/高速軸的豎直受力：R_vd=Fdd1F2FLFL22=2448.(N)a2r20r11L2R_vc=F_r2--F_r1--R_vd=--2534.(N)精品文檔放心下載M_v1=L1×=-220507.220183486(N×mm)感謝閱讀M_a1=d1/2×F_a1=71955(N×mm)謝謝閱讀M_v2=L2×+F_r1×(L2-L1)+M_a1=-266288(N×mm)謝謝閱讀M_a2=d2/2×F_a2=0(N×mm)謝謝閱讀R_c=2R2=4663.(N)2Rhc_VcR_c=2R2=2830.0928956(N)2Rvd_Vd高速軸的扭矩：Tc=0Td=246945(N×mm)

T1=246945(N×mm)T2=246945(N×mm)高速軸的合成彎矩：M_1_1=2M2M2=405742.584097711(N×mm)精品文檔放心下載ddF1F2FLFLM_1_2=22=371579.564183342(N×mm)a2r20r11L2M_2_1=2M2)2=266288(N×mm)(Mv22(Mh2M_2_2=M2=0(N×mm)高速軸的彎扭合成：折合系數(shù)a=0M_cac=(aTc)2=0(N×mm)精品文檔放心下載M_ca1_1=2M2aT2=431949.654982253(N×mm)謝謝閱讀111/M_ca1_2=2M2aT2=400031.039305305(N×mm)2aT2=400031.039305305(N×mm)12

1M_ca2_1=2M2aT2=148167(N×mm)2aT2=148167(N×mm)12

2M_ca2_2=0(N×mm)M_cad=2M2aT2=304733.914806016(N×mm)21

2畫出彎矩圖:由此可以得出危險截面的位置

其內(nèi)徑為高速軸的強度

校核：危險截面處彎矩M=

266288危險截面處扭矩T=246945

扭矩修正系數(shù)α=0.6精品文檔放心下載當量彎矩=2M2aT2=304733.9(N×mm)許用應力[σ]_1=95MPa考慮鍵槽的影響，查附表

6-8計算抗彎截面模量抗彎截面摸量=16699.08感謝閱讀/計算應力σca=----------=18.24854精品文檔放心下載因σca≤[σ]_1故安全高速軸的安全系數(shù)校核：

截面上的應力危險截面

處彎矩M=266288危險截面處扭矩T=246945.9彎曲極限σ_1=255扭剪極

限τ_1=140=33673.95抗扭截面摸量=67347.89謝謝閱讀M266288彎曲應力幅σa=----=----------------=7.907835MPa33673.95精品文檔放心下載T246945.9

扭剪應力幅τa=----=------------------=1.83336MPa

67347.89感謝閱讀根據(jù)應力變化規(guī)律確定σm、τm

彎曲平均應力σm=7.907835MPa扭剪平均應力τm=材料的疲勞極限軸材料為

45精品文檔放心下載根據(jù)軸材料，取ψα=.15，ψτ=.08

危險截面的應力集中系數(shù)

，k_τ=1.54感謝閱讀表面狀態(tài)系數(shù)及尺寸系數(shù)β=.95ε_σ=.78，ε_τ=.74考慮彎矩或扭矩作用時的安全系數(shù)感謝閱讀Sα==14.76268Ska1maS1Sτ=k=34.85899amSca=SS2SS22=13.5939>[S]=1.65/故安全中間軸和低速軸的校核方法同上.經(jīng)過計算的也合格.七.鍵聯(lián)接的選擇位置軸徑mm型號鍵長mm鍵寬mmmm

高速軸60A50187

中間軸85A63229感謝閱讀低速軸110A100281090A110259高速軸鍵的校核:

轉(zhuǎn)矩T=軸徑d=60號為：A平鍵接觸長

度l=32平鍵接觸高度k=4.4聯(lián)結(jié)類型為動聯(lián)結(jié)許用壓強=150謝謝閱讀2T計算壓強P=-----------=58.46236dlk因P≤[P]動聯(lián)結(jié)平鍵強度校核合格感謝閱讀八.滾動軸承選擇和校核:經(jīng)過分析可得各個軸均須承受一定的軸向力故考慮選擇角接觸球軸承.

由各個軸的結(jié)構(gòu)尺寸可查表可以選擇:感謝閱讀高速軸選7213C,中間軸選7218C,低速軸選7220C在此僅以高速軸的滾動軸承為典型進行校核徑向力和軸向力的計算公式為:感謝閱讀:設計需求:軸承工作時間為14400小時額定動負荷Cr=53800N額定動負荷C0r=46000N感謝閱讀/軸承負荷系數(shù)為1.1溫度系數(shù)ft為1軸承1當量動負荷為=2519.N軸承2

當量動負荷為=4600.904151896N精品文檔放心下載由公式:計算得:軸承1計算壽命為591931.27小時

軸承2計算壽命為97255.79小時精品文檔放心下載九.聯(lián)軸器的選擇選用彈性連軸器:軸徑為90mm公稱轉(zhuǎn)矩:2800N.m選用TL11GB4323-84主動端：J型軸孔，A型鍵槽，95mm,=132mm從動端：J1型軸孔，A型鍵槽,95mm,=132mm感謝閱讀十.所有軸承用脂潤滑，滾珠軸承脂ZG69-2；齒輪用油潤滑，并采用油池潤

滑的方式，牌號；這樣對所有的軸承都要使用鑄造擋油盤。軸承蓋上均

裝墊片，透蓋上裝密封圈謝謝閱讀十一減速器結(jié)構(gòu):減速器由箱體、軸系部件、附件組成，其具體結(jié)構(gòu)尺寸見裝配圖及零件圖。謝謝閱讀2).注意事項:1.裝配前所有的零件用煤油清洗箱體內(nèi)壁涂上兩層不被機油浸蝕的涂料;2.齒輪嚙合側(cè)隙用鉛絲檢驗高速級側(cè)隙應不小于0.211m