減速箱說明書(皮帶)

設(shè)計步驟1..機械課程設(shè)計任務(wù) 3電動機的選擇 4傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算 5設(shè)計皮帶傳動 6直齒輪傳動設(shè)計 9軸的設(shè)計 12滾動軸承的選擇及壽命計算 20聯(lián)軸器的設(shè)計計算 22鍵、螺栓、螺母、螺釘?shù)倪x擇 23減速器的潤滑與密封 24設(shè)計心得 251設(shè)計的根本步驟一、電動機的選擇

電動機的選擇及參數(shù)的計算由于工作條件和要求，選用Y型全封閉籠型三相異步電動機。傳動裝置的效率

設(shè)計得出的數(shù)據(jù)Pw=4.2Kw 421 2 3 4式中： 0.9710.992 0.9730.924則：0.970.9940.9720.920.8065730.81電動機的額定功率：PPW

/FW

W W

η=0.84P4.5/0.81=5.56kw2)確定電動機的轉(zhuǎn)速按推舉的合理傳動比范圍，取一級斜齒圓柱齒輪傳動比P=5.56kwi”3~5，開式圓錐齒輪傳動比i”2~3，則合理總傳動比的1范圍i”

26~15

nw71.6r/minn”i”n(6~15)60r/mind wn”(360~900)r/mind機械設(shè)計根底課程設(shè)計17170頁〕〔Y160L-8〕2電動機額定功率P(KW) 7.5r/mind(mm)電動機軸伸出端的安裝高度〔mm〕電動機軸伸出端的長度〔mm〕傳動裝置總沖動比：in/n720/6012m w安排傳動裝置各級傳動比：

72042160110

總傳動比的計算及傳動比的安排

i=10.06iii1 2

i i13 n1式中i、i1 2

、i、…i3

P62.2中選值n

i3i=41

i23.35i2

=i/i1

=12/4=3各軸轉(zhuǎn)速的計算：

n1=240r/minn表示圓柱齒輪主動軸轉(zhuǎn)速 P1 n表示從動軸轉(zhuǎn)速 P2

表示圓柱齒輪主動軸功率表示從動軸功率

n2=71.64r/minn表示錐齒輪主動軸轉(zhuǎn)速 P表示錐齒輪主動軸功率3 3n表示從動軸轉(zhuǎn)速 P表示從動軸功率4 4n=n=720r/minm

P1=4.8WP2=4.61kWn=n=n3 m

/i=720/4r/min1n=n/i=180/3r/min=60r/min4 2 2P=P1 d

*n=5.56*0.97=5.39kw2

Td=66.32N·mP=P*n2 1 1

*n=5.39*0.97*0.99=5.18kw23P=P3 2

*n*n2

=5.18*0.97*0.99=4.97kw3

T1=213.28N·mP=P4 3

n*n2

=4.97*0.99*0.92=4.53kw二、錐齒輪傳動設(shè)計選擇齒輪材 小錐齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度220~250HBS料及精度等 大錐齒輪選用45鋼正火，硬度170~210HBS級 選用9級精度，齒面粗糙度Ra=6.3um按齒根彎曲疲乏強度設(shè)確定模數(shù)，再裝模數(shù)增大10%~20%，無需校核接觸強調(diào)。計 錐齒輪設(shè)計公式為：m>=

T2=622.30N·mPc=5.5KwB型一般Vd 140mmd1d 450mmd2V=5.28m/s45帶速在5~25m/s范圍內(nèi)。5〕確定帶的基準長度Ld和實際中心距a按構(gòu)造設(shè)計要求初定中心距a 1000mm0L0

2a0

(d2 d1

d d2

(d d )2d2 d1 得4aL2a0 0

(d2 d1

d d2

0(d d )2d2 d14a[21000

0(450140)2]mm2950.3mm

2 41000

L0=2864.7mm8.4選取基準長度LD=2800mm。

Ld=2800mm由式aa0Ld

L2 0得實際中心距a為：aa0

LdL020(1000925mm

28002950.3)mm2

a=925mm中心距a的變化范圍為a a0.015L (9250.0152800mm)883mmmin da a0.03L (9250.032800)mm1009mmmax d6〕校驗小帶輪包角1

a 883mmmina 1009mmmax由式1

180

d dd2a

d157.3得 180dd21

dd157.3a180

45014057.3925160.8120確定V帶跟條數(shù)zP P

160.81由式z c C 得[P] (P0 0

P0

)KKL6P Pz c C[P] (P0 0

P0

)KKL依據(jù)d 140mm、n 720r/min，查表8.10，依據(jù)內(nèi)插發(fā)可得d1 01.05P 0

(720400)]kW1.6706kW取P=1.67kW。由式P

Kn

0 0 b1 Ki由表8.18查得K 2.6494103b依據(jù)傳動比i=3.21，查表8.19得K 1.1373則i1P [2.6494103720(10

)]kW0.23kW由表8.4查得帶長度修正系數(shù)K 1.05,由圖8.11查得包角系數(shù)LK 0.97，得一般V帶根數(shù)a5.36z(1.670.23)0.971.05

2.78

z=3圓整得z=3。求初拉力F0及帶輪軸上的壓力FQ由表8.6查的B型一般V帶的每米長質(zhì)量q=0.17kg/m，依據(jù)式500PF

2.5 ( 1) qv2得單根V 0 zv Ka500PF c

2.5 ( 1) 0 zv Ka5005 2.5[ ( 1)0.17(5.28)2]N35.280.97253.70N

F0=257.70NF

2F

zsin

可得作用在軸上的壓力F為F 2F

Q zsin1

22253.703sin

QN1500.28NQ 0 2 2

FQ=1500.88N設(shè)計結(jié)果選用3根B-2800GB/T11544-1997的Va=925mm，帶輪直徑7三、齒輪傳動的設(shè)計

d 140mm，dd1

450mmFQ

1500.88N。設(shè)計一單級斜齒圓柱齒輪減速器中的齒輪傳動。：傳遞功率P=5Kw,皮帶帶動，小齒輪轉(zhuǎn)速n1

224.3r/mini=3，單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)。10年，兩班制工作。選擇齒輪材料及精度等級45220~250HBS45170~210HBS。由于是一般減速器，由表10.228級精度，要求齒面粗Ra

3.2~6.3m。按齒面接觸疲乏強度設(shè)計因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可用公式〔10.22〕公式求出d1的值.從而確定其他參數(shù).d76.43 1 3u 2d H1〕轉(zhuǎn)矩T1有前面算出的數(shù)據(jù)T1213.28Nm213280Nmm載荷系數(shù)K10.11K=1.1ZE查表10.12〔P186〕取Z 189.8E齒數(shù)和齒寬系數(shù)d軟齒面，取z 25，則z zi75；1 2 1由于是軟齒面，直齒輪對稱布置，查表10.20取 b/d 0.8d 1許用接觸應(yīng)力[10.24查得

]和彎曲應(yīng)力[ ]H F 560MPa 530MPaHlim1 Hlim210.10SH應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：

1.0N 60njL 60224.31(1036016)7.761081 hN N/i7.76108/32.591082 1查圖10.27得Z 0.9 Z 0.95NT1 NT28由式[

Z ] NT

Hlim可得H SH[ ]H1

Z NT1 SH

0.9560MPa504MPa1[ ]H2

Z

2 Hlim2SH

0.95530MPa503.5MPa1故：KT(u1)3d 76.4331

u2d hu276.433

1.1213280488.24mm0.835042依據(jù)d m z 求得1 n 1m d/zn 1 1

88.24/253.53由表10.3取標準模數(shù)m 4。n中心距a

m(zn

z2)4(2575)200mm2 2200mm求齒輪主要尺寸d mz1 n1

425mm100mmd mz 475mm300mm2 n2b d 0.810080mm2 d 1bb 1 2所以 b2

80mm，b1

85mm按齒根彎曲疲乏強度校核2121 KT YY KT YY ]2121F bmd F S bm2z F S Fn 1 n1查表10.13 10.14 齒形系數(shù)Y 2.65,應(yīng)力修整系數(shù)Y 1.59F1 S1齒形系數(shù)Y 2.26 Y 1.76F2 S29 1YY

21.12132802.651.59MPanF1 bmd F n

85410058.84

1

]162

m=4MPaF1 Y Y

MPa2.261.76

z=251z=752F2S2

58.84

a=200F2 F1Y

2.651.59F1S155.55MPa[ ]F2

146MPa依據(jù)彎曲強度校核合格。驗算齒輪的圓周速度vdnv 11

100224.3

m/s1.174m/s601000 60100010.228級精度是適宜的。計算幾何尺寸及繪制齒輪零件工作圖分度圓直徑d 100mm，d 300mm1 2齒頂高 h h m 4mma1 a2 n齒頂圓直徑d d 2h 108mma1 1 a1d d 2h 308mma2 2 a2齒根高 h h h 1.25m 5mmf f1 f2 n齒根圓直徑d d2h 90mmf1 1 fd d 2h 290mmf2 2 f全齒高hh1 2

h ha

9mm標準中心距a200mm選擇齒輪傳動的潤滑油粘度、潤滑方式因齒輪的圓周速度v<12m/s，所以選用浸油潤滑，通常將大齒輪浸入油池中進展?jié)櫥?，齒輪浸入油中的深度為一個齒高。由表10.18查得運動粘度值v 120mm2/s，參考附表7.1〔機械設(shè)50C計指導書P135〕選擇工業(yè)閉式齒輪油L-CKB150GB5903—1995。101、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力45鋼并經(jīng)調(diào)制處理。14.7〔P270〕B650MPa查表14.2〔P266〕[ ]60MPa1b2、按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑14.1C=107～118。四、主動軸的設(shè)計

則dC3

Pn(107~118)3

5224.3

mm30.1~33.04mm因I軸上開有鍵槽，因增大軸頸以考慮鍵槽對軸強度的減弱,則直徑應(yīng)增大3%～5%，取為31.30～35.18mm，由設(shè)計手冊取標準直徑d 35mm。13、設(shè)計軸的構(gòu)造并繪制構(gòu)造草圖輪的齒根圓直徑和軸徑相差不多，所以可制成齒輪軸。將軸承對稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸安裝帶輪。1〕確定軸上零件的位置和固定方式圖如以下圖所示。齒輪的左端用軸肩定位，右端用套筒固定。這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定。齒輪的周向固定承受平鍵連接。軸承對稱安裝于齒輪的兩側(cè)，其軸向用軸肩固定，周向承受過盈協(xié)作固定。2〕確定各軸段的直徑如圖以下圖〔圖a〕所示，11I2?A I B圖a1〔外伸端〕直徑最小，135mm；考慮到要對安裝在軸段123上安裝軸承，軸222383安裝軸承，必需滿足軸承內(nèi)徑的標準，故340mm；為了便于拆卸右軸62083.5mm，取442mm55569.5mm；軸承是成對安裝，因此73，用一樣的方法確定640mm3)確定各軸段的長度齒輪輪轂寬度為90，因此l590mm；為保證齒輪端面與箱體不相碰，齒輪斷面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有肯定的間距，取為間距15mm；為保證軸承安裝〔軸承寬度為18m5mm4的長度取為l420mm，用同樣方法確定l620mm，軸承支點距離l150mm；依據(jù)箱體構(gòu)造及帶輪距軸承要有肯定l240mml1為60；依據(jù)軸承6208l720mm

l3 ，

15～10mm1b=10mm，鍵高h=8mm，鍵長L=50mm。4〕選定軸的構(gòu)造細節(jié)，如圓角、倒角、退刀槽等的尺寸。a4、按彎扭合成強度校核軸徑12p1

4.8kW，主動軸的轉(zhuǎn)速為n

224.3r/min，分度圓11直徑d 64mm，轉(zhuǎn)矩T1213280Nmm11圓周力T2TF 1t1 d1

2213280N4265.6N100徑向力F Fr1 t1

tan=1552.55N畫出軸的受力圖〔圖b〕作出平面的彎矩圖〔圖c〕F

4265.6支點反力為：F F

N2132..8NHA1

HB1 2 2I-I150M 2132.8H1

159960Nmm作垂直面內(nèi)的彎矩圖，支點反力為〔圖d〕FF r1F

1552.55 776.275NVA1 2 2FVB1

F Fr1 VA1

2776.275NI-IMVI左

F

l776.275150Nmm58220.625Nmm2I-Il 150MVI右

F VB1

776.275

Nmm58220.625Nmm作合成彎矩圖〔圖e〕MI-I

M2M2H VM M2I左 VI左M M2I右

M2HIM2

58220.6252 58220.6252

15996021599602

170225.86Nmm170225.86Nmm13轉(zhuǎn)矩圖〔圖f〕T213280Nmm1求單量彎矩因減速器單向運轉(zhuǎn)，故可認為轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)變化，修正系數(shù)α為0.6。I-IM M2 〔T

170225.862

0.6

212961.6Nmme1 I右 1確定危急截面及校核強度由于I-I截面直徑最大，假設(shè)此截面沒有危急，則其他截面也就沒有危急，因此只需校核I-II-I14M M

212961.6

212961.6

2.92MPae1 W 3

0.1903查表14.2得[ ]55MPa,滿足 [ ]的條件，故設(shè)計的軸有足夠1b e 1b強度，并有肯定裕量?！?〕修改軸的構(gòu)造因所設(shè)計軸的強度裕度不大，此軸不必再作修改。p2

4.16kWn2

n/374.77r/min1d2

300mm，轉(zhuǎn)矩T

622.3Nm。圓周力Ft2

F 4265.6Nt1徑向力Fr2

F 1552.55Nr11、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力45鋼五、設(shè)計從動 并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由表14.7查得強度極限B=650Mpa，再由表14.2得許用彎軸 曲應(yīng)力

1b

60MPa。2、按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑14.1得C=107~11814.2PdC3n

4.16

40.85~45.1mm考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽存在，故將估算直徑加大3%～5%42.48～46.88mm。由設(shè)計手冊標準直徑d145mm。3、設(shè)計軸的構(gòu)造并繪制構(gòu)造草圖由于設(shè)計的是單級減速器，可將齒輪布置在箱體內(nèi)部中心，將軸承對稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸端安裝半聯(lián)軸器。1〕確定軸上零件的位置和固定方式要確定軸的構(gòu)造外形，必需先確定軸上零件的安裝協(xié)作挨次和固定方式。參考以下圖，確定齒輪從軸的左端裝入，齒輪的右端用軸肩定位，左端用套筒固定。這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定。齒輪的周向固定承受平鍵連15接。軸承對稱安裝于齒輪的兩側(cè)，其軸向用軸肩固定，周向承受過盈協(xié)作固定。確定各軸端的直徑ⅠⅡ1 2d1 2ⅡA圖1-1

d3 3 45BⅠ如上圖所示，軸段1d1=45mm；考慮到要對安裝在軸段12222d250；用一樣的方法確定軸段3、4的直徑d3=55mm，d4=65mm；為了便于拆卸右軸承，可查出62103.5mm，取d5=54mm。確定各軸段的長度75mm3輪轂寬度，取為73mm；為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰，齒輪端面與箱體16.5mm；為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中〔軸承寬度為20mm，并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距內(nèi)壁的距離為5mm，所以軸段4的長度取為21.5mm，軸承支點距離l2(1021.575/2)mm138mm，依據(jù)箱體構(gòu)造及聯(lián)軸器距軸承距l(xiāng)“75mml”為70mm；在軸段1、3上分別加工出鍵槽，使兩鍵槽處于軸的同一圓柱母線上，鍵槽的長度比相應(yīng)的輪轂寬度小約～10m14.6選定軸的構(gòu)造細節(jié)，如圓角、退刀槽等的尺寸。16按設(shè)計結(jié)果畫出軸的構(gòu)造草圖〔圖1-1〕4、按彎曲合成強度校核軸徑畫出軸的受力圖〔1-2〕作水平面內(nèi)的彎矩圖〔1-3〕支點反力為F F

F t22132.8NHA2

HB2 2I-I138MH12132.8 2 147163.2NmmII-IIMH2132.831.5Nmm67183.2Nmm作垂直面內(nèi)的彎矩圖〔圖1-4〕支點反力為FFVB2

r2776.275N217FVA2

F Fr2

776.275NI-IMVI左

lFVA22

776.2751382

53563NmmI-IMVI右

l2

776.2751382

53563NmmII-IIMVFVA231.5776.2531.524452.67Nmm作合成彎矩圖〔1-5〕M M2H

M2VI-IM M2I左

M2 HI

535632147163.22156607.8NmmM M2I右

M2 HI

535632147163.22156607.8NmmII-IIM M2 V

M2 H

24452.67267183.2270835.76Nmm求轉(zhuǎn)矩圖〔1-6〕T622.3Nm622300Nmm2求當量彎矩因減速器單向運轉(zhuǎn)，故可認為轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)變化，修正系數(shù)α為0.6。I-IIMe M2II左

2

156607.82

(0.6622300)2

373380.2NmmII-IIMe M2

(T)2 70835.762(0.6622300)2380039.9Nmm2確定危急截面及校核強度2eI＜ eII由圖可以看出，截面I-I、II-IIMM，且軸eI＜ eII18I-IM

373380.2 e1

MPa22.44MPae1 W 0.1553II-II Me

380039.9380039.9MPa30.40MPae W 2

0.1503[ ]60MPa [ ]查表14.2得 1b ，滿足e 1b 的條件，故設(shè)計的軸有足夠強度，并有肯定裕量。5、修改軸的構(gòu)造因所設(shè)計軸的強度裕度不大，此軸不必再作修改。6、繪制軸的零件圖一、主動軸上的軸承壽命計算6208，主動軸的直徑d=40mm，轉(zhuǎn)速n224.3r/min，工作溫度正常，要求軸承預(yù)定壽命1[L]103601657600hhF F r主 H1

F 2V1 2132.82776.27522270NFa主左

1380.92NF F2

2132.82

(776.272)2

2270Nr從 H1 V1五、滾動軸承的選擇及壽命計算

主動軸上的軸承1〕求當量動載荷PfFP t查表fP1.2 P1.22270N2724N2〕計算所需的徑向額定動載荷值15.6P 60n[L]1 2724 60224.3 1C (fT

1 106

) ( 57600)325023N1 1063〕選擇軸承型號d=40mm620819Cr29500N25023N6208二、從動軸上的軸承壽命計算d 50mm從動軸選用深溝球軸承6210，從動軸的直徑從 ，轉(zhuǎn)速n274.77r/min，工作溫度正常，要求軸承預(yù)定壽命[L]103601657600hh1〕求當量載荷P15.1PfFP tP=3404.52N2〕計算所需的徑向額定動載荷值15.6P 60n[L]1 3404.52 6074.77 1C (fT

1 106

) ( 57600)331274.5N1 1063〕選擇軸承型號d50mm選得6210軸承，其C 35000N31274.5N，與初定值相近，所以選用深溝球軸承6210合r適。軸鍵的選擇1依據(jù)d=35mm，從手冊選取圓頭〔A型〕平鍵，b=10mm，h=8mm，L=50mm〔10mm〕按式p

[dhl

]p 校核該聯(lián)接的強度 4T

4231280

59.24MPap hld 8(5010)35[ ]100MPa由表14.9查得 p ，則該鍵聯(lián)接強度足夠。203〕結(jié)論選取鍵10×50GB/T1096軸鍵的選擇1依據(jù)d=45mm，從手冊選取圓頭〔A〕平鍵，b=14mm，h=9mm，L=60mm，〔10mm〕按p

dhl

]p 校核該聯(lián)接的強度 4T

133.61MPap hld 9(6014)45[ ]150MPa查表14.9查得 p ，則該鍵聯(lián)接強度足夠。3〕結(jié)論選取鍵14×60GB/T10963依據(jù)d=55mm，從手冊選取圓頭〔A〕平鍵，b=16，h=10mm，L=55mm〔8mm〕按p

dhl

]p 校核該聯(lián)接的強度 4T

116.05MPap hld 10(5516)55六、鍵的選擇及其校核七、聯(lián)軸器的選擇八、減速器

[ ]150MPa查表14.9查得 p ，則該鍵聯(lián)接強度足夠。3〕16×55GB/