減速齒輪箱設(shè)計計算

目 錄一、傳動裝配的總體設(shè)計\l“_TOC_250001“電機(jī)的選擇 1求傳動比 2計算各軸的轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩 2二、齒輪的設(shè)計原始數(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 7三、軸的設(shè)計計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 8軸的強(qiáng)度校核 10四、滾動軸承的選擇與計算滾動軸承的選擇 14滾動軸承的校核 14五、鍵連接的選擇與計算鍵連接的選擇 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、潤滑方式、潤滑油型號及密封方式的選擇7.1潤滑方式的選擇 167.2密封方式的選擇 17八、箱體及附件的構(gòu)造設(shè)計和選擇箱體的構(gòu)造尺寸 17附件的選擇 18九、設(shè)計小結(jié) 19十、參考資料 20機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書條件：項項目F〔N〕運(yùn)輸帶速v〔m/s〕D(mm)參數(shù)48002.5210結(jié)構(gòu)簡圖傳動裝配的總體設(shè)計電機(jī)的選擇類型：Y系列三項異步電動機(jī)電動機(jī)功率的選擇假設(shè)：p—工作機(jī)所需功率,kw;wp —電動機(jī)的額定功率,kw；ep—電動機(jī)所需功率kw；d電動機(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〔8級〕、滾動軸承和共同的效率。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電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇以及型號確實定方案號1

號Y180L-6

額定功率 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 總傳動比〔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)按方案二選擇電動機(jī)。查表可得：外伸軸長度80mm,直徑38mm，額定功率和滿載轉(zhuǎn)速見上表。求傳動比n 601000v6010002.5227.48r/minw D 3.14210n 970mi n 970mi nw齒227.48計算各軸的轉(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)計原始數(shù)據(jù)強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限屈服極限材料牌號熱處理方法硬 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，該齒輪傳動為閉式軟尺面?zhèn)鲃?，軟尺面硬?lt;350HBS ，所以齒輪的相關(guān)參數(shù)按接觸強(qiáng)度設(shè)計，彎曲強(qiáng)度校核。 HlimZ ZHP S N WHlim式中：Hlim—試驗齒輪的接觸疲乏強(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)，對于斜齒輪傳動 =0.75~0.88，取zK=0.80；Kk=1.3~1.7,因是斜齒輪傳動，故k取小K=1.5；d—齒寬系數(shù)，對于軟尺面〔<350HBS ，齒輪相對于軸承 對稱布置時，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?、噪音有要求的齒輪，可取 10~20，或者更大值。本設(shè)計為一般要求，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)計計算齒輪分度圓直徑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名稱代號小齒輪大齒輪中心距amm200傳動比i4.26模數(shù)mmm2徑徑徑齒寬dmm75.80324.21dda mm79.80328.21dfmm70.80319.21bmm8476軸的設(shè)計計算軸的材料選擇和最小直徑估算軸的材料選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。高速軸和低速軸直徑初算直徑時，假設(shè)最小直徑段開于鍵槽，應(yīng)考慮鍵槽對軸強(qiáng)度的影d5%~7%，兩個鍵槽時，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)計高速軸的構(gòu)造設(shè)計3Pn3Pn11313.35970d C1 1

1.05110

1.0526.36mm結(jié)合電動機(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3Pn3Pn11313.35970d C1 1

1.05110 1.0526.36mm結(jié)合電動機(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。滾動軸承的選擇與計算滾動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)量動載荷22FA1

FAp f2 p

(XF

YFA2

，14-12fp

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

1102.33/25103

0.0441 e0.24，可計算出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鍵連接的選擇與計算鍵連接的選擇選擇一般平鍵，軸軸代號公稱直公稱尺寸徑〔mm〕bh(mmmm)11474GB/T1096-20031864GB/T1096-200344~5014×9長度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；鍵的長度lLb641846mm；鍵的接觸高度k0.5h0.5115.5mm；鍵轉(zhuǎn)動的轉(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〕潤滑方式、潤滑油牌號及密封方式的選擇潤滑方式的選擇當(dāng)潤滑方式有兩種：當(dāng)

2~3m/s時，承受油潤滑；2m/s時，承受指潤滑.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)計和選擇箱體的構(gòu)造尺寸名稱符號名稱符號箱座〔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軸承旁凸臺的高度和半徑h,R1H由構(gòu)造要求來確定軸承座的外徑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