二級(jí)減速器設(shè)計(jì)方案

PAGEPAGE22目錄第一章：傳動(dòng)方案的擬定及說明…………………2第二章：電動(dòng)機(jī)的選擇……………2第三章：計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)………3一．傳動(dòng)比分配二．運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算第四章：帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)………………4一．帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)二．V帶的結(jié)構(gòu)圖第五章：齒輪設(shè)計(jì)…………………6一．高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)二．低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)三．齒輪結(jié)構(gòu)圖四．齒輪設(shè)計(jì)歸納總結(jié)第六章：減速器裝配草圖設(shè)計(jì)……………………14一．減速器零件的位置尺寸二．減速器裝配草圖第七章：軸的設(shè)計(jì)計(jì)算……………15一．高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算二．中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算三．低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算第八章：滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算…………………18第九章：鍵連接的選擇及校核計(jì)算………………19一．中間軸上鍵的選擇及校核計(jì)算二．低速軸上鍵的選擇及校核計(jì)算第十章：聯(lián)軸器的選擇……………20第十一章：減速器箱體和附件的選擇……………20第十二章：潤(rùn)滑與密封……………21第十三章：設(shè)計(jì)小結(jié)………………21第十四章：參考文獻(xiàn)………………22第一章：傳動(dòng)方案的擬定及說明已知：帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速為=71r/min，減速器的輸出功率=5.2kw，該設(shè)備的使用年限為29年，一年工作365天，工作制為單班制（8小時(shí)），工作中有輕微振動(dòng)。傳動(dòng)方案的擬定為雙級(jí)圓柱齒輪減速器，采用高速級(jí)分流式。齒輪相對(duì)于軸承為對(duì)稱布置，沿齒寬載荷分布較均勻。減速器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但可用于大功率，變載荷場(chǎng)合。第二章：電動(dòng)機(jī)的選擇一：電動(dòng)機(jī)容量工作機(jī)所需功率已知：=5.2kw,轉(zhuǎn)速=71r/min2.電動(dòng)機(jī)的輸出功率由表2-4得：V帶傳動(dòng)效率=0.96，彈性聯(lián)軸器傳動(dòng)效率=0.99，閉式圓柱齒輪傳動(dòng)效率,,=0-97，滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率,,=0.99，考慮傳動(dòng)裝置的功率損耗，電動(dòng)機(jī)輸出功率為==0.84故電動(dòng)機(jī)的輸出功率==5.2kw/0.84=6.19KW3.電動(dòng)機(jī)的額定功率根據(jù)計(jì)算出的輸出功率查表20-1可得電動(dòng)機(jī)額定功率=7.5kw。4.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速V帶傳動(dòng)比的范圍為2~4，單級(jí)圓柱齒輪的傳動(dòng)比為3~6，故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速初步估算為：=71*2*3*3~71*4*6*6=1278~10224據(jù)此同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和3000r/min的電動(dòng)機(jī)均符合，對(duì)比如下：方案型號(hào)額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速質(zhì)量1Y132S2—27.5KW3000r/min2900r/min70Kg2Y132M—47.5KW1500r/min1440r/min81Kg5.電動(dòng)機(jī)的確定通過方案對(duì)比，考慮到在同樣滿足功率和轉(zhuǎn)速的情況下，方案2體積尺寸小，節(jié)省空間和材料，故選擇方案2，即Y132M—4型電動(dòng)機(jī)。第三章：計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)一．傳動(dòng)比分配1.傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比2.各級(jí)傳動(dòng)比分配V帶傳動(dòng)比高速級(jí)齒輪傳動(dòng)比低速級(jí)齒輪傳動(dòng)比二．運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算電動(dòng)機(jī)軸為0軸，高速軸為1軸，中間軸為2軸，低速軸為3軸。各軸轉(zhuǎn)速各軸輸入功率各軸轉(zhuǎn)矩動(dòng)力參數(shù)表項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸高速軸中間軸低速軸轉(zhuǎn)速（r/min）144072021371功率（KW）7.57.26.786.51轉(zhuǎn)矩（N.m）49.7195.5304875.64傳動(dòng)比23.383效率0.960.940.96第四章：帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)一．帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)已知電動(dòng)機(jī)功率=7.5KW,轉(zhuǎn)速=1440r/min,傳動(dòng)比=2,工作制為單班制8小時(shí)，工作中有輕微振動(dòng)。確定計(jì)算功率查表8-7得工作情況系數(shù)，故：選擇V帶的帶型根據(jù)由圖8-11選用V帶的帶型為A型。確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑由表8-6和表8-8，取小帶輪基準(zhǔn)直徑驗(yàn)算帶速因5m/s<V<30m/s，故帶速合適。計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑根據(jù)表8-8取圓整為確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度根據(jù)式（8-20）有：取初定中心距為計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為計(jì)算實(shí)際中心距驗(yàn)算小帶輪上的包角驗(yàn)算帶的根數(shù)Z計(jì)算單根V的額定功率由和=1440r/min,查表8-4a得根據(jù)=1440r/min,=2和A型帶，查表8-4b得查表8-5得查表8-2得，于是:計(jì)算V帶根數(shù)取整為5根。二．V帶的結(jié)構(gòu)圖第五章：齒輪設(shè)計(jì)一．高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)已知高速級(jí)分流輸入功率為3.6KW,小齒輪轉(zhuǎn)速=720r/min，傳動(dòng)比=3.38，工作壽命為29年，每年工作365天，單班制，工作中有輕微振動(dòng)。1.選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng),因運(yùn)輸機(jī)是一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度。大小齒輪的材料均為，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為48~55HRC.選小齒輪齒數(shù)為，大齒輪齒數(shù)為，初選螺旋角。2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩由表10-7選齒寬系數(shù)由表10-6查得材料彈性影響系數(shù)由表10-30選取區(qū)域系數(shù)由圖10-26查得故計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)由圖10-21d按齒面硬度查得齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：取失效率為1%，安全系數(shù)S=1,由式（10-12）得：計(jì)算試算小齒輪分度圓直徑取計(jì)算圓周速度計(jì)算齒寬及模數(shù)計(jì)算齒寬與齒高之比計(jì)算縱向重合度計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)圓周速度為，7級(jí)精度由圖10-8得動(dòng)載荷系數(shù)由表10-3查得由輕微振動(dòng)查表10-2得使用系數(shù)由表10-4查得由齒寬與齒高之比和查圖10-13得載荷系數(shù)按實(shí)際載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑計(jì)算模數(shù)3.按齒根彎曲強(qiáng)度校核確定計(jì)算參數(shù)計(jì)算載荷系數(shù)由圖10-20d查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4根據(jù)重合度由圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5得：計(jì)算大小齒輪的并加以比較小齒輪的數(shù)值較大。校核計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)3.14大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)1.44，滿足條件要求，故取模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值為：取分度圓直徑為大小齒輪齒數(shù)為：4.幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距按圓整后的中心距修正螺旋角因值與相差不大，故參數(shù)等不必修正。計(jì)算大小齒輪分度圓直徑計(jì)算齒輪寬度取圓整后二．低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)已知低速級(jí)輸入功率為6.51KW,小齒輪轉(zhuǎn)速n3=71r/min，傳動(dòng)比=3，工作壽命為29年，每年工作365天，單班制，工作中有輕微振動(dòng)。1.選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng),因運(yùn)輸機(jī)是一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度。大小齒輪的材料均為，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為48~55HRC.選小齒輪齒數(shù)為&&=30，大齒輪齒數(shù)為&&=90.2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩由表10-7選齒寬系數(shù)由表10-6查得材料彈性影響系數(shù)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)由圖10-21d按齒面硬度查得齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：取失效率為1%，安全系數(shù)S=1,由式（10-12）得：計(jì)算試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值取計(jì)算圓周速度計(jì)算齒寬及模數(shù)計(jì)算齒寬與齒高之比計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)圓周速度為，7級(jí)精度由圖10-8得動(dòng)載荷系數(shù)由表10-3查得直齒輪由輕微振動(dòng)查表10-2得使用系數(shù)由表10-4查得由齒寬與齒高之比和查圖10-13得載荷系數(shù)按實(shí)際載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑計(jì)算模數(shù)3.按齒根彎曲強(qiáng)度校核確定計(jì)算參數(shù)計(jì)算載荷系數(shù)由圖10-20d查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5得：計(jì)算大小齒輪的并加以比較小齒輪的數(shù)值較大。校核計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)相差不大，故取標(biāo)準(zhǔn)值：取分度圓直徑為大小齒輪齒數(shù)為幾何尺寸計(jì)算計(jì)算大小齒輪分度圓直徑計(jì)算中心距計(jì)算齒輪寬度取圓整后三．齒輪結(jié)構(gòu)圖四．齒輪設(shè)計(jì)歸納總結(jié)高速級(jí)小齒輪高速級(jí)大齒輪低速級(jí)小齒輪低速級(jí)大齒輪齒數(shù)21713090分度圓直徑6522090270齒根圓直徑57.5212.582.5262.5齒頂圓直徑712269696齒寬70659892模數(shù)3中心距142.5180第六章：減速器裝配草圖設(shè)計(jì)一．減速器零件的位置尺寸代號(hào)名稱取用值齒輪頂圓至箱體內(nèi)壁的距離15齒輪端面至箱體內(nèi)壁的距離20軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離12旋轉(zhuǎn)零件間的軸向距離15齒輪頂圓至軸表面的距離20大齒輪頂圓至箱體內(nèi)壁的距離40箱底至箱底內(nèi)壁的距離20減速器中心高191箱體內(nèi)壁至軸承座孔端面的距離54軸承端蓋凸緣厚度9.6，12箱體內(nèi)壁軸向距離305.5箱體軸承座孔端面的距離413二．減速器裝配草圖第七章：軸的設(shè)計(jì)計(jì)算已知各軸基本情況如下：項(xiàng)目高速軸中間軸低速軸轉(zhuǎn)速（r/min）72021371功率（KW）7.26.786.51轉(zhuǎn)矩（KN.m）95.5304875.64一．高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（齒輪軸）1.初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取，于是得：，取查表14-1取，計(jì)算得到聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩為124150N.mm，據(jù)此查表17-4選取HL2型彈性柱銷聯(lián)軸器。其半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔直徑為60mm,但為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故軸的長(zhǎng)度應(yīng)略短一些，取L=58mm.2.軸的具體尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如高速軸設(shè)計(jì)圖所示。二．中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（齒輪軸）1.初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取，于是得：，取2.軸的具體尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如中間軸設(shè)計(jì)圖所示。三．低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取，于是得：取查表14-1取，計(jì)算得到聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩為，據(jù)此查表17-4選取HL5型彈性柱銷聯(lián)軸器。其半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔直徑為107mm,但為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故軸的長(zhǎng)度應(yīng)略短一些，取L=105mm.2.軸的具體尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如低速軸設(shè)計(jì)圖所示。3.低速軸強(qiáng)度校核計(jì)算（按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算）求作用在齒輪上的力強(qiáng)度校核，故滿足強(qiáng)度要求。軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖和彎矩圖如低速軸的載荷分析圖所示。第八章：滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算一.高速軸,中間軸軸承選擇計(jì)算根據(jù)軸承受力和轉(zhuǎn)速情況,以及裝軸承處的軸頸直徑,查表13-9選用30208型圓錐滾子軸承.二.低速軸軸承選擇計(jì)算已知齒輪的軸向載荷,則軸承也無軸向載荷.齒輪的徑向載荷,則軸承的徑向載荷.低速軸的轉(zhuǎn)速為,裝軸承處的軸頸直徑為,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有輕微振動(dòng),預(yù)期工作壽命為.考慮到無軸向力,選用深溝球軸承.具體選用過程如下:求比值,據(jù)此查表13-5得.初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷按表13-6取,則:根據(jù)式(13-6),求軸應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷據(jù)此查表13-5選6313型深溝球軸承,其基本額定靜載荷.第九章：鍵連接的選擇及校核計(jì)算一．中間軸上鍵連接的選擇及校核計(jì)算已知齒輪為7級(jí)精度，裝齒輪處的軸頸，齒輪輪轂寬度為，需傳遞的轉(zhuǎn)矩，載荷有輕微沖擊。根據(jù)從表6-1中選用A型普通平鍵的，鍵長(zhǎng)。校核鍵連接強(qiáng)度由表6-2查得許用擠壓應(yīng)力，鍵的工作長(zhǎng)度為，鍵與輪轂槽的接觸高度為。由式（6-1）得：滿足強(qiáng)度要求。二．低速軸上鍵連接的選擇及校核計(jì)算已知齒輪為7級(jí)精度，裝齒輪處的軸頸，齒輪輪轂寬度為，需傳遞的轉(zhuǎn)矩，載荷有輕微沖擊。1.根據(jù)從表6-1中選用A型普通平鍵的，鍵長(zhǎng)。2.校核鍵連接強(qiáng)度由表6-2查得許用擠壓應(yīng)力，鍵的工作長(zhǎng)度為，鍵與輪轂槽的接觸高度為。由式（6-1）得：滿足強(qiáng)度要求。第十章：聯(lián)軸器的選擇該設(shè)計(jì)中高速軸和低速軸均用到聯(lián)軸器，其中高速軸上安裝聯(lián)軸器的軸直徑為，轉(zhuǎn)矩。低速軸上安裝聯(lián)軸器的軸的直徑為，轉(zhuǎn)矩。查表14-1取工作情況系數(shù)。據(jù)此有聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩：據(jù)此查表17-4選優(yōu)HL2型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為，半聯(lián)軸器的孔徑為，長(zhǎng)度為，與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為。據(jù)此查表17-4選優(yōu)HL5型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為，半聯(lián)軸器的孔徑為，長(zhǎng)度為，與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為。第十一章：減速器箱體和附件的選擇減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號(hào)尺寸箱座壁厚8箱蓋壁厚8箱體凸緣厚度，，箱座，箱蓋，箱底座加強(qiáng)肋厚，箱座，箱蓋地腳螺釘直徑18地腳螺栓數(shù)目n4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑14箱蓋箱座聯(lián)接螺栓直徑10軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目n軸承蓋（軸承座端面）外徑120，170觀察孔蓋螺釘直徑6至箱體外壁距離22至凸緣邊緣的距離20軸承旁凸臺(tái)高度和半徑H，h=45，箱體外壁至軸承座端面距離47箱體的結(jié)構(gòu)與減速器的附件設(shè)計(jì)均參