課程設(shè)計(jì)說明書--二級減速器.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容結(jié)果第1章 機(jī)械傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)1.1選擇電機(jī)1.1.1電機(jī)類型的選擇選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，此系列電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，適用于不易燃，不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械。1.1.2電機(jī)容量的選擇（1）卷筒軸所需功率，取工作機(jī)的傳動(dòng)效率，則卷筒軸所需功率（2） 電動(dòng)機(jī)輸出功率式中分別為從電動(dòng)機(jī)至卷筒軸之間的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率，查表2-41得V帶傳動(dòng)，滾動(dòng)軸承，圓柱齒輪傳動(dòng)，彈性聯(lián)軸器。則故（3） 電動(dòng)機(jī)額定功率由表20-11選取電動(dòng)機(jī)額定功率1.1.3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為：由表2-11查得V帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍，二級圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比范圍，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為可見同步轉(zhuǎn)速為750 r/min、1000 r/min、1500 r/min的電動(dòng)機(jī)均符合，這里初選同步轉(zhuǎn)速分別為1000r/min和1500r/min兩種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，如表1-1所示表1-1電動(dòng)機(jī)型號選擇表由表中數(shù)據(jù)可知兩個(gè)方案均可行，但方案2的傳動(dòng)比較小，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小，因此選用Y132M2-6型電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)安裝及有關(guān)尺寸如下：/mm中心高外形尺寸底腳安裝尺寸地腳螺栓直徑軸伸尺寸HABKDE132515(270/2+210)3152161781238801.2傳動(dòng)比的分配（1） 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比（2） 分配各級傳動(dòng)比取V帶傳動(dòng)比，則減速器的傳動(dòng)比，對于二級圓柱齒輪減速器，為使兩級的大齒輪有相近的浸油深度，高速級傳動(dòng)比和低速級傳動(dòng)比有1.3傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1.3.1各軸的轉(zhuǎn)速、功率和扭矩計(jì)算（1）各軸轉(zhuǎn)速 （2） 各軸輸入功率按電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算各軸輸入功率，即（3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩 Pd=5.17kWPed=5.5kW設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容結(jié)果1.3.2各軸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)表見附表1第2章 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)2.1 V帶的參數(shù)設(shè)計(jì)（1） 確定計(jì)算功率查表8-72得工況系數(shù)（2） 選擇帶型根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速由圖8-72確定A型普通V帶（3） 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑D1和D2由表8-42取主動(dòng)輪直徑，則從動(dòng)輪直徑為取驗(yàn)算帶的速度（4） 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld根據(jù)初步確定中心距確定帶的計(jì)算長度由表8-32選取基準(zhǔn)長度計(jì)算實(shí)際中心距（5） 驗(yàn)算主動(dòng)輪包角（6） 確定帶的根數(shù)由查表8-6(a)2和表8-6(b)2得設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容結(jié)果查表8-92得,查表8-102得，采用化學(xué)纖維線繩結(jié)構(gòu)的帶，取K=1.33根（7） 確定帶的預(yù)緊力（8） 計(jì)算軸上的壓軸力（9） 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 小帶輪結(jié)構(gòu)采用實(shí)心式，查表得電動(dòng)機(jī)軸徑輪緣寬：輪轂寬：2 大帶輪結(jié)構(gòu)采用孔板式結(jié)構(gòu)，輪緣寬可與小帶輪相同，輪轂寬可與軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同步進(jìn)行2.2 V帶的主要參數(shù)表見附表2第三章 齒輪的設(shè)計(jì)3.1.齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)3.1.1高速級斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選擇材料，確定許用應(yīng)力由表9-13根據(jù)工作要求，采用齒面硬度350HBS。小齒輪選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度為260HBS；大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為240HBS；選用8級精度。2、 因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)公式為（1） 選擇齒數(shù)通常，?。?） 小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為T1=147010Nmm（3） 初定載荷系數(shù)Kt因v未知，Kv值不能確定，可初步選載荷系數(shù)，初選設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容結(jié)果（4） 選擇齒寬系數(shù)齒輪采用非對稱簡支布置，查表9-63取齒寬系數(shù)（5） 初選螺旋角，由圖9-113查取節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH=2.433（6） 螺旋角系數(shù)Z=0.985，彈性系數(shù)ZE=189.8（7） 計(jì)算重合度系數(shù)Z端面重合度：縱向重合度：則重合度系數(shù)（8）初算小齒輪的分度圓直徑d1t（9） 確定載荷系數(shù)查表9-23可得使用系數(shù)KA=1.0，因，查圖9-83得動(dòng)載系數(shù)KV=1.1，齒間載荷分配系數(shù)K=1.2，齒向載荷分配系數(shù)K=1.11，則載荷系數(shù)為因K與Kt有較大差異，故需對Kt計(jì)算出的進(jìn)行修正，即（10） 確定模數(shù)，取mn=2.5mm（11） 確定齒輪傳動(dòng)尺寸中心距，取a=201mm則螺旋角所以 （12） 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1 K、T1、m和d1同前2 齒寬b=b2=52.22mm3 齒形系數(shù)和齒根應(yīng)力修正系數(shù)當(dāng)量齒數(shù)為查表9-53得4 重合度系數(shù)5 螺旋角系數(shù)所以3.1.2低速級斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選擇材料，確定許用應(yīng)力由表9-13根據(jù)工作要求，采用齒面硬度350HBS。小齒輪選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度為280HBS；設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容結(jié)果大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為260HBS；選用8級精度。2、因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)公式為（1）選擇齒數(shù)通常，?。?）小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為T2=820650Nmm（3）初定載荷系數(shù)Kt因v未知，Kv值不能確定，可初步選載荷系數(shù)，初選（4） 選擇齒寬系數(shù)齒輪采用非對稱簡支布置，查表9-63取齒寬系數(shù)（5） 初選螺旋角，由圖9-113查取節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH=2.433（6） 螺旋角系數(shù)Z=0.985，彈性系數(shù)ZE=189.8（7） 計(jì)算重合度系數(shù)Z端面重合度：縱向重合度：則重合度系數(shù)（8） 初算小齒輪的分度圓直徑d1t（9） 確定載荷系數(shù)查表9-23可得使用系數(shù)KA=1.0，設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容結(jié)果因，查圖9-83得動(dòng)載系數(shù)KV=1.02，齒間載荷分配系數(shù)K=1.2，齒向載荷分配系數(shù)K=1.07，則載荷系數(shù)為因K與Kt差異不大，故無需對Kt計(jì)算出的進(jìn)行修正（10） 確定模數(shù)，?。?1） 確定齒輪傳動(dòng)尺寸中心距，取則螺旋角所以 （12） 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1 K、T1、mn和d1同前2 齒寬b=b2=52.22mm3 齒形系數(shù)和齒根應(yīng)力修正系數(shù)當(dāng)量齒數(shù)為查表9-53得設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容結(jié)果4 重合度系數(shù)5 螺旋角系數(shù)所以3.2齒輪的主要參數(shù)表高速級斜齒圓柱齒輪序號名稱符號計(jì)算公式及參數(shù)選擇1模數(shù)mn,mt2螺旋角3分度圓直徑4齒頂高5齒根高3.125mm6全齒高h(yuǎn)5.625mm7頂隙0.625mm8齒頂圓直徑9齒根圓直徑10中心距201mm低速級斜齒圓柱齒輪結(jié)果序號名稱符號計(jì)算公式及參數(shù)選擇1模數(shù)mn,mt2螺旋角14.303分度圓直徑4齒頂高3.5mm5齒根高4.375mm6全齒高h(yuǎn)7.875mm7頂隙0.875mm8齒頂圓直徑9齒根圓直徑10中心距242mm3.3斜齒圓柱齒輪上作用力的計(jì)算3.3.1高速級齒輪傳動(dòng)的作用力（1）已知條件 高速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=147010Nmm，轉(zhuǎn)速n1=343r/min,高速級齒輪的螺旋角=14.03，小齒輪左旋，大齒輪右旋，小齒輪分度圓直徑（2）齒輪1的作用力圓周力其方向與力作用點(diǎn)圓周速度方向相反徑向力其方向?yàn)橛闪Φ淖饔命c(diǎn)指向齒輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸向力其方向可用左手法則確定，即用左手握住輪1 的軸線，并使四指的方向順著輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，此時(shí)拇指的指向即為該力方向法向力為法向力為設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容結(jié)果(3) 齒輪2的作用力 從動(dòng)齒輪2各個(gè)力與主動(dòng)齒輪1上相應(yīng)的力大小相等，方向相反3.3.2低速級齒輪傳動(dòng)的作用力（1） 已知條件 中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速n2=59r/min,低速級齒輪的螺旋角=14.30，為使齒輪3的軸向力與齒輪2的軸向力互相抵消一部分，低速級的小齒輪右旋，大齒輪左旋，小齒輪分度圓直徑（2）齒輪3的作用力圓周力其方向與力作用點(diǎn)圓周速度方向相反徑向力其方向?yàn)橛闪Φ淖饔命c(diǎn)指向齒輪3的轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸向力其方向可用左手法則確定，即用左手握住輪1 的軸線，并使四指的方向順著輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，此時(shí)拇指的指向即為該力方向法向力為法向力為（3）齒輪4的作用力 從動(dòng)齒輪4各個(gè)力與主動(dòng)齒輪3上相應(yīng)的力大小相等，方向相反第4章 軸的設(shè)計(jì)1、軸的基本參數(shù)中間軸傳遞的功率，轉(zhuǎn)速,齒輪分度圓直徑，齒輪寬度2、 選擇軸的材料因傳遞的功率不大，并對重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，查資料常選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理3、 查表14-23得C=103126，考慮軸端不承受轉(zhuǎn)矩，只承受少量的彎矩，故取較小值C=105，則結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想如圖所示(1) 軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸承采用兩端固定方式。然后按照軸上零件的安裝順序，從最小直徑處開始設(shè)計(jì)(2) 軸承的選擇與軸段及軸段的設(shè)計(jì) 軸段、上安裝軸承，其直徑應(yīng)便于安裝而且符合軸承內(nèi)徑系列。取軸承7211C進(jìn)行設(shè)計(jì)，驗(yàn)算其壽命符合要求，查表3-194得軸承內(nèi)徑d=55mm,外徑D=100mm，寬度B=21mm，內(nèi)圈定位軸肩直徑，外圈定位內(nèi)徑直徑，對軸的力作用點(diǎn)與外圈大端面的距離，故通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號，則（3）軸段和軸段的設(shè)計(jì) 軸段上安裝齒輪3，軸段上安裝齒輪2，為便于齒輪的安裝，d2和d4應(yīng)分別略大于d1和d5，可初定，齒輪2輪轂寬度范圍為，齒輪2輪轂寬度，左端采用軸肩定位，右端采用套筒固定。由于齒輪3的直徑比較小，采用實(shí)心式，取其輪轂寬度與齒輪寬度相等，其右端采用軸肩定位，左端采用套筒固定。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面，軸段和軸段的長度應(yīng)比相應(yīng)齒輪的輪轂略短，故?。?）軸段 該段為中間軸上的兩個(gè)齒輪提供定位，其軸肩高度范圍為，取其高度為,故齒輪3左端面與箱體內(nèi)壁距離與高速軸輪右端面距箱體內(nèi)壁距離均取為,齒輪2與齒輪3的距離初定為，則箱體內(nèi)壁之間的距離為則箱體內(nèi)壁之間的距離為，則軸段的長度為（5）軸段及的長度 該減速器齒輪的圓周速度小于2m/s，故軸承采用脂潤滑，需要用擋油盤阻止箱體內(nèi)潤滑油漸入軸承座，軸承內(nèi)端面距箱體內(nèi)壁的距離取為，中間軸上兩個(gè)齒輪的固定均由擋油盤完成，則軸段的長度為軸段的長度為（6）軸上力作用點(diǎn)的間距 軸承反力的作用點(diǎn)距軸承外圈大端面的距離，則可得軸的支點(diǎn)及受力點(diǎn)間的距離為5、鍵連接齒輪與軸間采用A型普通平鍵連接，查表3-224得鍵的型號分別為鍵16100 GB/T 1096-2003和鍵1663 GB/T 1096-20034.2高速軸（即軸）的設(shè)計(jì)4.2.1材料的選擇和熱處理1、 軸的基本參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容結(jié)果小齒輪分度圓直徑d1=59.27mm,齒輪寬度b1=70.20mm2、 選擇軸的材料因傳遞的功率不大，并對重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故選常用的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理3、 初算最小軸徑按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度式估算最小軸徑，查表14-23得C=103126，考慮軸端既承受轉(zhuǎn)矩又承受彎矩，故取中間值C=110，則由于V帶輪配合段直徑處有一鍵槽，應(yīng)增大3%取4、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)繪制軸系結(jié)構(gòu)草圖，如圖所示（1） 軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為方便軸承部件的裝拆，減速器的機(jī)體采用部分式結(jié)構(gòu)，該減速器發(fā)熱小、軸不長，故軸承采用兩端固定方式。按軸上零件的安裝順序，從軸的最細(xì)處開始設(shè)計(jì)（2） 軸段軸段上安裝帶輪，此段軸的設(shè)計(jì)應(yīng)與帶輪輪轂軸孔設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。初定d1=35mm,帶輪輪轂的寬度為80mm，軸段的長度略小于轂孔寬度，?。?） 密封圈與軸段在確定軸段的軸徑時(shí)，應(yīng)考慮帶輪的軸向固定及密封圈的尺寸。帶輪用軸肩定位，軸肩高度。軸段的軸徑,其最終由密封圈確定。該處軸的圓周速度小于3m/s,可選用氈圈油封，查表3-284選氈圈40 JB/ZQ 4606-86，則d2=40mm（4）軸承與軸段及軸段考慮齒輪有軸向力存在，選用角接觸球軸承。軸段上安裝軸承，其直徑應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列。現(xiàn)暫取軸承為7209C.查表3-193軸承內(nèi)徑d=45mm，外徑D=85mm，設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容結(jié)果寬度B=19mm，內(nèi)圈定位軸肩直徑，外圈定位內(nèi)徑，在軸上力作用點(diǎn)與外圈大端面的距離，故取軸段的直徑。軸承采用脂潤滑，需要用擋油盤，為補(bǔ)償箱體鑄造誤差和安裝擋油環(huán)，軸承靠近箱體內(nèi)壁的端面距離取，擋油盤的擋油凸緣內(nèi)側(cè)面凸出箱體內(nèi)壁，擋油盤軸孔寬度初定，軸承外端蓋的止口m不宜太小，以免擰緊螺釘時(shí)端蓋歪斜，通常，則，通常一根軸上的兩個(gè)軸承應(yīng)取相同的型號，則，（5）齒輪與軸段該段上安裝齒輪，為便于齒輪的安裝應(yīng)略大于，可初定，查表3-224知該處鍵的截面尺寸為，輪轂鍵槽深度，則該處齒輪上齒根圓與轂孔鍵槽頂部的距離為則有，（6）軸段和的設(shè)計(jì)該軸段直徑可取略大于軸承內(nèi)圈定位軸肩的直徑，則，齒輪右端面距箱體內(nèi)壁距離為，則軸段的長度為，軸段的長(7) 軸段的長度 該軸段的長度除與軸上的零件有關(guān)外，還與軸承座寬度及軸承端蓋等零件有關(guān)。軸承座的寬度為，查表3-24箱座壁厚，取，取軸承旁連接螺栓為M16，則，箱體軸承座寬度，取，取箱體凸緣連接螺栓為M12，地腳螺栓為M20，則有軸承端蓋連接螺釘直徑為，取，軸承端蓋凸緣厚度為，取，軸承端蓋與軸承座間的調(diào)整墊片厚度為t=2mm，端蓋連接螺釘可用GB/T 5781 M825；為方便不拆卸帶輪的條件下可以裝拆軸承端蓋連接螺釘，取帶輪凸緣端面距軸承端蓋表面距離K=28mm，帶輪采用腹板式，螺釘?shù)牟鹧b空間足夠。則（8）軸上力作用點(diǎn)的間距 軸承反力的作用點(diǎn)距離軸承外圈大端面的距離，則軸的支點(diǎn)及受力間的距離為5、 鍵連接帶輪與軸段間采用A型普通平鍵連接，查表3-224得鍵1070 GB/T 1096-20033低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.已知條件低速軸傳遞的功率,轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速,齒輪4分度圓直徑,齒輪寬度2. 選擇軸的材料因傳遞的功率不大，并對重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故選常用的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理3、初算軸徑查表14-23得A=103126，考慮軸端只承受轉(zhuǎn)矩，故取A=105，則由于軸與聯(lián)軸器連接，有一個(gè)鍵槽，軸徑應(yīng)增大3%取4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想圖如圖所示（1）軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 該減速器發(fā)熱小，軸不長，故軸承采用兩端固定方式。按軸上零件的安裝順序，從最小軸徑處開始設(shè)計(jì)（2）聯(lián)軸器及軸段 軸段上安裝聯(lián)軸器，此段設(shè)計(jì)應(yīng)與聯(lián)軸器的選擇同步進(jìn)行為補(bǔ)償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差、隔離震動(dòng)，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查表15-13取，則計(jì)算轉(zhuǎn)矩查表3-124得GB/T5014-2003 HL7型聯(lián)軸器符合要求：公稱轉(zhuǎn)矩為，許用轉(zhuǎn)速,軸孔直徑范圍為?？紤]，取聯(lián)軸器轂孔直徑為85mm，軸孔長度132mm，J型軸孔，A型鍵，相應(yīng)的軸段的直徑，長度（3） 密封圈與軸段 在確定軸段的軸徑時(shí)，應(yīng)考慮聯(lián)軸器的軸向固定及軸承端蓋密封圈的尺寸。聯(lián)軸器用軸肩定位，軸肩高度。軸段的軸徑，最終由密封圈確定，該處軸的圓周速度小于3m/s，可選用氈圈油封，查得選用氈圈100 JB/ZQ4606-86,則（4） 軸承與軸段及軸段的設(shè)計(jì) 軸段及軸段上安裝軸承，其直徑應(yīng)既便于軸承安裝，又應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列?？紤]齒輪有軸向力存在，選用角接觸球軸承。先暫取軸承為702