二級展開式斜齒圓柱齒輪減速器說明書

1、目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書2第一部分 傳動裝置總體設(shè)計(jì)4第二部分 v帶設(shè)計(jì)7第三部分 各齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算10第四部分 各軸的設(shè)計(jì)計(jì)算16第五部分 各軸軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算23第六部分 鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算25第七部分 聯(lián)軸器的選擇26 第八部分 潤滑方式及密封裝置的選擇27第九部分 箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算28第十部分 參考文獻(xiàn)29第十一部分 設(shè)計(jì)心得30設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書一、 課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置（簡圖如下）原始數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)編號12345678910輸送帶工作速v/(m/s)0.630.750.850.80.80.70.730.750.85 50.9卷筒直徑d/mm300330350350380300360320

2、360380輸送帶主動軸轉(zhuǎn)矩t/(n.m)7006706509501050900660900900950工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)輸速度允許誤差為，工作時(shí)有輕微振動，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，單班制工作（16小時(shí)/天）。二、 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容1）傳動裝置的總體設(shè)計(jì)。2）傳動件及支承的設(shè)計(jì)計(jì)算。3）減速器裝配圖及零件工作圖。4）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書編寫。 每個(gè)學(xué)生應(yīng)完成：1） 部件裝配圖一張（a1）。2） 零件工作圖兩張（a4）3） 設(shè)計(jì)說明書一份（60008000字）。本組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：第九組數(shù)據(jù)：輸送主動軸轉(zhuǎn)矩t/(n.m) 900 。 輸送帶速度v/(m/s) 0.85 。 滾筒直徑d/mm 360

3、 。 已給方案：外傳動機(jī)構(gòu)為v帶傳動。 減速器為兩級展開式圓柱齒輪減速器。第一部分 傳動裝置總體設(shè)計(jì)一、 傳動方案（已給定）1） 外傳動為v帶傳動。2） 減速器為兩級展開式圓柱齒輪減速器。3） 方案簡圖如下：二、該方案的優(yōu)缺點(diǎn)： 該工作機(jī)有輕微振動，由于v帶有緩沖吸振能力，采用v帶傳動能減小振動帶來的影響，并且該工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大，可以采用v帶這種簡單的結(jié)構(gòu)，并且價(jià)格便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了成本。減速器部分兩級展開式圓柱齒輪減速，這是兩級減速器中應(yīng)用最廣泛的一種。齒輪相對于軸承不對稱，要求軸具有較大的剛度。高速級齒輪常布置在遠(yuǎn)離扭矩輸入端的一邊，以減小因彎曲變形所引起的載荷沿

4、齒寬分布不均現(xiàn)象。原動機(jī)部分為y系列三相交流異步電動機(jī)。 總體來講，該傳動方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低傳動效率高。- -設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果三、原動機(jī)選擇（y系列三相交流異步電動機(jī)）工作機(jī)所需功率： =2.9kw (見課設(shè)p9) 傳動裝置總效率：（見課設(shè)式4-4）1個(gè)v帶 1個(gè)聯(lián)軸器 1個(gè)滾動軸承（輸送機(jī)） 3對滾動軸承 2個(gè)齒輪 電動機(jī)的輸出功率： 取 （見課設(shè)式2-4） 選擇電動機(jī)為y132s-4型 （見課設(shè)表20-1）技術(shù)數(shù)據(jù)：額定功率（） 5.5 滿載轉(zhuǎn)速（） 960 額定轉(zhuǎn)矩（） 2.0 最大轉(zhuǎn)矩（） 2.0 y132s-4電動機(jī)的

5、外型尺寸（mm）： （見課設(shè)表20-2）a：216 b：178 c：89 d：38 e：80 f：10 g：33 h：132 k：12 ab：280 ac：135 ad：210 hd：315 bb：238 l：515四、傳動裝置總體傳動比的確定及各級傳動比的分配1、 總傳動比： （見課設(shè)式2-6） 2、 各級傳動比分配： （見課設(shè)式2-7） 初定 綜合上述可得參數(shù) 各軸電動機(jī)軸軸軸軸轉(zhuǎn)速n/r/min960384116.18845.707輸入功率p/kw5.55.174.9144.67輸入轉(zhuǎn)矩t/nm54.714128.577403.903975.748傳動比i2.53.3052.542效率0

6、.960.950.96第二部分 v帶設(shè)計(jì)外傳動帶選為 普通v帶傳動 1、 確定計(jì)算功率：1）、由表13-8查得工作情況系數(shù) 2）、由式 2、選擇v帶型號 查圖13-15(機(jī)設(shè))選a型v帶。3.確定帶輪直徑 （1）、參考圖13-15（機(jī)設(shè)）及表13-9（機(jī)設(shè)）選取小帶輪直徑 （電機(jī)中心高符合要求）（2）、驗(yàn)算帶速 （3）、由式13-9（機(jī)設(shè)）得從動帶輪直徑 ?。?）、傳動比 i （5）、從動輪轉(zhuǎn)速4.確定中心距和帶長（1）、初選中心距 ?。?）、求帶的計(jì)算基準(zhǔn)長度l0，由式13-2得由表13-2選取帶的基準(zhǔn)長度ld=2000mm(3)、計(jì)算中心距:a (4)、確定中心距調(diào)整范圍 5.驗(yàn)算小帶輪包

7、角1 6.確定v帶根數(shù)z (1)、由d1=112 n1=960r/min，查表（13-3機(jī)設(shè)）得 p0=1.15kw (2)、由表（13-5機(jī)設(shè)）查得p0=0.11kw (3)、由表查得（13-7機(jī)設(shè)）查得包角系數(shù) (4)、由表(13-2機(jī)設(shè))查得長度系數(shù)kl=1.03 (5)、計(jì)算v帶根數(shù)z 取z=5根 7計(jì)算單根v帶初拉力f0，由式（13-17）機(jī)設(shè)。 q由表13-1機(jī)設(shè)查得 8計(jì)算對軸的壓力fq，由此可得 9確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，給制帶輪工作圖 小帶輪基準(zhǔn)直徑d1=112mm采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)。大帶輪基準(zhǔn)直徑d2=280mm，采用孔板式結(jié)構(gòu)，基準(zhǔn)圖見零件工作圖。第三部分 各齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算一、高

8、速級減速齒輪設(shè)計(jì)（斜齒圓柱齒輪）1.齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇，因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，都采用45號鋼，鍛選項(xiàng)毛坯，大小齒輪均表面淬火處理，均用硬齒面。齒輪精度用9級，輪齒表面精糙度為ra1.6，軟齒面閉式傳動，失效形式為占蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取z1=29 則z2=z1i2=293.305=95.845 取z2=962.設(shè)計(jì)計(jì)算。（1）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)實(shí)際轉(zhuǎn)動比 =3.310， t1=9.55106p/n=9.551065.21/368.67=136000 nmm由圖（11-1）選取齒輪材料的接觸疲勞極限應(yīng)

9、力分別為 hlin1=1130 mpa hlin2=1130mpa選取齒輪材料的彎曲疲勞極陰應(yīng)力分別為 fe1=690 mpa fe2=690mpa 由表11-5查得接觸疲勞安全系數(shù)：sh=1 sf=1.25 由式(11-2)(11-5)求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力 初選螺旋角 取z1=29 則z2=z1i2=293.305=95.845取 z2=96實(shí)際傳動比i2=96/29=3.310齒形系數(shù) 由圖11-8查得，yfa1=2.61，yfa2=2.24,ysa1=1.64,ysa2=1.82 因 故應(yīng)對小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。代入以上數(shù)據(jù)得法向模數(shù) mn由表4-1取 mn=2mm 計(jì)算幾何尺

10、寸中心距 取a=130mm確定螺旋角 齒輪分度圓直徑 齒寬 b=dd1=0.660.320=36.192mm取b2=40mm b1=45mm3. 校核齒面接觸強(qiáng)度由表11-3和11-6查得k=1.2 d=0.6再由表11-6查得ze=189.8 又因?yàn)閦h=2.5代入數(shù)據(jù)得 則齒輪圓周速度為 v1=(d1n1/601000)=1.212m/s對照表11-2，選9級制造精度是合適的。綜合上述可得：名稱符號計(jì)算公式及取值1端面模數(shù)= 2.079962螺旋角3分度圓直徑d=60.32mm, =199mm4齒頂高=2mm5齒根高=1.25=2.5mm6全齒高h(yuǎn)+=4.5mm7頂隙c-=0.5mm8齒頂

11、圓直徑=d+2, mm, mm9齒根圓直徑=d-2,mm, mm10中心距aa1=130mm二、低速級減速齒輪設(shè)計(jì)（斜齒齒圓柱齒輪）1.齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇，因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，都采用45號鋼，鍛選項(xiàng)毛坯，大齒輪小齒輪均表面淬火處理，均用硬齒面。齒輪精度用9級，輪齒表面精糙度為ra1.6，軟齒面閉式傳動，失效形式為占蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取z3=26 則z4 =z3i3=272.542=68.634 取z4=692.設(shè)計(jì)計(jì)算。（1）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) t2=9.55106p/n=9.551064.91

12、4/116.188=404000 nmm由圖（11-1）選取齒輪材料的接觸疲勞極限應(yīng)力分別為 hlin1=1130 mpa hlin2=1130mpa選取齒輪材料的彎曲疲勞極陰應(yīng)力分別為 fe1=680 mpa fe2=680mpa 由表11-5查得接觸疲勞安全系數(shù)：shmin=1.0 sfmin=1.25 由式(11-2)(11-5)求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力 初選螺旋角 取z3=27 則z4=z2i2=272.542=68.634實(shí)際傳動比i2=69/27=2.556齒形系數(shù) 由圖11-8查得，yfa1=2.75，yfa2=2.26,ysa1=1.58,ysa2=1.76 因 故應(yīng)對小齒

13、輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。代入以上數(shù)據(jù)得法向模數(shù) mn由表4-1取 mn=3mm 計(jì)算幾何尺寸中心距 取a=150mm確定螺旋角 齒輪分度圓直徑 齒寬 b=dd1=0.684.375=50.625mm取b4=55mm b3=60mm4. 校核齒面接觸強(qiáng)度由表11-3和11-6查得k=1.2 d=0.6 再由表11-6查得ze=189.8 又因?yàn)閦h=3代入數(shù)據(jù)得 則齒輪圓周速度為 v1=(d1n1/601000)=0.493m/s對照表11-2，選9級制造精度是合適的?？偨Y(jié)：高速級 z1=29 z2=96 m=2 低速級 z3=27 z5=69 m=3綜合上述可得表： 序號名稱符號計(jì)算公式及取值1端

14、面模數(shù)= 3.1252螺旋角3分度圓直徑d=84mm, =215.62mm4齒頂高=,=3mm5齒根高=1.25=3.75mm6全齒高h(yuǎn)+=6.75mm7頂隙c-=0.75mm8齒頂圓直徑=d+2, mm, mm9齒根圓直徑=d-2,mm, mm10中心距aa2=()=150mm第四部分 各軸的設(shè)計(jì)計(jì)算高速軸的設(shè)計(jì)1.選擇軸的材料及熱處理由于減速器傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求故選擇常用材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理.2.初估軸徑按扭矩初估軸的直徑,查表14-2,得c=118107,考慮到安裝聯(lián)軸器的軸段僅受扭矩作用.則: d1min= d2min=d3min= 3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1），對軸段

15、1設(shè)計(jì)計(jì)算 如圖首先確定個(gè)段直徑a段：=38mm （由最小直徑和v帶輪算出）b段：=43mm，由第二段比第一段大5-10毫米c段：=45mm，與軸承（軸承7209ac）配合，取軸承內(nèi)徑d段：=52mm，由軸承7209ac的安裝尺寸查表確定 e段：=55mm，將高速級小齒輪設(shè)計(jì)為齒輪軸g段， =45mm, 與軸承（軸承7209ac）配合，取軸承內(nèi)徑f段：=52mm, 由軸承7209ac的安裝尺寸查表確定第二、確定各段軸的長度a段：=63mmb段：=67mm，考慮軸承蓋與其螺釘長度然后圓整取55mmc段：=29mm, 與軸承（軸承7207ac）配合,加上擋油盤長度 =b+3+2=17+10+2=2

16、9mmg段：=32mm, 與軸承（軸承7207ac）配合,加上擋油盤長度f段：， e段：，齒輪的齒寬d段：=85.5mm, 考慮各齒輪齒寬及其間隙距離，箱體內(nèi)壁寬度減去箱體內(nèi)已定長度后圓整得=85.5mm 軸總長l=279mm 兩軸承間距離（不包括軸承長度）s=87mm，（2)、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 軸的設(shè)計(jì)圖如下：首先，確定各段的直徑a段:=55mm,與軸承（軸承7210ac）配合f段：=55mm，與軸承（軸承7210ac）配合e段：=36mm，非定位軸肩b段：=33mm, 非定位軸肩，與齒輪配合c段：=80mm, 齒輪軸上齒輪的分度圓直徑d段：=45mm, 定位軸肩然后確定各段距離：a段： =32

17、mm, 考慮軸承（軸承7210ac）寬度與擋油盤的長度b段：=8mm,根據(jù)軸齒輪到內(nèi)壁的距離及其厚度c段：=48mm,根據(jù)齒輪軸上齒輪的齒寬e段：=43mm, 根據(jù)高速級大齒輪齒寬減去2mm（為了安裝固定）f段：=30mm，考慮了軸承長度與箱體內(nèi)壁到齒輪齒面的距離d段：=15mm軸總長l=176mm(3)、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算首先，確定各軸段直徑a段: =55mm, 與軸承（軸承7212ac）配合b段: =63mm,非定位軸肩,h取3mmc段: =80mm,定位軸肩，取h=7mmd段: =60mm, 非定位軸肩，h=6mme段: =55mm, 與軸承（軸承7212ac）配合f段: =58mm,按照齒輪

18、的安裝尺寸確定g段: =50mm, 聯(lián)軸器的孔徑然后、確定各段軸的長度a段: =42mm,由軸承長度，3，2，擋油盤尺寸b段: =43mm，齒輪齒寬減去2mm，便于安裝c段: =10mm, 軸環(huán)寬度，取圓整值d段: =51mm,由兩軸承間距減去已知長度確定e段: =33mm, 由軸承長度，3，2，擋油盤尺寸f段: =55mm, 考慮軸承蓋及其螺釘長度，圓整得到g段: =80mm,聯(lián)軸器孔長度 軸總長l=314mm 4. 低速軸的校核 (1). 軸的受力分析畫軸的受力簡圖和彎矩圖。 (2). 計(jì)算支座反力。ft=2t1/d1=fr=fttg20/cos。= 3431.41nfa=fttg=263

19、9.73n在水平面上f2h=ft-f1h=9050.63-5853.40=3197.23n 在垂直面上f2v=fr-f1v=3431.41-672.55=2758.86n (3). 由畫彎矩圖 在水平面上，a-a剖面左側(cè) mah=f1hl1=5853.400.065=380.471nma-a剖面右側(cè) mah=f2hl2=3197.230.119=380.47nm 在垂直面上,a-a剖面左側(cè) mav=f1vl1=672.550.065=43.72nm a-a剖面右側(cè) mav=f2vl2=2758.860.119=328.30 nm 合成彎矩，a-a剖面左側(cè)a-a剖面右側(cè) （4）. 危險(xiǎn)截面的當(dāng)量

20、彎矩查表14-1和14-3得 取 （5）. 計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 故該軸符合強(qiáng)度條件!5.軸上倒角與圓角為保證軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊的推薦，取軸肩圓角半徑為1mm。其他軸肩圓角半徑均為2mm。第五部分 各軸軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 1.軸上零件的周向固定為了保證良好的對中性，齒輪與軸選用過盈配合h7/r6。與軸承內(nèi)圈配合軸勁選用k6,3.2.初選軸承（1）.軸選軸承為7209ac（2）.軸選軸承為7210ac（3）.軸選軸承為7214ac根據(jù)軸承確定各軸安裝軸承的直徑為:d1=26mmd2=35mmd3=36mm 3. 低速軸軸承的校核f2h=ft-f1h=9050.63-585

21、3.40=3197.23n f2v=fr-f1v=3431.41-672.55=2758.86n軸承的型號為7214ac，cr=58.2 kn1） 計(jì)算軸承1，2的的軸向力為由表16-12查得軸承的內(nèi)部軸向力為因?yàn)?所以軸承2為壓緊端 而軸承1為放松端 2） 計(jì)算當(dāng)量動載荷 由表16-11查得e=0.68，而 e由表16-11可得x1=1,y1=0,x2=0.41,y2=0.87。故當(dāng)量動載荷 3) 計(jì)算所需的徑向基本額定載荷cr因軸的結(jié)構(gòu)要求兩端選擇同樣尺寸的軸承，今p2p1，因以軸承2的徑向當(dāng)量動載荷p2為計(jì)算依據(jù)。查表16-9得fp=1.2；工作溫度正常，查表16-8得ft=1。所以 4

22、) 因cr2=23672.63n1268.47n.m轉(zhuǎn)速為4700r/m,允許的軸孔直徑在60-80mm之間。以上數(shù)據(jù)均能滿足的要求，故適用. 第八部分 潤滑方式及密封裝置的選擇1.齒輪的潤滑因齒輪的圓周速度1.211齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離11機(jī)蓋，機(jī)座肋厚8.5 8.5以上尺寸參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)p17p21參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)楊可楨 程光蘊(yùn) 李仲生 主編 第5版高等教育出版社機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)楊光 席偉光 李波 陳曉岑 主編 高等教育出版社機(jī)械設(shè)計(jì)手冊十.設(shè)計(jì)總結(jié)通過設(shè)計(jì)，該展開式二級圓柱齒輪減速器具有以下特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)：1）能滿足所需的傳動比齒輪傳動能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的傳動比，該減速器為滿足設(shè)計(jì)要求而設(shè)計(jì)了110.96的總傳動比。2）選用的齒輪滿足強(qiáng)度剛度要求由于系統(tǒng)所受的載荷不大，在設(shè)計(jì)中齒輪采用了腹板式齒輪不僅能夠滿足強(qiáng)度及剛度要求，而且節(jié)省材料，降低了加工的成本。3）軸具有足夠的強(qiáng)度及剛度由于二級展開式齒輪減速器的齒輪相對軸承位置不對稱，當(dāng)其產(chǎn)生彎扭變形時(shí)，載荷在齒寬分布不均勻，因此，對軸的設(shè)計(jì)要求最高，通過了對軸長時(shí)間的精心設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的軸具有較大的剛度，保證傳動的穩(wěn)定性。4）箱體設(shè)計(jì)的得體設(shè)計(jì)減速器的具有較大尺寸的底面積及箱體輪轂，可以增加抗彎扭的慣性，有利于提