二級減速器設(shè)計說明書

1、機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書 題 目 用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式 二級直齒圓柱齒輪減速器 院 別 機(jī) 電 工 程 學(xué) 院 專業(yè)班級 設(shè) 計 人 學(xué) 號 原始數(shù)據(jù) （數(shù)據(jù)編號 ） 指導(dǎo)教師 成 績 目 錄一、傳動裝置的總體設(shè)計31.討論傳動方案32.選定電動機(jī)43.確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比64.傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)：6二、傳動零件的設(shè)計計算71.帶傳動的設(shè)計計算72.齒輪傳動的計算8三、軸、鍵及軸承的設(shè)計計算13四、聯(lián)軸器的選擇：27五、潤滑方式的確定：28六、減速器箱體設(shè)計和附件設(shè)計28七、參考文獻(xiàn)30一、傳動裝置的總體設(shè)計1.討論傳動方案1） 組成：傳動裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成

2、。2） 特點(diǎn)：齒輪相對于軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。3） 確定傳動方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動功率大,將V帶設(shè)置在高速級。4） 工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，單班制工作，運(yùn)輸帶速度允許誤差為±5%。在中小型機(jī)械廠小批量生產(chǎn)。5）已知條件：運(yùn)輸帶卷筒直徑360mm，運(yùn)輸帶工作速度1.2m/s，運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩800N.m其傳動方案如下： 2.選定電動機(jī)（1） 選擇電動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)型式 根據(jù)經(jīng)濟(jì)性、使用要求、工作條件等選擇，選Y系列三相 異步電動機(jī)。(2)選擇電動機(jī)的額定功率 查機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計課本P97表9-1

3、5： 帶傳動效率：0.96每對軸承傳動效率：0.99圓柱齒輪的傳動效率：0.96聯(lián)軸器的傳動效率：0.993卷筒的傳動效率：0.96說明：電機(jī)至工作機(jī)之間的傳動裝置的總效率：=.=0.818=(800×1.2)/180= 5.33kw ,=6.52kw查機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計課本P202表17-1，=7.5kw（3） 確定電機(jī)轉(zhuǎn)速：取V帶傳動比i=23， =(1000×60×1.2)/(×360)=64r/min二級圓柱齒輪減速器傳動比i=840所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是：=.=64.(23).(840)=10247680r/min符合這一范圍的轉(zhuǎn)速有：100

4、0、1500、3000方案電動機(jī)型號額定功率同步轉(zhuǎn)速r/min額定轉(zhuǎn)速r/min1Y160M-67.5KW10009702Y132M-47.5KW150014403Y132S2-27.5KW30002920根據(jù)電動機(jī)所需功率和轉(zhuǎn)速查機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計課本第202頁表17-1有3種適用的電動機(jī)型號，因此有3種傳動比方案如下：綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、和帶傳動、減速器的傳動比，可見第2種方案比較合適，因此選用電動機(jī)型號為Y132M-4，其主要參數(shù)如下：額定功率kW滿載轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速ADEFGHLAB7.514401500216388010331325152803. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳

5、動比 =/=1440/64=22.5 分配傳動比：取=2.95,則×=22.5/2.95=7.63 取經(jīng)計算=3.15,=2.42注：為帶輪傳動比，為高速級傳動比，為低速級傳動比。4.傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)： 計算各軸的轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩并列表備用。（1）各軸功率（輸入功率） ，=6.52×0.96=6.26kw， =6.26×0.96×0.99=5.95kw，=5.95×0.96×0.99=5.65kw（2）各軸轉(zhuǎn)速 小帶輪的轉(zhuǎn)速為電機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速。 =1440/2.95=488r/min=488/3.15=155r/min ，=15

6、5/2.42=64r/min 。 （3）各軸轉(zhuǎn)矩 T1=9550×P1/n1=9550×6.26/488=122.5N.m T2=9550×P2/n2=9550×5.95/155=366.6N.m T3=9550×P3/n3=9550×5.65/64=843.1N.m二傳動零件的設(shè)計計算 1帶傳動的設(shè)計計算 計算項(xiàng)目計算內(nèi)容計算結(jié)果1.確定計算功率2選擇V帶的帶型3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速4確定中心距a，和V帶基準(zhǔn)長度5驗(yàn)算小帶輪包角6確定帶的根數(shù)z7計算單根V帶的初拉力最小值（F）8計算壓軸力F查課本P156表8-7得KA=1.

7、1，=KA.根據(jù)計算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速根據(jù)V帶帶型，確定小帶輪基準(zhǔn)直徑，應(yīng)使 。驗(yàn)算帶速，=（）/(1000×60)=6.78m/s,符合要求。大帶輪基準(zhǔn)直徑=.，查課本p157表8-8.初定中心距，0.7（+）2（+）計算相應(yīng)的帶長，2+(+)/2+(-)2/4,查表得實(shí)際中心距a+（-）/2180-(-)57.3/a90計算單根V帶額定功率P，查課本P152表8-4a得。P=1.064kw。表8-4b，P=0.17kw。表8-5得K=0.925，表8-2得K=1.01，于是P=（P+P）.K.Kz=/P（F）=500（2.5-K）/(K.z.v)+qvq=0.1kg/mF=2zFs

8、in（/2）7.17kw選擇A型V帶=90mm=280mm=500mm=1761mm=1800mma=520mm=159P=1.15kwz=7F=133NF=667N2.齒輪傳動的計算（1）高速級傳動比:計算項(xiàng)目 計算內(nèi)容計算結(jié)果1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計3計算圓周速度v4計算齒寬b5計算載荷系數(shù)6按實(shí)際載荷系數(shù)所得分度圓直徑7計算模數(shù)m8按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計9幾何尺寸計算 按所示傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故用9級精度 材料選擇。由課本P191表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)

9、質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。選小齒輪齒數(shù)=24，大齒輪齒數(shù)=×公式2.32，選擇載荷系數(shù)K=1.3，T1=122.5N.m，由課本P205表10-7選齒寬系數(shù)=1，由表查得彈性系數(shù)=189.8MPa，查小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限=750MPa，大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限=550MPa，由P207取接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.90，=0.95.計算接觸疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)S=1，由式（10-12）得，=K/S =./S計算小齒輪分度圓直徑，代入中較小值2.32v= b=.根據(jù)v=1.44m/s，9級精度由圖10-8查得動載荷系數(shù)=1.15，直齒輪，=1，由表10-2查

10、使用系數(shù)=1，表10-4查，插值法得=1.423 =1.35，故載荷系數(shù)K=（K/K）m=/公式m,由圖10-20c查得小齒輪彎曲疲勞極限=500MPa，大齒輪彎曲疲勞極限=380MPa。由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.85，=0.88，計算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)S=1.4，得=/S =/S載荷系數(shù)K=，查齒形系數(shù)=2.65，=2.226查應(yīng)力校正系數(shù)，=1.58，=1.764，計算大小齒輪的/=0.01379，/=0.01644.圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑=61mm，算出小齒輪齒數(shù)=/m大齒輪齒數(shù)=×計算分度圓直徑=m，計算中心距a=（+）/

11、2計算齒寬 b=.=76=675MPa=522.5MPa=56.53mmv=1.44m/sb=56.53mmK=1.636=61mmm=2.54mm=303.57MPa=238.86MPaK=1.553m2.214mm=79=62.5mm=197.5mma=130mmB=67.5mm=62.5mm（2）低速級傳動比:計算項(xiàng)目計算內(nèi)容計算結(jié)果1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計3計算圓周速度v4計算齒寬b5計算載荷系數(shù)6按實(shí)際載荷系數(shù)所得分度圓直徑7計算模數(shù)m8按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計9幾何尺寸計算按所示傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故用9級精度

12、材料選擇。由課本P191表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。選小齒輪齒數(shù)=24，大齒輪齒數(shù)=×公式2.32，選擇載荷系數(shù)K=1.3，T=366.6N.m，由課本P205表10-7選齒寬系數(shù)=1，由表查得彈性系數(shù)=189.8MPa，查小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限=750MPa，大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限=550MPa，由P207取接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.90，=0.95.計算接觸疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)S=1，由式（10-12）得，=K/S =./S計算小齒輪分度圓直徑，代入中較小值2.32v

13、=b=.根據(jù)v=0.84m/s，9級精度由圖10-8查得動載荷系數(shù)=1.15，直齒輪，=1，由表10-2查使用系數(shù)=1，表10-4查，插值法得=1.423 =1.35，故載荷系數(shù)K=（K/K）m=/公式m,由圖10-20c查得小齒輪彎曲疲勞極限=500MPa，大齒輪彎曲疲勞極限=380MPa。由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.85，=0.88，計算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)S=1.4，得=/S =/S載荷系數(shù)K=，查齒形系數(shù)=2.65，=2.226查應(yīng)力校正系數(shù)，=1.58，=1.764，計算大小齒輪的,/=0.01379，/ =0.01644,取大值代入.圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=3.5mm，按

14、接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑=112mm，算出小齒輪齒數(shù)=/m 大齒輪齒數(shù)=×計算分度圓直徑=m，計算中心距a=（+）/2計算齒寬 b=.=58=675MPa=522.5MPa=103.5mmv=0.84m/sb=103.5mmK=1.636=112mmm=4.67mm=303.57MPa=238.86MPaK=1.553m3.25mm=32=78=112mm=273mma=192.5mm=95mm=90mm三、軸、鍵及軸承的設(shè)計計算 計算項(xiàng)目計算內(nèi)容計算結(jié)果高速軸設(shè)計1各軸段直徑的確定2校核該軸:3軸承壽命校核：4彎矩及軸的受力分析圖5鍵的設(shè)計與校核: 中間軸的設(shè)計:1各軸段直徑的確定

15、2校核該軸：3軸承壽命校核：4彎矩及軸的受力分析圖5鍵的設(shè)計與校核：從動軸的設(shè)計：1確定各軸段直徑2確定各軸段長度3校核該軸：4軸承壽命校核：5彎矩及軸的受力分析圖:6鍵的設(shè)計與校核材料：選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理，C=100。，裝小帶輪的電動機(jī)軸徑mm，又因?yàn)楦咚佥S第一段軸徑裝配大帶輪，且所以查手冊取mm。L1=1.75d1-3mm因?yàn)榇髱л喴枯S肩定位，且還要配合密封圈，所以查手冊取mm，L2=58mm。段裝配軸承且，所以查手冊62頁表6-1取。選用6009軸承。L3=B+2=16+10+2=28mm段主要是定位軸承，取mm。L4根據(jù)箱體內(nèi)壁線確定后在確定。裝配齒輪段直徑：判斷是不是作成齒輪軸：

16、 查手冊51頁表4-1得：得：e=5.96.25。段裝配軸承所以 mm L6= L3=28mm。作用在齒輪上的圓周力為：徑向力為=tg20作用在軸1帶輪上的外力：F=667N1=73mm，2=211mm，3=96mm求垂直面的支反力：=-求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖：=求水平面的支承力：由得:求并繪制水平面彎矩圖：=求F在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力：=+F求并繪制F力產(chǎn)生的彎矩圖： =F =F在a處產(chǎn)生的彎矩： =求合成彎矩圖：考慮最不利的情況，把與直接相加。=+(+)=+(+)求危險截面當(dāng)量彎矩：從圖可見，m-m處截面最危險，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)）=+()計算危險截面處軸的直徑：因?yàn)椴牧线x擇調(diào)質(zhì)，

17、查，得許用彎曲應(yīng)力，則：d/(0.1)因?yàn)椋栽撦S是安全的。軸承壽命可由式進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，查課本259頁表16-9，10取取按最不利考慮，則有：= (+)+=(+)+則=10(C/(P)/(60n) 因此所該軸承符合要求。根據(jù)=36mm，=122.5N.m，確定V帶輪選鑄鐵HT200，查表,由于在范圍內(nèi)，故軸段上采用鍵：, 采用A型普通鍵.鍵校核：L1=1.75d1-3=60綜合考慮取=50，查表表10-10，所選鍵為：材料：選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理。查取C=100。根據(jù)式得：C（p/）段要裝配軸承，所以查手冊第9頁表1-16取，查手冊62頁表6-1選用6208軸

18、承，L1=B+=18+10+10+2=40mm。裝配低速級小齒輪，且取，L2=93mm，因?yàn)橐三X輪孔長度少。段主要是定位高速級大齒輪，所以取，L3=10。裝配高速級大齒輪，取 L4=62.5-2.5=60mm。段要裝配軸承，所以查手冊第9頁表1-16取=40mm，查手冊62頁表6-1選用6208軸承，L=B+3+=18+10+10+2=43。作用在2、3齒輪上的圓周力：1=74mm，2=117mm，3=94mm =2T/d = 2T/d 徑向力：=tg20=tg20求垂直面的支反力:=(+)-/(+)=+-計算垂直彎矩：=-(+)-求水平面的支承力： =+(+)/(+)=+-計算、繪制水平面

19、彎矩圖：= =-(+)+求合成彎矩圖，按最不利情況考慮：=(+)=(+)求危險截面當(dāng)量彎矩：從圖可見，m-m,n-n處截面最危險，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)）=+()+()計算危險截面處軸的直徑： n-n截面:d/(0.1) m-m截面:d/(0.1)由于，所以該軸是安全的。軸承壽命可由式進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，查表16-9，10取取= (+)=(+)則=10(C/(P)/(60n)，因此所該軸承符合要求。已知=45mm=366.6N.m由于所以取因?yàn)辇X輪材料為45鋼。查表10-10得,L=93-18=75取鍵長為75mm. 另一個取鍵長為48mm所以所選鍵為: b&#

20、215;h×：14×9×75 b×h×：14×9×48因?yàn)檩S主要承受轉(zhuǎn)矩作用，所以按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算，由式得：=C()考慮到該軸段上開有鍵槽，因此取=44.5(1+5)=46.7mm查手冊9頁表1-16圓整成標(biāo)準(zhǔn)值為使聯(lián)軸器軸向定位，在外伸端設(shè)置軸肩，則第二段軸徑。查手冊85頁表7-2，此尺寸符合軸承蓋和密封圈標(biāo)準(zhǔn)值，因此取。設(shè)計軸段，為使軸承裝拆方便，查手冊62頁，表6-1，取，采用擋油環(huán)給軸承定位。選軸承6215:。設(shè)計軸段，考慮到擋油環(huán)軸向定位.設(shè)計另一端軸頸，取，軸承由擋油環(huán)定位，擋油環(huán)另一端靠齒輪齒根處定位。 輪裝拆方

21、便，設(shè)計軸頭，取，查手冊9頁表1-16取。設(shè)計軸環(huán)及寬度b使齒輪軸向定位，故取取有聯(lián)軸器的尺寸決定.，mm其它各軸段長度由結(jié)構(gòu)決定。求作用力、力矩和和力矩、危險截面的當(dāng)量彎矩。1=97.5mm，2=204.5mm，3=116mm作用在齒輪上的圓周力： =2/徑向力：=tg20求垂直面的支反力：=2/(+2)=-計算垂直彎矩：= =求水平面的支承力:=/(+2)=-計算、繪制水平面彎矩圖。=2求F在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力=F/(+2)=+F求F力產(chǎn)生的彎矩圖: =F =F在a處產(chǎn)生的彎矩： =求合成彎矩圖。考慮最不利的情況，把與直接相加。=+(+)求危險截面當(dāng)量彎矩。從圖可見，m-m處截面最危險，其當(dāng)量

22、彎矩為：（取折合系數(shù)）=+()計算危險截面處軸的直徑。因?yàn)椴牧线x擇調(diào)質(zhì)，查表14-1得，表14-3得許用彎曲應(yīng)力，則：d/(0.1) =50.7mm考慮到鍵槽的影響，d=1.05×50.7,因?yàn)?，所以該軸是安全的。軸承壽命可由式進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，取取按最不利考慮，則有：=(+)+則=10(C/(P)/(60n),該軸承壽命為年,所以軸上的軸承是適合要求的。因?yàn)閐1=47mm,裝聯(lián)軸器表10-9選鍵為,表10-10得因?yàn)長1=107初選鍵長為100,所以所選鍵為: mm,裝齒輪查表10-9選鍵為表10-10得因?yàn)?88mm初選鍵長為70mm,所以所選鍵為:

23、××：22×14×70.d=23.4mmmm=60mmmmL2=58mmmm=28mmmmmmL6= L3=28mm=3920N=1426.8N=1060N=367N=77.4Nm=77.4Nm=2912.4N=1007.6N=212.6Nm=212.6Nm=225.5N=892.5N=64N.m=16.5Nm=16.5Nm=242.8Nm=242.8Nm=253.7Nmd34.8mm=3324.8N=1964.9N=66885hmmL1=40mmmmL2=93mmmmL3=10mmmmL4=60mm=40mmL=43mm=3712N=6546N=1351N=2382N=214.6N=1245.6N=15.9Nm=117Nm=4907N=5351N=363.1Nm=256.2Nm=363.4Nm=281.6Nm=357.3N.m424.8N.md41.4mm=4911.7N=5494N=12506h=47mmmm=80mm=6176.6N=224