二級圓柱齒輪減速器及v帶的設(shè)計

1、目錄1. 電動機(jī)選擇2. 主要參數(shù)計算3. V 帶傳動的設(shè)計計算4. 減速器斜齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算5. 機(jī)座結(jié)構(gòu)尺寸計算6. 軸的設(shè)計計算7. 鍵、聯(lián)軸器等的選擇和校核8. 潤滑材料及齒輪、軸承的潤滑方法9減速器附件及其說明10. 參考文獻(xiàn)、電動機(jī)的選擇首先計算工作機(jī)有效功率:Fv10004800 0.610002.88KW式中，F(xiàn)傳送帶的初拉力；v傳送帶的帶速。從原動機(jī)到工作機(jī)的總效率：42342312 3 4 50.96 0.990.970.980.960.784式中，! v帶傳動效率，! 0.96 ；2 軸承傳動效率，2 0.99 ；3 齒輪嚙合效率，3 0.97 ；4 聯(lián)軸器傳動效

2、率，4 0.98 ；5 卷筒傳動效率，5 0.96則所需電動機(jī)功率：FdkW 3.67kW0.784工作機(jī)（套筒）的轉(zhuǎn)速：60 1000V1000 60 0.6 z .nWr/m in 57.3r/m inD200由參考文獻(xiàn)1表9.2，兩級齒輪傳動I 8 40,所以電動機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為:ndi' nw=(840) X 57.3= (458.42292) rmin符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為 750 r/min、1000 r/min、1500 r/min三種。綜 合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、質(zhì)量及價格等因素，為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊， 決定選用同步轉(zhuǎn)速為1000 r/mi n的電動機(jī)。根據(jù)電動機(jī)

3、的類型、容量和轉(zhuǎn)速，由參考文獻(xiàn)2表15.1，選定電動機(jī)型號 為丫132M1-6其主要性能如下表所示。額定功率滿載轉(zhuǎn)速啟動轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩4kW960r / min2.02.0電動機(jī)帶輪的設(shè)計代號結(jié)構(gòu)尺寸和計算公式結(jié)果ds手冊157頁38mmdhdh (1.82)ds 1.8 3868.4mmLL (1.5 2)ds 1.5 38取 60mmdrdr da 2(H)125 2 22 81mm81mmd0,dh drd0274.7mmss (0.2 0.3)B0.2 5010mms1S1 1.5s 1.5 1015mms2S2 0.5s 0.5 105mm二、主要參數(shù)的計算一、確定總傳

4、動比和分配各級傳動比傳動裝置的總傳動比i總nm 箋016.75nw57.3查表可得V帶傳動單級傳動比常用值24,圓柱齒輪傳動單級傳動比常用值為35,展開式二級圓柱齒輪減速器i,1.31.5 i2初分傳動比為iv帶2 , i13.42 , i2 2.45。二、計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)本裝置從電動機(jī)到工作機(jī)有三軸，依次為I ,U，川軸，則1、各軸轉(zhuǎn)速nznmiv帶960480nminnn480140.35 n mini13.42nmnn140.35i22.4557.3 r . min2、各軸功率Pd 01Pd聯(lián)軸器4 0.96 0.983.39kwPnPi in R軸承齒輪3.39 0.99

5、0.973.26kwPmPi nmPn軸承齒輪3.26 0.99 0.973.13kw3、各軸轉(zhuǎn)矩Td9550 旦nd955036.5N m960TdiV 帶 0136.52 0.96 0.9868.68N mTn68.683.42 0.99 0.97225.56 N mTm Tni2 nm 225.56 2.45 0.99 0.97530.68N m項(xiàng)目電機(jī)軸高速軸I中間軸n低速軸m轉(zhuǎn)速(r/min)960480140.3557.3功率(kw)3.673.393.263.13轉(zhuǎn)矩Nm36.568.68225.56520.07三、V帶傳動的設(shè)計計算、確定計算功率Pea查表可得工作情況系數(shù)kA

6、1.2故 PeakA P 1.2 3.67 4.4kw、選擇V帶的帶型根據(jù)Pea、n,由圖可得選用A型帶 、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速v1、初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1。查表8-6和8-8可得選取小帶輪的基準(zhǔn)直徑d1125mmddin2、驗(yàn)算帶速v按計算式驗(yàn)算帶的速度v 血90 1440 4.52 ms60 1000 60 1000因?yàn)? m/s v 30 m/s 故此帶速合適。3、計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2按式(8-15a)計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2 iV帶dd1 2 125 250mm4、確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)直徑Ld(1)按計算式初定中心距a01.5(d1d2)562.5mm a0

7、564mm(2)按計算式計算所需的基準(zhǔn)長度2Ld0 2a0 2(dd1 dd2)2 564 (125 250)24125)2564=1723.98mm查表可選帶的基準(zhǔn)長度Ld 1800mmLd0(3)按計算式計算實(shí)際中心距a)mm 602mma0 今 (564 1800 1723.985、驗(yàn)算小帶輪上的包角1180 dd2 dd1 573180a250 125 573168.11206、計算帶的根數(shù)(1)計算單根V帶的額定功率Pr由 dd1 125mm和n 960r min 查表可得 P0 1.38kw根據(jù) n 960 r min , i 2 和 A 型帶，查表可得 P°0.108k

8、w、k 0.959、kL 1.01 。故 PrP0P0 k kL 1.38 0.108 0.959 1.01 1.536kw(2)計算V帶的根數(shù)ZPca42.865 故取V帶根數(shù)為3根Pr1.5367、計算單根V帶的初拉力的最小值F。皿山查表可得A型帶的單位長度質(zhì)量q 0.10kg mF。500Pc (2.5zv (K21) qv啓(爲(wèi) 1)°10 曲 19°.9N應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力F0F0 min8、計算壓軸力Fp壓軸力的最小值為168Fc 2ZF0sin2 3 190.9 sin 1139.1N2 2四、減速器斜齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算、高速級齒輪材料：高速級小齒輪選用

9、45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS高速級大齒輪選用45鋼正火，齒面硬度為220HBS查表11-7得：H1 630Mpa ，H2 430Mpa1.3， F 1200Mpa， f2 150MpaH 1s1.1H lim 2390Mpas1.1F200Mpa630Mpa390MpaH 2H lim 1Sf1.3570Mpa154 MpaF2 150Mpa F 2 皂115MpaF 2SF1.3(2)計算相關(guān)數(shù)值取齒寬系數(shù)a 0.4，K 1.52336KT1a i 1 Hai3.42251.2 1.069 105167.840.4 3.42齒輪取八級精度就能滿足要求取齒數(shù)Z128，則 z2iz195.

10、7696模數(shù)m2a2.7，查表取ZiZ2則中心距m(Z1 Z2)186齒寬biaa 74.475，b270校驗(yàn)強(qiáng)度：查課本第167頁表11-9得:YF12.64 YF2.23按齒寬b仁75算：F12KTMi2 1.5 67.3bim2Zi75 3 2832.64 1028.2Mpa F1F2 土 F1 23.8MpaYf1所以安全、低速級齒輪材料：低速小齒輪選用35MnB齒面硬度為250HBS低速級大齒輪選用SiMn,齒面硬度為220HBS查課本第 166頁表 11-7 得： hh 550Mpa hl 540Mpa查課本第165頁表11-4得：Sh 1.1Sf1.3故H3H lim 3S550

11、Mpa1.1500MpaH4H lim 4s540Mpa1.1490Mpa查課本第168頁表11-10C圖得： Fg 200MpaF lim 4150 Mpa故 F3F lim 3s空陛154MpaF lim 4s便啦115Mpa1.3按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計：8級精度制造，載荷系數(shù)1.5，取齒寬系數(shù)0.4 計算中心距：a2.45 11862 33351.2 225.56 104900.4 2.45取 z130 , z2 iz173.574模數(shù)2a3.6 ,查課本取m=4中心距a 2（乙 Z2）208齒寬 baa 83.2 84 ,b2 80校驗(yàn)強(qiáng)度：驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度：查課本第 167頁表11-9得

12、：Yf3 2.58 , Yf4 2.22 按齒寬b 84計算：F3F3 呼 25 53°.68 258 10342.4 Mpabm Z384 430YF 4F2f3 36.48Mpa f4 ，安全W3五、減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下:名稱符號計算公式結(jié)果箱座厚度0.025a 3 810箱蓋厚度110.02a3 88箱蓋凸緣厚度b1b11.5 112箱座凸緣厚度bb 1.515箱座底凸緣厚度b2b22.525地腳螺釘直徑dfdf 0.036a12M20地腳螺釘數(shù)目n查手冊4軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓 直徑d1d10.72d fM12蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓 直徑d2d2 = (0.5 - 0.6

13、) d fM10軸承端蓋螺釘直 徑d3d3=(0.4 0.5)dfM10視孔蓋螺釘直徑d4d4 = (0.3 0.4) d f8定位銷直徑dd =(0.7 - 0.8) d28d f，d1，d2至外箱壁的距離C1查手冊表11218d f，d2至凸緣邊緣距離C 2查手冊表11216外箱壁至軸承端 面距離11I1 = C1 + C 2 + ( 5- 10)40大齒輪頂圓與內(nèi) 箱壁距離11>1.215齒輪端面與內(nèi)箱 壁距離22 >10箱蓋，箱座肋厚m1, mm10.85 1, m 0.8598.5六、軸的設(shè)計計算一、高速軸的設(shè)計1、材料：選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理。查課本第230頁表14-2取

14、 35Mpa C=100各軸段直徑的確定：根據(jù)課本第 230頁式14-2 得:dm.10033919.2Y m V 480為方便軸承部件的裝拆，減速器的機(jī)體用剖分結(jié)構(gòu)。因傳遞功率小，齒輪減 速器效率高，發(fā)熱小，估計軸不會很長，故軸承部件的固定方式采用兩端固定。 由此所設(shè)計的軸承部件的結(jié)構(gòu)形式如圖所示，然后，可按軸上零件的安裝順序， 從dmin處開始設(shè)計。根據(jù)電動機(jī)d=38mm聯(lián)軸器選取LH2故取di 25mm d5為齒輪軸 根據(jù)參考文獻(xiàn)1,依次選取：d2 28mm, d3 30mm, d4 35mm,d5 84mm,d6 35,d7 30l1 57mm,l2 66mm,l3 16mm, l4

15、108mm,l5 75mm, l6 15,l7 18 d 3處連接軸承，選用6206軸承2、校核該軸：作用在齒輪上的圓周力為：Ft 空 2 68.68 10 1635N d184徑向力為 Fr Ftg 1635 tg20 595N作用在軸1帶輪上的外力：F Fq 1139.1N求垂直面的支反力:l2Frl1 l2595319N57 66F2V Fr F1V 595 319276N求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖：3Mav F2vl2276 66 1018.22N.m'3Mav F1vl1319 57 1018.18N.m求水平面的支承力：由 Rh(I1 J) Ftl2 得F1Hb Ft66

16、1635 877 Nl1 l257 66F2H Ft F1H 1635 877758 N求并繪制水平面彎矩圖：MaHF1Hl1 877 57 10 3 49.99N.mMaHF2Hl2 758 66 10 3 50.03N.m求F在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力:F1f貯108 1139.131000.2Nl1 l257 66F 2FF1FF 1000.2 1139.1 2139.3N求并繪制F力產(chǎn)生的彎矩圖：3M2FFI3 1139.1 108 10123.02N'3MaF F1FI11000.2 57 1057.01 N求合成彎矩圖：考慮最不利的情況，把M aF與、M； M2h直接相加。MaMaF

17、.M；VM：h57.01.18.22249.992110.21N.mMaMaF.M ：M 話57.01.18.182 50.032110.24N.m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)0.6)Me M： ( T)2.110.242 (0.6 68.68)2 117.69N.m計算危險截面處軸的直徑：因?yàn)椴牧线x擇45調(diào)質(zhì)，查課本225頁表14-1得B 650MPa，查課本231頁表14-3得許用彎曲應(yīng)力1b 60MPa，貝U:I 117.69 103 » wd 3 26.97 mm如1 1b V 0.1 60因?yàn)閐5 d4 d6 35mm d，所

18、以該軸是安全的3、鍵的設(shè)計與校核：根據(jù) d125,T168.68，確定 V帶輪選鑄鐵 HT20Q參考教材表10-9,由于d125在2230范圍內(nèi)，故d1軸段上采用鍵b h : 8 7,采用A型普通鍵：鍵校核為L1=1.75d1-3=57綜合考慮取I =50得4T14 68.68 103139.2Mpa pdlh p25 750 10查課本155頁表10-10 b 5060所選鍵為：b h l :10 8 504、軸承壽命校核:軸承壽命可由式Lh60n（P：） h進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用,所以P 斤，查課本259頁表16-9 , 10取ft 1,fp 1.2,取 3按最不利考慮，

19、則有:Fr1 F2 F1H F1F ,8002一21972384.3 2722.4N則Lh10660nCft fPP2732 75121517.1 2316.2N耳瞬）3 63年因此所該軸承符合要求。二、中間軸的設(shè)計1、材料：選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理。查課本第230頁表14-2取 35Mpa C=100 根據(jù)課本第230頁式14-2得：d min C；叵 1003.2628.5YrhV140.35/1 ' 1 FT" ' r ''號 fl丿J1 rFh2: - 41甲"Ft- F 、 l j 1IIPf¥ipd5，d1段要裝配軸承，所以

20、查手冊第 9頁表1-16取d5 d135，查手冊62頁表6-1選用6207軸承，l136d2裝配低速級小齒輪，且d2 di，取d2 40 , I2 79，因?yàn)橐三X輪孔長度少22。da段主要是定位高速級大齒輪，所以取 da 60, I3 10d4裝配高速級大齒輪，取d440I4662、校核該軸:作用在2、3齒輪上的圓周力:2T2d232 225.56 101566N288Fta2T2d32 沁6 1033759N120徑向力:F r2Ft2tg1566tg20570NF r3Ft2tg3759tg201368N求垂直面的支反力卩3Fr2 (丨2l1|213I3)985 (79 10) 1368

21、 1079 36 10592NF2V Fr3 F1V Fr2 1368 592 5701390N計算垂直彎矩:M aVm3M 592 36 1021.3N.mM aVnF1V (l1l2)Fr2l2592 (3679) 570 7931023.1N.m求水平面的支承力:F1 HfFt2（23）3759 10 1566(10+79)36+10+791416NF 2HFt2 Ft3 F1H 1566 3759 14163909 N計算繪制水平面彎矩圖:3MaHm F1Hl11416 36 1051N.m3MaHn F2H(h l2)-Ft3l23909 (36 79)-3759 79 10153N

22、.m求合成彎矩圖，按最不利情況考慮：Mam M 爲(wèi) M；Hm21.32 512 55.3N.mMan .23.12 1532 154.7N.m求危險截面當(dāng)量彎矩：0.6)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)Me、. M；n ( T2)2J54.72 (0.6 225.56)2 206N.mm-m截面：d206 103I 0.1 60計算危險截面處軸的直徑：32.5mm由于d2 d4 40mm d，所以該軸是安全的。3、鍵的設(shè)計與校核：已知d2 d 440,T2225.56N.m參考教材表10-11，由于d2（38 44）所以取 b h:12 8因?yàn)辇X輪材料為45鋼。查課本1

23、55頁表10-10得 b 100120L仁 70, L2=563根據(jù)擠壓強(qiáng)度條件，鍵的校核為：b 竺 -225.56 1050.3Mpadhl 40 870 144T24 22556 10367.1Mpadhl 40 856 14所以所選鍵為：b h l :12 8 70 b h l :12 8 564、軸承壽命校核：軸承壽命可由式Lh 但（色）h進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作60n PfP用，所以P Fr ,查課本259頁表16-9，10取ft 1,fp 1.1,取3Fr1 下2 F1H.3162 458& 4596NFr2 行2： F2h- 25002 68302 7273

24、N663則Lh -(-CfL) h 10 卩295 但)3 2.12，軸承使用壽命在23 h 60n2 PfP60 681.1 7273年范圍內(nèi)，因此所該軸承符合要求。、從動軸的設(shè)計:1、確定各軸段直徑計算最小軸段直徑。 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14-2得：d1 Cgp 100 聶舟 37.9mm考慮到該軸段上 開有鍵槽，因此取di 37.9 (1 5%)39.8mm查手冊9頁表1-16圓整成標(biāo)準(zhǔn)值，取di 45mm，h 86為使聯(lián)軸器軸向定位，在外伸端設(shè)置軸肩，則第二段軸徑則d2 55，J 62，設(shè)計軸段d3，為使軸承裝拆方便，查手冊 62頁，表6-1，取，采用擋油環(huán)

25、給軸承定位。選軸承6212, d360, 13 22設(shè)計軸段d4，考慮到擋油環(huán)軸向定位，故取 d472，I484設(shè)計另一端軸頸d7，取d7 d3 60mm，軸承由擋油環(huán)定位，擋油環(huán)另一端靠齒輪齒根處定位，l7 38mm設(shè)計軸環(huán)d5及寬度b使齒輪軸向定位，故取d5100mm，b 10mm設(shè)計安裝齒輪d672，l6762、校核該軸作用在齒輪上的圓周力:Fo2T32 1591.5 103d42963586N徑向力：Fr Ftg 3586 tg20 1305N2 514.87 1033602860N匚l2FrF1Vl1 l2180 1305883 N86 180求垂直面的支反力:F2V Fr F1V

26、1305 883422 NM av F2v23422 180 1075.96 N.m1M avF1vl1883 86 10 375.94N .m計算垂直彎矩：l2FtF1Hl1 l2180 35862427N86 180求水平面的支承力。F2H Ft F1H 358624271159N計算、繪制水平面彎矩圖。MaHF1M1 2427 86 10 3 208.7N.mMaHF2Hl2 1159 180 10 3 208.6N.m求F在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力F1FFl 3l1 l22860 76266817NF2F F1F F 817 28603677 N求F力產(chǎn)生的彎矩圖。3M2F FI32860 76

27、 10217NMmF F1FI1817 180 10147N求合成彎矩圖?？紤]最不利的情況，把MmF與.M：v M；h直接相加。Mam MmF . M；v M2H 14775.962_208.72 369N.m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)0.6)Me . M 2m ( T3)23692 (0.6 530.68)2 611N.m計算危險截面處軸的直徑。因?yàn)椴牧线x擇45調(diào)質(zhì)，查課本225頁表14-1得B 650MPa，查課本231d3 611 103:0.1 60頁表14-3得許用彎曲應(yīng)力1b 60MPa，貝U:46.7mm考慮到鍵槽的影響，取d 1

28、.05 57.5 49mm因?yàn)閐6 72mm d，所以該軸是安全的3、鍵的設(shè)計與校核：因?yàn)閐1裝聯(lián)軸器查課本153頁表10-9選鍵為b h:14 9查課本155頁表10-10得 b 100120因?yàn)長1=107初選鍵長為100,校核所選鍵為：b h I :14 9 80紅 口3 118Mpa b 所以dlh 45 80 9d672裝齒輪查課本153頁表10-9選鍵為bh:20 12查課本155頁表10-10得 b 100120因?yàn)長6=76鍵長為L=70校核34T4 960 10363.5Mpadlh72 70 12所以所選鍵為：b h l :20 12 704、軸承壽命校核軸承壽命可由式Lh

29、在(豪1進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以P Fr，查課本259頁表16-9，10取ft 1,fp 1.2,取 3按最不利考慮，貝y有：P Fr . F12 F1H F1F. 20882 573 1158 7264N則Lh64.8,106 Cf*1061 66.0 103、360n3(PfP)60 19.1 ( 1.2 7264)該軸承壽命為64.8年,所以軸上的軸承是適合要求的七. 聯(lián)軸器的選擇計算聯(lián)軸器所需的轉(zhuǎn)矩：Tc KaT查課本269,取Ka 1.5查手冊Tc 2663.4Nm 8-7選用型號為HL6的性柱銷聯(lián)軸器。八、潤滑密封設(shè)計對于二級圓柱齒輪減速器，因?yàn)閭鲃友b置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速5度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 52)10 mmr/min，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號潤滑，裝至規(guī)定高度.油的深度為H+hH=30 h1 =34所以 H+m=30+34=64其中油的粘度大，化學(xué)合成油，潤滑效果好。密封性來講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗度應(yīng)為一密封的表面要經(jīng)過刮