展開式二級減速器課程設計計算說明書.

1、機械設計課程設計說明書HPU 10-01 FKY1設計任務書題目：設計一用于帶式運輸機傳動裝置中的展開式二級圓柱齒輪減速器1.1設計數(shù)據(jù)及要求工作條件及生產(chǎn)條件：某帶式輸送機輸送物品為粉粒物(如煤、沙等)、單向傳動，工作載荷平 穩(wěn)，滾筒效率0.96，使用期限10年，大修期3年，每年工作300天，兩班制工作。輸送帶速度 允許誤差為土 5%在中等規(guī)模機械廠小批生產(chǎn)。序號F(N)D(mm)V(m/s)載荷特性最短工作年限傳動萬案大修間隔112002602.6平穩(wěn)沖擊十年二班如圖1-1三年1.2傳動裝置簡圖圖1-1傳動方案簡圖1.3設計需完成的工作量(1) 減速器裝配圖1張(A1)(2) 零件圖2張(

2、軸及齒輪)；(3) 設計說明書1份(A4紙)1.4設計內容：1) 電動機的選擇與運動參數(shù)計算;2) 直齒輪傳動設計計算；3) 軸的設計；4) 滾動軸承的選擇；5) 鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核；6) 裝配圖、零件圖的繪制；2傳動方案的分析由題目所知傳動機構類型為：展開式二級圓柱齒輪減速器。故只要對本傳動機構進行分析論 證。本傳動機構的特點是：減速器橫向尺寸較小，兩大齒輪浸油深度可以大致相同。結構較復雜, 軸向尺寸大，中間軸承受載荷大、岡寸度差，中間軸承潤滑較困難。3電動機的選擇3.1電動機類型和結構型式工業(yè)上一般用三相交流電動機，無特殊要求一般選用三相交流異步電動機。最常用的電動機是丫系列籠型三相異

3、步交流電動機。其效率高、工作可靠、結構簡單、維護方便、價格低，適用于不易燃、不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的場合。此處根據(jù)用途選用丫系列三相異步電動機3.2選擇電動機容量3.2.1工作機所需功率Pw卷筒3軸所需功率:Pw 二Fv1000輕26 = 3 121000kw-3 -機械設計課程設計說明書HPU 10-01 FKY-# -機械設計課程設計說明書HPU 10-01 FKY卷筒軸轉速:二 190.9r / min60 1000v _ 60 1000 2.6 D 二260 二322電動機的輸出功率Pd考慮傳動裝置的功率耗損，電動機輸出功率為Pd傳動裝置的總效率:1 -聯(lián)軸器效率2 -齒輪傳

4、動效率3 -滾動軸承效率4 -滾筒效率“ =0.952 二 0.973 =0.980.96-4 -機械設計課程設計說明書HPU 10-01 FKY-# -機械設計課程設計說明書HPU 10-01 FKY所以=0.952 0.972 0.983 0.96 =0.77所以Pd上竺0.76-4.1kw-# -機械設計課程設計說明書HPU 10-01 FKY-# -機械設計課程設計說明書HPU 10-01 FKY3.2.3確定電動機額定功率Ped根據(jù)計算出的功率Fd可選定電動機的額定功率Ped。應使Ped等于或稍大于Pd-# -機械設計課程設計說明書HPU 10-01 FKY-# -機械設計課程設計說

5、明書HPU 10-01 FKY查機械設計課程設計表18-1得Ped =5.5kw3.3選擇電動機的轉速由機械設計課程設計表 2-1圓柱齒輪傳動的單級傳動比為35，故圓柱齒輪傳動的二 級傳動比為9 25，所以電動機轉速可選范圍為nd =i nw =(925) 190.9r /min = 1718.1 4772.5r / min3.4電動機技術數(shù)據(jù)由表18-1查出電動機型號為丫132S1-2,其額定功率為5.5kW,滿載轉速2900r/min,基本符合 題目所需的要求。4傳動裝置運動和動力參數(shù)計算4.1傳動裝置總傳動比的計算nm inw2900190.9= 15.24.2傳動裝置各級傳動比分配減速

6、器的傳動比i為15.2,對于兩級臥式展開式圓柱齒輪減速器的h二(1.1 1.5)i2，計算得兩級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比h =4.45，低速級的傳動比i2 =3.42。4.3傳動裝置運動和動力參數(shù)計算4.3.1電動機軸運動和動力參數(shù)計算P0 二 Fd =4.06kW n0 二 n m 二 2900r / min T0 =9550 P) =18.1N m n。4.3.2高速軸運動和動力參數(shù)計算P =F0 叫=4.06kWx0.95 = 3.86kWn1 = n0 = 2900r / minPT1 =9550口 =12.7N m4.3.3中間軸運動和動力參數(shù)計算巳=Pl. = 3.86kW 漢

7、 0.98 漢 0.97 = 3.67kW n12900“ / -n2-651.69r / mini14.45T =9550= 53.8N mn24.3.4低速軸運動和動力參數(shù)計算R 二 P2 2 3 = 3.67kW 0.9=3.31kW n3 =匹=190.55r / mini2T3 =9550旦=165.9N m ns5傳動件的設計計算5.1高速級齒輪傳動設計計算5.1.1選擇材料、熱處理方式和公差等級1) 直齒圓柱齒輪具有不產(chǎn)生軸向力的優(yōu)點，但傳動平穩(wěn)性較差，在減速器中圓周速度不大的情況下采用直齒輪。2）運輸機為一般工作機器，速度不高，可選用 8級精度3） 選擇小齒輪材料為40Cr （

8、調質），硬度為280HBS大齒輪材料為45鋼（調質），硬度為240HBS4） 初選小齒輪齒數(shù)為n =25,則大齒輪齒數(shù)-25 4.45=111.25。取111(5-1)5.1.2按齒面接觸強度設計 由設計公式進行試算，即（1）確定公式內的各計算數(shù)值 1）試選載荷系數(shù)Kt =1.3 2）由以上計算得小齒輪的轉矩T1=12.7Nm13）查表及其圖選取齒寬系數(shù)=1，材料的彈性影響系數(shù)ZE -189.8MPa，按齒面硬度的小齒輪的接觸疲勞強度極限 6lim1 =600MPa ;大齒輪的接觸疲勞強度極限-H lim2 = 550MPa4) 計算應力循環(huán)次數(shù)N60jLh =60 2900 1 (2 8 3

9、00 10)=8.35 109N28.35 1094.45-1.88109-7 -機械設計課程設計說明書HPU 10-01 FKY-# -機械設計課程設計說明書HPU 10-01 FKY5）按接觸疲勞壽命系數(shù)-0.96hn1 =0.92S6）計算接觸疲勞許用應力，取失效概率為 1%，安全系數(shù)S=1 由(5-2)匕 1 = &HN1Wim1 =0.92 漢600 =552MPa 得S得. HN 2、lm =0.96 550 =528MPa2 S（2）計算:-# -機械設計課程設計說明書HPU 10-01 FKY1）求得小齒輪分度圓直徑dt1的最小值為d1t-2-323 K?u 二1疳r323 1

10、.327 1045.45(189) 31.02mm二h 14.455522）圓周速度:r：d1tn60 10003.14 31.02 29004.7m/ s60 1000-8 -機械設計課程設計說明書HPU 10-01 FKY-# -機械設計課程設計說明書HPU 10-01 FKY3）計算齒寬及模數(shù):齒寬： b= ：d 6=1 31.02 =31.02mm根據(jù)Ka , v =4.7m/s ,8 級精度，查得動載系數(shù)、v=1.18，1.418，模數(shù)：“_d1t _31.02 _nt 一1 厶7 11II11625齒高:h二 2.25mnt= 2.25 1.24 = 2.79mm.b31.02=1

11、1.12h2.794)計算載荷系數(shù)：-# -機械設計課程設計說明書HPU 10-01 FKYKf -1.421 , Kh：= Kf：- 1故載荷系數(shù)X A j1. 1.18 1.418 = 1.675）按實際載荷系數(shù)校正分度圓直徑:6）計算模數(shù):d1-31.02 3 1.67 = 33.72mm1.3mn1.35mm25-# -機械設計課程設計說明書HPU 10-01 FKY-# -機械設計課程設計說明書HPU 10-01 FKYmn5.1.3按齒根彎曲強度計算 彎曲強度設計公式為(5-3)1）確定公式內的各計算數(shù)值 2）查圖得小齒輪的彎曲疲勞強度極限二fe1 =500MPa;大齒輪的彎曲疲勞

12、強度極限二FE 2 = 380MPa ;3) 查圖取彎曲疲勞壽命系數(shù) Kfn1 =0.86,Kfn2 =0.94;4）計算彎曲疲勞許用應力. 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,得1.4If 二 Kfn1 二FE1 二 0.86 500 二 307.1MPa1.4If 2 =Kfn2N2 = 0.94 380 =255.14MPa5）計算載荷系數(shù)K.K =心心心一心汁1 1.18 1 1.421=1.6766）查取齒形系數(shù).查表得YFa1 =2.62;Yf32 =2.17.7）查取應力校正系數(shù).查表得 Ysa1 =1.59；Ysa2 =1.88）計算大、小齒輪的YFaYsa并加以比較.-9 -機械設

13、計課程設計說明書HPU 10-01 FKY-# -機械設計課程設計說明書HPU 10-01 FKY丫Fa 2YSa22.17 1.81255.14= 0.0153 _ 2069.23 tan20 = 753.14NFr2 二 Ft2tan ： -731.97 tan20 = 266.42N求垂直面的支反力：Fv2(55 68.5 45.5)Fr2(5568.5) = Fr355FV1-Fr2- Fr1FV2= 0解得：Fv2 =50.4NF“ =436.32N計算垂直彎矩：Mvm = Fv1 55 二 23997.6N.mmMvn 二-Fv2 45.5 =-2293.2N.mm求水平面的支承力

14、：Fh2 (55 68.5 45.5) = Ft2 (55 68.5) Ft3 55FH1 FH2 一 Ft1 - Ft2 = 0解得：FH2 =1208NFh1 =1592.9N計算、繪制水平面彎矩圖：MH1 =FH1 55 =87609.5N.mmMh2 =Fh2 45.5=54964N.mm求合成彎矩圖，按最不利情況考慮：Mm = - Mhi2 Mvi2 =90836.72 N.mmMn = .Mh22 Mv22 =55011.8N.mm求危險截面當量彎矩：FT3FT2A.TH1 FH2Fr3-30 -機械設計課程設計說明書HPU 10-01 FKY-31 -機械設計課程設計說明書HPU

15、 10-01 FKY根據(jù)教材式15-5及上表中數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，取 軸的計算應力（公式中 W=0.1d3）:-=0.6 ,ca(口2W90836.722 (0.6 53800)20.1 263由計算結果可見C截面安全。6.3.4低速軸的受力分析及計算AB段長度56mm,B（段長度115mm作用在齒輪上的力:空辺鯉叭1843劭t d4180F 二Ftan =670.N按彎扭合成應力校核軸的強度:Fh2 二竺 Ft = 603.65N171FH1=FFH 疔 1239.65MH =56 FH69420N mm皂F171= 219.7 N-32 -機械設計課程設計說明

16、書HPU 10-01 FKYF/ F -0.6 ,軸的計算應力(公式中W=0.1d3)CJca.M2 (：T)2W73875.52 (0.6 165900)20.1 x433= 13.6MPa由表15-1查得45鋼的許用彎曲應力J-60MPa符合要求6.4滾動軸承的選擇及計算：I高速軸：軸承NU1004的校核，即軸承壽命校核：106 ftC Lh =()軸承壽命可由式60n P 進行校核，軸承只承受徑向載荷的作用，由于工作溫度不高且沖擊不大，取ft =1,fp =12??；=10/3基本額定動負荷為 C =10.5 103NFr1 - Fv1 Fh1 =228.3NFr2 二,FV2r_FH59

17、0.78N則Lhh 二10660 290010.5 103 )10/31.2 590.78)二 40435.4該軸承的壽命滿足使用3年要求。II中間軸：軸承NU104EI勺校核，即軸承壽命校核：軸承壽命可由式 60n P 進行校核，軸承只承受徑向載荷的作用,且沖擊不大，取ft =1,fp =1.2,?。?10/3由于工作溫度不高基本額定動負荷為 C=29 103NFr1 = . F； FH = 1651.58 NFr2Fv； Fh22 = 1209.05N則Lh106_ 理(_Ck)h =106( 1 29 103 )10/3_ 60n2 (PfP)_60 651.69 (1.2 1651.5

18、8)60n2-1.96 105.-34 -機械設計課程設計說明書HPU 10-01 FKY-# -機械設計課程設計說明書HPU 10-01 FKY該軸承的壽命滿足使用3年要求。III低速軸：軸承NU1008的校核，即軸承壽命校核：（吟由于工作溫度不高軸承壽命可由式60n P 進行校核，軸承只承受徑向載荷的作用, 且沖擊不大，取ft=1,fp=1.2,?。?10/3基本額定動負荷為C=21.2 103NFr1 = F； FH =1319.2 NFr2F2 臨=642.3熨則Lh二5= 4.9 10L(cl)h.1q6F 21.2 叫10/360n3 Pfp60 190.55 1.2 1319.2

19、該軸承的壽命滿足使用3年要求。7各軸鍵、鍵槽的選擇及其校核因減速器中的鍵聯(lián)結均為靜聯(lián)結，因此只需進行擠壓應力的校核.7.1高速級鍵的選擇及校核（1）：選擇鍵連接的類型和尺寸一般7級以上精度的齒輪有定心精度要求，應選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓 頭普通平鍵（A）型。根據(jù)d=16mm從表6-1中查的鍵的截面尺寸為：寬度 b=5mm，高度=5mm，由輪轂寬度并參 考鍵的長度系列，取鍵長L=22mm （比輪轂寬度小些）.（2）：校核鍵連接的強度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓用力二p = 100 - 120Mpa，取中間值， pl=110MPa。鍵的工作長度l=L-b=22-

20、5=17mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5 5 = 2.5。由式（6-1）可得：2漢T-p=37.35- p J=110MPaKld所選的鍵滿足強度要求。7.2中間級處鍵選擇及校核1. 對連接小齒輪與軸的鍵的計算（1）：選擇鍵連接的類型和尺寸一般7級以上精度的齒輪有定心精度要求，應選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A）型。根據(jù)d=26mm從表6-1中查的鍵的截面尺寸為：寬度b=8mm，高度h=7mm，由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長L=50mm （比輪轂寬度小些）（2）：校核鍵連接的強度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓用力二p = 100_1

21、20Mpa，取中間值， 丘p=110MPa。鍵的工作長度l=L-b=50-8=42 （ mm），鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k=0.5h=0.5漢7 = 3.5。由式 （6-1）可得：二 p = =28.2 l；pl=110MPaKld所選的鍵滿足強度要求。2. 對連接大齒輪與軸的鍵的計算（1）：選擇鍵連接的類型和尺寸一般7級以上精度的齒輪有定心精度要求，應選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A） 型。根據(jù)d=26mm從表6-1中查的鍵的截面尺寸為：寬度b=8mm，高度=7mm ,由輪轂寬度并參考鍵的長度系 列，取鍵長L=28mm （比輪轂寬度小些）（2）：校核鍵連接的強度鍵、軸和

22、輪轂的材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓用力二p = 100-120Mpa，取中間值，bp】=110MPa。鍵的工作長度l=L-b=28-8=20 （mm），鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5 =7 = 0.35。由式（6-1）可得:p l=H0MPa2 5；-p=59.1Kld所選的鍵滿足強度要求。7.3低速級處鍵的選擇及校核1.對連接齒輪與軸的鍵的計算（1）：選擇鍵連接的類型和尺寸一般7級以上精度的齒輪有定心精度要求，應選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A）型。根據(jù)d=45mm從表6-1中查的鍵的截面尺寸為：寬度b=14mm，高度=9mm，由輪轂寬度并參考鍵的長度

23、系列，取鍵長L=mm （比輪轂寬度小些）（2）：校核鍵連接的強度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓用力二p = 100-120Mpa，取中間值，&p=110MPa。鍵的工作長度l=L-b=45-14=31 （mm），鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5漢9 = 4.5。由式(6-1)可得:匚 p = =47.6 l；pl=110MPaKld所選的鍵滿足強度要求。2.對聯(lián)軸器及其鍵的計算b h=8 7d1=30L=50所以 l=L-b=50-8=42k=0.5h=3.52漢T匚 p=50.29110 MPaKld所選的鍵滿足強度要求。8聯(lián)軸器的選擇計算8.1輸出軸的聯(lián)軸器選擇

24、計算8.1.1類型選擇選用凸緣套柱銷聯(lián)軸器8.1.2載荷計算轉矩T =165.9 N m，查得KA =1.5，故計算轉矩為Tca 二 K AT =1.5 165.9N m = 248.85N m8.1.3型號選擇GY5型彈性套柱銷聯(lián)軸器的許用轉矩為400 N m，許用最大轉速為8000 r / min，軸徑為30 42 mm，故合用。8.2輸入軸的聯(lián)軸器選擇計算由于輸入軸最小直徑與電動機輸出軸直徑相差過大，故選用配做法。大端直徑38mm小端直徑16mm9減速器箱體及其附件的設計9.1減速器附件的選擇1. 通氣器減速器工作時，箱體內溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為使箱內熱脹空氣能自由排出，以保持

25、 箱內外壓力平衡，不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S伸密封件等其他縫隙滲漏，通常在箱體頂部裝設通 氣器。為使防塵性能好，選通氣器(兩次過濾)，采用 M12X 1.252. 油面指示器選用游標尺M163. 起吊裝置為了便于搬運，在箱體設置起吊裝置，采用箱蓋吊耳、箱座吊耳.4. 放油螺塞換油時，排放污油和清洗劑，應在箱座底部，油池的最低位置處開設放油孔，平時用螺塞將放油 孔堵住，油塞和箱體接合面間應加防漏用的墊圈選用外六角油塞及墊片 M12X 1.59.2選擇適當型號起蓋螺釘型號：GB70-85 M10 X 20,材料Q235軸軸承蓋上的螺釘：GB70-85 M8X32材料Q235箱蓋、箱座連接螺栓直徑：GB5782-86 M12X 8,材料Q235箱體的主要尺寸：(1)箱座壁厚=0.025a 1=0.025 116 1 =3.9取=8箱蓋壁厚 1=0.02a+1=0.02 X 116+仁 3.32取 1=8箱蓋凸緣厚度b1=8箱座凸緣厚度b=8箱座底凸緣厚度b2=15地腳螺釘數(shù)目n=4 (因為a2 m/s,齒輪采用油潤滑。 V 12 m/s，齒輪采用浸油潤滑。即將齒輪浸于減速器油池內，當齒輪轉動時，將潤滑油帶到嚙合處，同時也將油甩直箱壁上用以散熱。10.2滾動軸承的潤滑(1)：軸承潤