二級(jí)展開(kāi)式斜齒圓柱齒輪減速器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、一、設(shè)計(jì)題目：1二、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)1三、選擇電機(jī)11計(jì)算電機(jī)所需功率12確定電機(jī)轉(zhuǎn)速：2四、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比：3五、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)：31各軸轉(zhuǎn)速：32各軸輸入功率43各軸輸入轉(zhuǎn)矩：4六、齒輪的設(shè)計(jì)：51高速級(jí)大小齒輪的設(shè)計(jì)：52)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)：53)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：72低速級(jí)大小齒輪的設(shè)計(jì)：102)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)：103)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：12七、減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：14八、軸的設(shè)計(jì)：161高速軸設(shè)計(jì)：161)初步確定軸的最小直徑：162)選擇聯(lián)軸器：163)各軸段直徑的確定：172中間軸的設(shè)計(jì)與校核：181)初步確定軸的最小直徑：

2、182)選擇軸承：183)各軸段直徑的確定：184)校核該軸和軸承：205)鍵的設(shè)計(jì)與校核：233低速軸的設(shè)計(jì)：231)初步確定軸的最小直徑：232)選擇聯(lián)軸器：233)各軸段直徑的確定：24九、潤(rùn)滑方式的確定：24十、參考資料：26一、 設(shè)計(jì)題目：二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器1 要求：擬定傳動(dòng)關(guān)系：由電動(dòng)機(jī)、V帶、減速器、聯(lián)軸器、工作機(jī)構(gòu)成。2 工作條件：（1）連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)；（2）載荷較平穩(wěn)；（3）兩班制；（4）結(jié)構(gòu)緊湊；（5）工作壽命5年。3 設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1）減速器裝配圖一張（0號(hào)圖）；（2）零件圖2-3張；（3）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份。4 已知條件：運(yùn)輸帶卷筒轉(zhuǎn)速， 減速箱輸出軸功率二、 傳動(dòng)裝置總體

3、設(shè)計(jì)：1 組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。2 特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱(chēng)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(dòng)方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)功率大，將V帶設(shè)置在高速級(jí)。 其傳動(dòng)方案如下（圖2-1）：三、 選擇電機(jī)1 計(jì)算電機(jī)所需功率： 查指導(dǎo)書(shū)9.1：聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率：0.99每對(duì)軸承傳動(dòng)效率：0.98圓柱齒輪的傳動(dòng)效率：0.98卷筒的傳動(dòng)效率：0.96說(shuō)明：電機(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置的總效率：0.8332 確定電機(jī)轉(zhuǎn)速：查指導(dǎo)書(shū)14.1：取V帶傳動(dòng)比i=24二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i=840所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是：符合這一范圍的轉(zhuǎn)速有：750、1000、1

4、500、3000根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和轉(zhuǎn)速查指導(dǎo)書(shū)14.1電動(dòng)機(jī)型號(hào)綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M1-6，其主要參數(shù)如下：電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率同步轉(zhuǎn)速r/min額定轉(zhuǎn)速r/min重量總傳動(dòng)比Y132M1-64KW100096073Kg50.532.02.0型號(hào)HABCDEGKbY132M1-61322161788938803312280hAABBHA2101353156023818515四、 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比：總傳動(dòng)比：分配傳動(dòng)比： 考慮到潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，取，故注：為高速級(jí)傳動(dòng)比，為低速級(jí)傳動(dòng)比。五、

5、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)：將傳動(dòng)裝置各軸由高速到低速依次定為軸、軸、軸依次為電機(jī)與軸，軸1與軸2，軸2與軸3，軸3與軸4之間的傳動(dòng)效率。1 各軸轉(zhuǎn)速：軸：軸:軸:卷筒軸：2 各軸輸入功率：軸：軸:軸:卷筒軸：3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為：軸：軸:軸:卷筒軸：運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果如下表：軸名功率P/KW轉(zhuǎn)矩T/Nm轉(zhuǎn)速r/min傳動(dòng)比效率電動(dòng)機(jī)軸3.396010.99軸3.279604.30.96軸3.14223.33.060.96軸3.027310.97卷筒軸2.9373六、 齒輪的設(shè)計(jì)：1 高速級(jí)大小齒輪的設(shè)計(jì)：1) .定齒輪傳動(dòng)類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）傳動(dòng)類(lèi)型：所示的傳

6、動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)；（2）精度等級(jí)：工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB10095-88）；（3）材料選擇：高速級(jí)小齒輪選用40Cr(調(diào)質(zhì))，齒面硬度為280HBS。高速級(jí)大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為240HBS，二者硬度差為40HBS；（4）齒數(shù)選擇：選小齒輪齒數(shù)24，大齒輪齒數(shù)，取103.（5）選取螺旋角：初選螺旋角為。2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)：根據(jù)公式：試算（1） 確定公式內(nèi)的各值： 試選； 由教材圖10-30選取區(qū)域系數(shù)； 由教材圖10-26查得，則； 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： 由教材表10-7選取齒寬系數(shù)； 由教材表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)； 由教材圖10-21

7、d按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限，達(dá)齒輪的接觸疲勞極限； 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 由教材圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)； 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效率為1%，安全系數(shù)s=1，故（2） 計(jì)算： 試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得： 計(jì)算圓周速度： 計(jì)算齒寬b及模數(shù)： 計(jì)算重合度： 計(jì)算載荷系數(shù)k：已知使用系數(shù)，根據(jù)v=1.9m/s，7級(jí)精度，由教材圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)，由表10-4查得，由圖10-13查得，由表10-3查得，故載荷系數(shù)： 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： 計(jì)算模數(shù)：3) 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：由式：計(jì)算（1） 確定計(jì)算參數(shù)： 計(jì)算載荷系數(shù)：； 根據(jù)縱向重合度，從圖10

8、-28查得螺旋角影響系數(shù)； 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)：； 查取齒形系數(shù)；由教材表10-5查得； 查取應(yīng)力校正系數(shù)：由教材表10-5查得； 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：由教材圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)；取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4，故； 計(jì)算大小齒輪的，并加以比較。大齒輪的數(shù)值較大。（2） 設(shè)計(jì)計(jì)算：對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取，但為了同時(shí)滿(mǎn)足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)，于是有取，則，取。（3） 幾何尺寸的計(jì)算： 計(jì)算中心距：將中心距圓整為107mm；

9、 按圓整后的中心距修正螺旋角： 計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑： 計(jì)算齒輪寬度：圓整后??； 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：以大齒輪為標(biāo)準(zhǔn)，因齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。2 低速級(jí)大小齒輪的設(shè)計(jì)：1) .定齒輪傳動(dòng)類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）傳動(dòng)類(lèi)型：所示的傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)；（2）精度等級(jí)：工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB10095-88）；（3）材料選擇：低速級(jí)小齒輪選用40Cr(調(diào)質(zhì))，齒面硬度為280HBS。高速級(jí)大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為240HBS，二者硬度差為40HBS；（4）齒數(shù)選擇：選小齒輪齒數(shù)24，大齒輪齒數(shù)，取73.（5）選取螺旋

10、角：初選螺旋角為。2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)：根據(jù)公式：試算（3） 確定公式內(nèi)的各值： 試選； 由教材圖10-30選取區(qū)域系數(shù)； 由教材圖10-26查得，則； 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： 由教材表10-7選取齒寬系數(shù)； 由教材表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)； 由教材圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限，達(dá)齒輪的接觸疲勞極限； 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 由教材圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)； 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效率為1%，安全系數(shù)s=1，故（4） 計(jì)算： 試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得： 計(jì)算圓周速度： 計(jì)算齒寬b及模數(shù)： 計(jì)算重合度： 計(jì)算載荷系數(shù)k：已知使用系數(shù)，根據(jù)v=

11、0.74m/s，7級(jí)精度，由教材圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)，由表10-4查得，由圖10-13查得，由表10-3查得，故載荷系數(shù)： 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： 計(jì)算模數(shù)：3) 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：由式：計(jì)算（4） 確定計(jì)算參數(shù)： 計(jì)算載荷系數(shù)：； 根據(jù)縱向重合度，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)； 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)：； 查取齒形系數(shù)；由教材表10-5查得； 查取應(yīng)力校正系數(shù)：由教材表10-5查得； 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：由教材圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)；取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4，故； 計(jì)算大小齒輪的，并加以比較

12、。大齒輪的數(shù)值較大。（5） 設(shè)計(jì)計(jì)算：對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取，但為了同時(shí)滿(mǎn)足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)，于是有取，則，取。（6） 幾何尺寸的計(jì)算： 計(jì)算中心距：將中心距圓整為134mm； 按圓整后的中心距修正螺旋角： 計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑： 計(jì)算齒輪寬度：圓整后?。?結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：以大齒輪為標(biāo)準(zhǔn)，因齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。七、 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱(chēng)符號(hào)計(jì)算公式/mm結(jié)果/mm箱座厚度一級(jí)8二級(jí)箱蓋厚度一級(jí)8二級(jí)箱蓋凸緣厚度8箱座凸緣厚度8箱座底凸

13、緣厚度p20地腳螺釘直徑M16地腳螺釘數(shù)目時(shí)，n=44軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑M12蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直徑=（0.5 0.6）M8軸承端蓋螺釘直徑=（0.40.5）6視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）6定位銷(xiāo)直徑=（0.70.8）6，至外箱壁的距離查手冊(cè)表112221813，至凸緣邊緣距離查手冊(cè)表112201611外箱壁至軸承端面距離=+（510）40大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離>1.210齒輪端面與內(nèi)箱壁距離>9箱蓋，箱座肋厚7軸承端蓋外徑+（55.5）82（軸）92（軸）110（軸）軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離82（軸）92（軸）110（軸）八、 軸的設(shè)計(jì)：1 高速軸設(shè)計(jì)：已知軸的轉(zhuǎn)速，功率，轉(zhuǎn)矩1) 初

14、步確定軸的最小直徑：選取軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。查教材表15-3取。根據(jù)教材公式15-2得：2) 選擇聯(lián)軸器：輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故須同時(shí)選擇聯(lián)軸器的型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查教材表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故去，則：按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊(cè)表8-1，選用HL2型聯(lián)軸器（）。其軸孔直徑d=（2030）mm可滿(mǎn)足電動(dòng)機(jī)的軸徑要求。故減速器高速軸軸伸出的直徑d=20mm。聯(lián)軸器軸承與端蓋齒輪軸軸承3) 各軸段直徑的確定：由上圖可知，聯(lián)軸器的孔徑d=20mm，長(zhǎng)度=52mm，為了滿(mǎn)足聯(lián)軸器的軸向定位要求，

15、-段需制出軸肩，故取段直徑。查手冊(cè)表6-7可選擇圓錐滾子軸承，其型號(hào)為30205.，裝配齒輪段直徑，判斷是不是作成齒輪軸： 查手冊(cè)得：得：e=1.85mm3.75mm，故做成齒輪軸。段裝配軸承所以，。2 中間軸的設(shè)計(jì)與校核：已知軸的轉(zhuǎn)速，功率，轉(zhuǎn)矩1) 初步確定軸的最小直徑：選取軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。查教材表15-3取。根據(jù)教材公式15-2得：mm2) 選擇軸承：中間軸的最小直徑顯然是安裝軸承處的直徑。根據(jù)最小直徑值查手冊(cè)表6-7可選擇圓錐滾子軸承，其型號(hào)為30206。3) 各軸段直徑的確定：由上圖可知，查手冊(cè)表6-7可選擇圓錐滾子軸承，其型號(hào)為30205.故。，裝配齒輪段直徑， 段裝

16、配軸承所以，。軸承齒輪2齒輪3軸承105N.m166N.m21N.m14N.m56N.m23N.mMHMV107N.m106N.m167N.m134N.m175N.mMM4) 校核該軸和軸承：（1）軸的校核：已知大齒輪圓周力：徑向力：軸向力：小齒輪圓周力：徑向力：軸向力：中間軸的受力圖如上所示：載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩扭矩T=134N.m按彎扭合成家和該軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核該軸上軸承受最大彎矩的扭矩 的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。根據(jù)教材式15-5以及表中數(shù)據(jù)及軸向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取。前面已選擇軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得。軸的計(jì)算應(yīng)

17、力故該軸符合要求。（2）軸承壽命的校核： 求軸承上受到的徑向載荷和 求兩軸承的計(jì)算軸向力和對(duì)于3000系列的軸承，按教材表13-7，軸承派生軸向力，其中，Y值由手冊(cè)（GB/T297-1994）查得Y=1.6，故又故軸承2被壓緊，軸承3被放松。 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和由手冊(cè)查得 驗(yàn)算軸承壽命：因?yàn)?，故按軸承3的受力大小驗(yàn)算故所選軸承符合壽命要求。5) 鍵的設(shè)計(jì)與校核：已知大齒輪軸徑，參考機(jī)械制圖表6-16，由于所以??；小齒輪軸徑，參考機(jī)械制圖表6-16，由于所以取。因?yàn)辇X輪材料為45鋼。查教材得。取鍵長(zhǎng)為， 根據(jù)擠壓強(qiáng)度條件，鍵的校核為：故鍵的強(qiáng)度符合要求。所以所選鍵為: 3 低速軸的設(shè)計(jì)：已知軸的

18、轉(zhuǎn)速，功率，轉(zhuǎn)矩1) 初步確定軸的最小直徑：選取軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。查教材表15-3取。根據(jù)教材公式15-2得：由于該段軸上有鍵槽，將計(jì)算值加大3%，2) 選擇聯(lián)軸器：輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故須同時(shí)選擇聯(lián)軸器的型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查教材表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故去，則：按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊(cè)表8-1，選用HL2型聯(lián)軸器（）。其軸孔直徑d=（2030）mm可滿(mǎn)足電動(dòng)機(jī)的軸徑要求。聯(lián)軸器軸承與端蓋齒輪軸承故減速器高速軸軸伸出的直徑d=20mm。3) 各軸段直徑的確定：由上圖可知，聯(lián)軸器的孔徑d=20mm，長(zhǎng)度=