二級減速器設(shè)計

1、PAGE PAGE 20目 錄設(shè)計任務(wù)書減速箱傳動方案的擬定及說明一、工作機器特征的分析二、傳動方案的擬定運動參數(shù)計算一、電機的選擇 二、傳動比的分配 三、運動參數(shù)的計算各傳動零件的設(shè)計計算一、 皮帶輪的設(shè)計計算二、 皮帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計三、 齒輪的設(shè)計 四、 各軸的設(shè)計 五、 軸承的選擇與校核 六、 鍵的選擇與校核減速箱的箱體設(shè)計減速器的潤滑減速箱的附件設(shè)計小結(jié)附錄附表一 減速箱中的標(biāo)準(zhǔn)件附表二 減速箱中的非標(biāo)準(zhǔn)件附表三 箱體的結(jié)構(gòu)圖附表四 參考文獻圖一:(傳動裝置總體設(shè)計圖)初步確定傳動系統(tǒng)總體方案如:傳動裝置總體設(shè)計圖所示。選擇V帶傳動和二級圓柱斜齒輪減速器（展開式）。原始數(shù)據(jù)1 螺旋運輸機上

2、圓周力P=2100N2 螺旋運輸機上圓周速度V=1m/s3 螺旋運輸機直徑 D=300mm4 工作年限為十年（每年按300天計算），單班制生產(chǎn)，每班工作八小時，運輸機工作平穩(wěn)轉(zhuǎn)向不變。5批量生產(chǎn)。一 、工作機器特征的分析 由設(shè)計任務(wù)書可知：該減速箱用于螺旋運輸機，工作速度不高（V=1m/s）,圓周力不大(P=2100N),因而傳遞的功率也不會太大.由于工作運輸機工作平穩(wěn),轉(zhuǎn)向不變,使用壽命不長(10年),故減速箱應(yīng)盡量設(shè)計成閉式,箱體內(nèi)用油液潤滑,軸承用脂潤滑.要盡可能使減速箱外形及體內(nèi)零部件尺寸小,結(jié)構(gòu)簡單緊湊,造價低廉,生產(chǎn)周期短,效率高。二、傳動方案的擬定及說明 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中已給定的

3、傳動方案及傳動簡圖，分析其有優(yōu)缺點如下：優(yōu)點： (1)、電動機與減速器是通過皮帶進行傳動的，在同樣的張緊力下，三角皮帶較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力，而且三角皮帶允許的中心中距較平帶大，傳動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，使用維護方便，價格低廉。故在第一級（高速級）采用三角皮帶傳動較為合理，這樣還可以減輕電動機因過載產(chǎn)生的熱量，以免燒壞電機，當(dāng)嚴(yán)重超載或有卡死現(xiàn)象時，皮帶打滑，可以起保護電機的作用。（2）、斜齒圓柱齒輪較直齒圓柱齒輪傳動平穩(wěn)，承載能力大、噪音小，能減輕振動和沖擊，若設(shè)計時旋向選擇合理，可減輕軸的負(fù)荷，延長使用壽命，故此減速器的兩對齒輪均采用斜齒圓柱齒輪傳動。（3）、高速級齒輪布置在遠(yuǎn)離扭矩輸入端

4、，這樣可以減小軸在扭矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形，以及彎曲變形引起的載荷沿齒寬分布不均勻的現(xiàn)象。缺點：（1）、皮帶傳動穩(wěn)定性不夠好，不能保證精確的傳動比，外廓尺寸較大。（2）、齒輪相對軸和軸承不能對稱分布，因而對軸的要求更高，給制造帶來一定麻煩。綜上所述，這種傳動方案的優(yōu)點多，缺點少，且不是危險性的缺點，故這種傳動方案是可行的。 第二章 運動參數(shù)計算電機的選擇選擇電機型號：按已知條件選用Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機2、電動機功率的確定、按式（1-1）電動機所需功率為：Pd=Pw/ （-2）工作機所需 按式（1傳動裝置的總效率 0.960.970.990.833； 為V帶的效率,為滾動軸承效

5、率， 為嚙合效率，為滑動軸承效率， 為聯(lián)軸器效率（齒輪為7級精度，油脂潤滑. 因是薄壁防護罩,采用開式效率計算)。 工作功率為： Pw= =2.1 (kw) 、電動機所需的功率Pd=Pw/=2.1/0.808=2.52 (kw) 因載荷平穩(wěn)，電動機額定功率Pde應(yīng)略大于Pd即可，由表14-1選得Y系列電動機額定功率Pde為3 kw。確定電動機轉(zhuǎn)速 輸送機卷筒的轉(zhuǎn)速為：nw=60*1000v/3.14D=60*1000*1/3.14*300=63.69 (r/min)通常，V帶傳動的傳動比常用范圍為i1=24,二級圓柱斜齒輪減速器傳動比i2=860,故電動機轉(zhuǎn)速的范圍為: nd=i*nw=(16

6、240)*63.69=1019.0415285.6 (r/min)綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，選定型號為Y100L24的三相異步電動機，額定功率為3KW,滿載轉(zhuǎn)速1420 r/min。3、傳動裝置的總傳動比及各級傳動比分配（1）由前面計算得輸送機卷筒的轉(zhuǎn)速 nw=63.69 (r/min)i總=1420/63.69=22.29（2)分配傳動裝置傳動比i總式中分別為帶傳動和減速器的傳動比。為使V帶傳動外廓尺寸不致過大，初步取2，則減速器傳動比為 i總=22.29/211.15根據(jù)各原則，查圖得高速級傳動比為，i1=3.82則2.92 4、計算傳動裝置的運動

7、和動力參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速的計算： 2各軸輸入功率計算： 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計算： 第三章 各傳動零件的設(shè)計計算V帶輪的設(shè)計 1、確定計算功率Pca由表8-7差得工作情況系數(shù)KA=1.0,故：Pca=KA*P=1.0*2.52=2.52 Kw 2、選擇V帶的帶型 根據(jù)Pca，n0由圖8-10選用Z型。 3、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗算代數(shù)v （1）初選小帶輪額基準(zhǔn)直徑dd1。由表8-6和表8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=90mm。 （2） 驗算帶速v。按書上式（8-13）驗算帶的速度 V=3.14*dd1*n0/60*1000=6.69 m/s 因為5m/sv（F。 ）min。8、計算壓軸力Fp 壓軸力

8、的最小值為 (Fp)min=2z（F。）min*sin1/2=645.74N 表2 V帶傳動的主要參數(shù)名稱結(jié)果 名稱 結(jié)果 名稱 結(jié)果 帶型 傳動比i=2 根數(shù)6帶輪基準(zhǔn)直徑 基準(zhǔn)長度 預(yù)緊力中心距 壓軸力 二、高速級齒輪傳動的設(shè)計：選定高速級齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)：1）按傳動方案選用斜齒圓柱齒輪傳動。2）運輸機為一般工作機械，速度不高，故選用7級精度。3）材料選擇： 由課本表10-1選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，平均硬度為240HBS。大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），正火，硬度為280HBS，二者硬度差為40HBS。 4）選小齒輪齒數(shù)，則：，取。齒數(shù)比。5）初選螺旋角。按齒面接觸疲勞

9、強度設(shè)計： 確定公式內(nèi)的各項數(shù)值：試選載荷系數(shù)。由課本圖10-30選取區(qū)域系數(shù)。由課本圖10-26查得；則：。小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：由課本表10-7選取齒寬系數(shù)。由課本表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)（大小齒輪均采用鍛造）。由課本圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；由課本圖10-21c按齒面硬度查得大齒輪的接觸疲勞強度極限。按式（10-31）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： ； 。 由課本圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)，。計算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效概率為1%，安全系數(shù)，； 計算：計算小齒輪分度圓直徑 ： 計算圓周速度：計算齒寬和模數(shù)： ； 。齒高：，。 計算縱向重合度： 。 計算載荷系數(shù)：

10、由課本表10-2查得：使用系數(shù)；根據(jù)、7級精度，由課本圖10-8查得：動載系數(shù)；由課本表10-3查得： 由課本表10-4查得：。由課本表10-13查得：=1.42 故載荷系數(shù)：。 按實際的載荷系數(shù)校正說算的的分度圓直徑： 計算模數(shù)： 按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計： 確定計算參數(shù)： 計算載荷系數(shù)。根據(jù)縱向重合度，從課本圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)。計算當(dāng)量齒數(shù)：；。 查取齒數(shù)系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)：由課本表10-5查得：，；，。 由課本圖10-20c按齒面硬度查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；由課本圖10-20c按齒面硬度查得大齒輪的彎曲疲勞強度極限。由課本圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，。計算彎曲疲勞許

11、用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù)，計算大小齒輪的并加以比較： ；， 大齒輪的數(shù)值大。設(shè)計計算（按大齒輪）： 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強度說決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)于齒輪的乘積）有關(guān)。故可取由彎曲強度算的的模數(shù)并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，而按接觸強度算得的分度圓直徑，取，則：，取。實際傳動比，與原分配傳動比基本一致。 幾何尺寸計算：1）中心距計算： ，將中心距圓整為。2）按圓整后得中心距修正螺旋角： 。計算大小齒輪的分度圓直徑： ； 。計算齒輪寬度，圓整后取。則：（大齒輪）；（小齒輪）。（二）低速級齒輪傳動

12、的設(shè)計：選定高速級齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)：1）按傳動方案選用斜齒圓柱齒輪傳動。2）運輸機為一般工作機械，速度不高，故選用7級精度。3）材料選擇： 由課本表10-1選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，平均硬度為280HBS。大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），正火，硬度為240HBS，二者硬度差為40HBS。 4）選小齒輪齒數(shù)，則：，取。齒數(shù)比。5）初選螺旋角。按齒面接觸疲勞強度設(shè)計： 確定公式內(nèi)的各項數(shù)值：試選載荷系數(shù)。由課本圖10-30選取區(qū)域系數(shù)。由課本圖10-26查得；則：。小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：由課本表10-7選取齒寬系數(shù)。由課本表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)（大小齒輪均采用鍛造）。由課本

13、圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；由課本圖10-21c按齒面硬度查得大齒輪的接觸疲勞強度極限。按式（10-31）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： ； 。 由課本圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)，。計算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效概率為1%，安全系數(shù)，；。計算：計算小齒輪分度圓直徑 ： 計算圓周速度：計算齒寬和模數(shù)： ； 。齒高：，。 計算縱向重合度： 。 計算載荷系數(shù)：由課本表10-2查得：使用系數(shù)；根據(jù)、7級精度，由課本圖10-8查得：動載系數(shù)；由課本表10-3查得：；由課本表10-4查得7級精度、調(diào)質(zhì)小齒輪相對支承非對稱布置時： 。 根據(jù)，由課本圖10-13查得： 。故載荷系數(shù)：。 按實

14、際的載荷系數(shù)校正說算的的分度圓直徑： 計算模數(shù)： 按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計： 確定計算參數(shù)： 計算載荷系數(shù)。根據(jù)縱向重合度，從課本圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)。計算當(dāng)量齒數(shù)：；。 查取齒數(shù)系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)：由課本表10-5查得：，；，。 由課本圖10-20c按齒面硬度查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；由課本圖10-20c按齒面硬度查得大齒輪的彎曲疲勞強度極限。由課本圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，。計算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù)，計算大小齒輪的并加以比較： ；， 大齒輪的數(shù)值大。 計算（按大齒輪）： 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，

15、由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強度說決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)于齒輪的乘積）有關(guān)。故可取由彎曲強度算的的模數(shù)并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，而按接觸強度算得的分度圓直徑重新修正齒輪齒數(shù)，取，則：，取。實際傳動比，與原分配傳動比基本一致。 幾何尺寸計算：1）中心距計算： ，將中心距圓整為。2）按圓整后得中心距修正螺旋角： 。計算大小齒輪的分度圓直徑： ； 。4）計算齒輪寬度，圓整后取。則：（大齒輪）；（小齒輪）。 表4 大齒輪結(jié)構(gòu)尺寸表5 高速級齒輪傳動的尺寸 表6 低速級齒輪傳動的尺寸名稱計算公式結(jié)果名稱 計算公式結(jié)果法面模數(shù)1.5法面模數(shù) 法面壓力角法面壓力角螺旋角螺旋角齒數(shù)齒數(shù)傳動比 傳動比 分度圓直徑分度圓直徑齒頂圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑齒根圓直徑中心距 101中心距62齒寬齒寬 三軸的設(shè)計： 軸上的功率P1，P2，P3， 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩 =32550 =119210 =334580作用的齒輪上的力； d1=41.95 d2=160.04 d3=31.39 d4=92.60 三根軸都使用45鋼經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理最小直徑；A1=126，A2=120，A3=112 擴大10%=20.86 取 22mm 取