機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書二級展開式圓柱斜齒輪減速器

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算手冊設(shè)計(jì)題目二級擴(kuò)徑圓柱齒輪減速機(jī)目錄1.設(shè)計(jì)任務(wù)書- -(2)2、傳輸方案的制定 - -(2)三、電機(jī)的選型與計(jì)算- (3)4 、整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)態(tài)參數(shù)的選擇和計(jì)算-（ 4)五、聯(lián)軸器的選擇- - - (5)6、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算- - (6)7、鑄鐵箱體結(jié)構(gòu)尺寸- - (14)八、軸設(shè)計(jì) - - - (15 )九、軸檢- - -（17）十、軸承檢查- - - - - - - - - - - - - （二十一）選擇和檢查- - - - - - - - （23）十二、減速機(jī)配件設(shè)計(jì)- - - - - - - - - （23）13、潤滑與密封- - - (30)14、設(shè)計(jì)總結(jié)

2、- -(26 )15. 參考文獻(xiàn) - - - ( 26)設(shè)計(jì)計(jì)算能力計(jì)算結(jié)果1.設(shè)計(jì)任務(wù)書1、要求：連續(xù)單向運(yùn)行，工作時(shí)輕微震動(dòng)，空載啟動(dòng)，使用壽命8年，小批量生產(chǎn)，單班工作，輸送帶速度內(nèi)容誤差。2、已知：皮帶圓周力F=1900N，皮帶速度V=2.45m/s，卷筒直徑D=360mm。三、設(shè)計(jì)任務(wù)：減速器總成圖1張；零件工作圖2； 1份零件手冊。2、傳輸方案的制定傳輸方案如下圖1所示：電機(jī)選擇1、電機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇經(jīng)過綜合分析，選用Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。該系列電機(jī)具有高效節(jié)能、噪音低、振動(dòng)小、運(yùn)行安全可靠等特點(diǎn)。Y系列電動(dòng)機(jī)，額定電壓380V，額定頻率50HZ。在本設(shè)計(jì)中，電機(jī)采用封閉式結(jié)

3、構(gòu)。2、電機(jī)容量的選擇工作機(jī)所需功率傳輸?shù)目傂仕璧碾姍C(jī)輸出滾筒速度綜合考慮，選用Y132M2-6，P ed =5.5kW nm = 960r/min整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)的選擇和計(jì)算變速器所需的總傳動(dòng)比為：同時(shí)i 1 高速齒輪比取決于考慮潤滑條件，為使兩個(gè)大齒輪的直徑相近，取1.4高傳動(dòng)比低傳動(dòng)比變速器的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)態(tài)參數(shù)(1)。各軸速度：我軸：軸：軸：(2)。各軸輸入功率（kw）我軸：軸：軸：滾筒：(3)。計(jì)算各軸輸入扭矩（Nm）電機(jī)軸的輸出扭矩為：因此，I 軸：軸：軸：滾筒：各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)態(tài)參數(shù)如表 1 所示。表1 各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)態(tài)參數(shù)軸號力量扭矩 T/(Nm)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比效率電機(jī)

4、軸5.41953.90896010.99我軸5.36553.3699603.09840.96軸5.152158.609309.3872.38340.96軸4.947363.021129.99810.96卷軸4.751348.609129.9985. 聯(lián)軸器的選擇最小軸徑我軸： = 2 * ROMAN * MERGEFORMAT 二軸：軸：電機(jī)軸徑d=38mm 軸：Active J Type 1軸孔 C Type Keywayd=38mm L 1 =82mm從動(dòng)J 1型軸孔C型鍵槽d=32mm L 1 =82mmTL6型聯(lián)軸器GB/T 4323-84六。軸設(shè)計(jì)計(jì)算1、高速齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1）。齒輪材

5、料、熱處理小批量生產(chǎn)，為方便加工，大小齒輪均選用軟齒面漸開線斜齒輪。高速小齒輪采用45鋼調(diào)質(zhì)而成，齒面硬度230-250HBS，小齒輪齒數(shù)=27高速大齒輪采用45鋼經(jīng)正火加工，齒面硬度190-210HBS，大齒輪齒數(shù)Z =85。誤差小于5%2）。齒輪傳動(dòng)主要尺寸的初步設(shè)計(jì)(1)。確定許用彎曲應(yīng)力.彎曲疲勞極限應(yīng)力大齒輪 Flim = 220MPa小齒輪 Flim = 250MPa。生活時(shí)代應(yīng)力循環(huán)次數(shù)Y N1 =0.88 Y N2 =0.93。測試齒輪應(yīng)力修正系數(shù)Y ST =2.最低安全系數(shù)根據(jù)一般可靠性 S Fmin =1.25。許用彎曲應(yīng)力(2)。確定內(nèi)容的接觸應(yīng)力。接觸疲勞應(yīng)力大齒輪 H

6、lim =580MPa小齒輪 Hlim = 550MPa.壽命系數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)Z N1 =0.9 Z N2 =0.92.最低安全系數(shù)根據(jù)一般可靠性 SHmin=1。內(nèi)容接觸應(yīng)力 H2 H1 ，取 H = H2 =506MPa(3)。根據(jù)齒面接觸強(qiáng)度確定中心距。負(fù)載系數(shù)設(shè)定齒輪按8級精度制造電機(jī)驅(qū)動(dòng)，輕微振動(dòng)取K=1.2。齒寬系數(shù)是根據(jù)軟齒面的非對稱排列而取的。彈性系數(shù)Z E =189.8節(jié)點(diǎn)面積系數(shù)初始螺旋角Z H =2.465、重合系數(shù)端面重合軸向重合螺旋角系數(shù)設(shè)計(jì)中心距取 m n =2，重新計(jì)算中心距圓角中心距，取a=115mm調(diào)整貝塔(4)。確定齒輪參數(shù)的大小1.取齒數(shù)z 1 =27 z

7、 2 =852. 模量 m n =2mm3.實(shí)際傳動(dòng)比4.確定分度圓的直徑5.確定齒寬取b=b 2 =55mmb 1 =b 2 +5=60mm(5)。檢查輪齒的彎曲強(qiáng)度1.等效齒數(shù)2.齒形系數(shù)和修正系數(shù)可以得到線性差分法Y Fa1 =2.586 Y Sa1 =1.597Y Fa2 =2.174 Y Sa2 =1.7963. 重合系數(shù) Y 重新計(jì)算端面重合4、螺旋角系數(shù)由 和 1，取 Y =0.835.檢查彎曲強(qiáng)度=(6)。設(shè)計(jì)結(jié)果齒輪參數(shù)和幾何尺寸模量 m n =2mm齒數(shù) z 1 =27 z 2 =85齒寬 b 2 =55mm b 1 =60mm圓直徑d 1 =55.446 mmd 2 =1

8、78.661 毫米中心距a=115 mm螺旋角=13.116齒輪精度8級齒輪材料小齒輪 45 鋼，調(diào)質(zhì)，230-250HBSBig Gear 45 鋼，標(biāo)準(zhǔn)化，190-210HBS1、低速齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1）。齒輪材料、熱處理小批量生產(chǎn)，為方便加工，大小齒輪均選用軟齒面漸開線斜齒輪。高速小齒輪采用45鋼調(diào)質(zhì)而成，齒面硬度230-250HBS，小齒輪齒數(shù)=39高速大齒輪采用45鋼制成正火，齒面硬度190-210HBS，大齒輪齒數(shù)Z =101。誤差小于5%2）。齒輪傳動(dòng)主要尺寸的初步設(shè)計(jì)(1)。確定許用彎曲應(yīng)力.彎曲疲勞極限應(yīng)力大齒輪 Flim = 220MPa小齒輪 Flim = 250MPa。生活

9、時(shí)代應(yīng)力循環(huán)次數(shù)Y N2 =0.93 Y N2 =0.99。測試齒輪應(yīng)力修正系數(shù)Y ST =2.最低安全系數(shù)根據(jù)一般可靠性 S Fmin =1.25。許用彎曲應(yīng)力(2)。確定內(nèi)容的接觸應(yīng)力。接觸疲勞應(yīng)力大齒輪 Hlim = 550MPa小齒輪 Hlim =580MPa.壽命系數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)Z N2 =0.92 Z N3 =0.98.最低安全系數(shù)根據(jù)一般可靠性 S Hmin =1。內(nèi)容接觸應(yīng)力 H2 H3 ，取 H = H2 =533.6MPa(3)。根據(jù)齒面接觸強(qiáng)度確定中心距。負(fù)載系數(shù)設(shè)定齒輪按8級精度制造電機(jī)驅(qū)動(dòng)，輕微振動(dòng)取K=1.2。齒寬系數(shù)是根據(jù)軟齒面的對稱排列而取的。彈性系數(shù)Z E =

10、189.8節(jié)點(diǎn)面積系數(shù)初始螺旋角Z H =2.465、重合系數(shù)端面重合軸向重合螺旋角系數(shù)設(shè)計(jì)中心距取 m n =2，重新計(jì)算中心距圓角中心距，取a=135mm調(diào)整貝塔(4)。確定齒輪參數(shù)的大小1.取齒數(shù)z 1 =39 z 2 =922. 模量 m n =2mm3.實(shí)際傳動(dòng)比4.確定分度圓的直徑5.確定齒寬取b=b 2 =80mmb 1 =b 2 +5=85mm(5)。檢查輪齒的彎曲強(qiáng)度1.等效齒數(shù)2.齒形系數(shù)和修正系數(shù)可以得到線性差分法Y Fa1 =2.37 Y Sa1 =1.675Y Fa2 =2.18 Y Sa2 =1.793. 重合系數(shù) Y 重新計(jì)算端面重合4、螺旋角系數(shù)由 和 1，取

11、Y =0.845.檢查彎曲強(qiáng)度=(6)。設(shè)計(jì)結(jié)果齒輪參數(shù)和幾何尺寸模量 m n =2mm齒數(shù) z 1 =39 z 2 =92齒寬 b 2 =80mm b 1 =85mm圓直徑d 1 =80.385 mmd 2 =189.618mm中心距a=135 mm螺旋角=13.116齒輪精度8級齒輪材料小齒輪 45 鋼，調(diào)質(zhì)，230-250HBSBig Gear 45 鋼，標(biāo)準(zhǔn)化，190-210HBS鑄鐵箱體結(jié)構(gòu)尺寸箱座壁厚：=0.025a+3=7mm取=10mm箱蓋壁厚： 1 =0.8=8mm箱座法蘭厚度b=1.5=15mm蓋板法蘭厚度b 1 =1.5 1 =15mm法蘭厚度：b 2 =2.5=25mm

12、地腳螺栓直徑：d f =0.036a+12=16.86mm取M20 d f =18.376mm地腳螺栓數(shù)量：n=4軸承旁連接螺栓直徑：d 1 = 0.75d f =13.32mm 取M16 d 1 =14.761mm箱蓋與箱座連接螺栓直徑：d 2 =0.5d f =8.34mm，取M10 d 2 =8.376mm軸承端蓋絲杠直徑：d 3 = 0.4d f =6.744mm 取M8瞄準(zhǔn)孔蓋螺絲直徑：d 4 = 0.4d f =6.744mm 取M8定位銷直徑：d=0.8d 2 =83.35mm 取4d f , d 1 , d 2到外箱壁 d f c 1 =26mm c 2 =24mmd f ,

13、d 2到法蘭邊緣 d 1 c 1 =30mm c 2 =20mmd 2 c 1 =16mm c 2 =14mm軸承側(cè)凸臺半徑 R 1 =c 2 =20mm凸臺高度 h=58mm外箱壁到軸承座的距離 l 1 =c 1 +c 2 +50mm大齒輪頂圓與機(jī)器避讓距離 1 =20mm齒輪端面與機(jī)壁距離 2 =10mm箱蓋肋厚 m 1 =0.85 1 =6.8mm 取7mm箱座加強(qiáng)筋厚度m=0.85=10.2mm 取10mm軸承端蓋外徑法蘭式端蓋I軸：D 2 =D+5d 3 =113.37mm取115mm軸：D 2 =D+5d 3 =123.37mm取125mm軸：D 2 =D+5d 3 =153.37

14、mm取155mm軸承旁的連接螺栓與軸線I的距離：s=D 2 =115mm軸：s=D 2 =125mm軸：s=D 2 =155mm軸設(shè)計(jì)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：一、高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)各軸段直徑的確定：: 最小直徑，安裝聯(lián)軸器的懸垂部分， =：密封處的軸截面，按聯(lián)軸器軸向定位要求和密封圈標(biāo)準(zhǔn)（擬用氈圈）， =38mm：滾動(dòng)軸承處的軸截面， =40mm，滾動(dòng)軸承選用7208C，其尺寸為：肩部， =47 毫米齒輪軸截面：由于小齒輪直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。因此，軸和齒輪的材料和熱處理方法需要相同，都是45鋼調(diào)質(zhì)處理。：肩部， =47 毫米: 滾動(dòng)軸承處的軸截面， = =40 mm。(2)各軸段長度的確定：: 由

15、聯(lián)軸器的輪轂孔寬度決定, =80：由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系等決定， =83：由滾動(dòng)軸承裝配關(guān)系等決定， =18: 由裝配關(guān)系、盒子結(jié)構(gòu)等決定， =14: 由高速齒輪寬度 B 1 =55 , =55決定: 取=117：由滾動(dòng)軸承裝配關(guān)系等決定， =182、中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)每個(gè)軸段直徑的確定：最小直徑，滾動(dòng)軸承處的軸截面，滾動(dòng)軸承選用7408C，其尺寸為：軸環(huán)，根據(jù)齒輪軸承等軸向定位要求， =45: 高速齒輪軸截面, =52：肩膀， =60齒輪軸截面：由于小齒輪直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。因此，軸和齒輪的材料和熱處理方法需要相同，都是45鋼調(diào)質(zhì)處理。肩， =60: 滾動(dòng)軸承的軸截面， = =4

16、0 mm(2)各軸段長度的確定：由滾動(dòng)軸承裝配關(guān)系等決定， =21：肩寬， =12：由高速大齒輪寬度B 1 =62.4 , =63決定。：肩寬， =14：由低速小齒輪的輪轂孔寬度決定， =85：肩寬， =30：由滾動(dòng)軸承裝配關(guān)系等決定。3、低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)各軸段直徑的確定：滾動(dòng)軸承處的軸截面， =55 mm，滾動(dòng)軸承為7311C，尺寸為: 過渡軸截面= 66 mm：肩部，根據(jù)齒輪的軸向定位要求， =72 mm：低速大齒輪軸截面， =66mm：軸環(huán)，根據(jù)齒輪和軸承的軸向定位要求=60mm: 滾動(dòng)軸承處的軸截面= 55mm：密封處的軸截面，根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)（計(jì)劃使用氈

17、圈）， =54 mm：最小直徑，安裝聯(lián)軸器的懸垂部分，(2)各軸段長度的確定：由滾動(dòng)軸承裝配關(guān)系等決定， =30: 過渡軸段， =80.5：肩膀， =10: 低速檔大齒輪的寬度， =94: 領(lǐng)子, =9.5: 滾動(dòng)軸承的軸截面， =28: 密封處的軸截面，取=61: 安裝聯(lián)軸器的支腿九、軸校準(zhǔn)中間軸檢查根據(jù)簡化原理，齒輪對軸的受力點(diǎn)應(yīng)在齒寬的中點(diǎn)，這樣就可以確定兩個(gè)齒輪力對軸的作用點(diǎn)的位置。支點(diǎn)跨距L=200mm，高速齒輪受力點(diǎn)B到支點(diǎn)A的距離L 1 =49.5mm，兩個(gè)齒輪受力點(diǎn)之間的距離L 2 = 89.5mm，低速小齒輪的受力點(diǎn)C到右支點(diǎn)D的距離為L 3 =61mm。圖2 軸的力學(xué)模型及

18、扭矩和彎矩圖a) 力學(xué)模型圖 b) V 型面力學(xué)模型圖c) V 面彎矩圖 d) H 面力學(xué)模型圖e) H 面彎矩圖 f) 復(fù)合彎矩圖g) 扭矩圖(1) 計(jì)算軸上的力：高速齒輪：低速大齒輪：(2) 拉制軸的力學(xué)模型如圖2a所示。(3)。求垂直表面支撐的反作用力，見圖 2b。圖 2c 為垂直平面彎矩從支點(diǎn) A 周圍的矩的總和，我們得到：向上的方向同樣，從支點(diǎn) D 周圍的矩之和，我們得到：向上的方向M BV =F AV L 1 =-157608N mmM DV =F DV L 3 =155000Nmm(4)。水平面支撐反作用力如圖 2d 所示。水平面彎矩圖2e從支點(diǎn) A 周圍的矩的總和，我們得到：向

19、上的方向同樣，從支點(diǎn) D 周圍的矩之和，我們得到：向上的方向M BH =L 1 F AH =-16565.571N mmM CH =L 3 F DH =-26138.561N mm(5)。復(fù)合彎矩圖如圖 2f 所示。地點(diǎn) B：?。?6)。扭矩圖，見圖 2g。(7)。等效矩比較 M B和 M C可以看出，最大等效彎矩在 C 截面處計(jì)算危險(xiǎn)截面直徑查表小于設(shè)計(jì)軸徑十、軸承檢查軸滾動(dòng)軸承1、滾動(dòng)軸承的選擇。根據(jù)載荷和轉(zhuǎn)速情況，計(jì)劃選用角接觸球軸承。根據(jù)速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用7308C 。圖 3作用軸上的外力和支撐反作用力。計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷A.正確標(biāo)注零件S A和S B的方向A和S B的兩個(gè)軸承試試

20、 e=0.43然后由C. 水平方向（軸向）的靜平衡因?yàn)榈趪L試閾值 e 0時(shí)，需要有得到的 A 值來驗(yàn)證該比率是否等于對應(yīng)的比率：對應(yīng)誤差較大離審判很近D.參照上次試算的結(jié)果，重新取極限值e軸承：重拍但重新驗(yàn)證，非常接近對應(yīng)3、計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷P 1 、P 2 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 軸承AX A =0.44 Y 1 =1.30 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 2 ) 軸承 D查表17-5 X D =1 Y 1 =0預(yù)期壽命所需，即應(yīng)按軸承2計(jì)算十一。密鑰選擇和驗(yàn)證低速軸上的鍵：在低速軸伸的軸端軸徑d=48mm，軸轂長度110mm，查表b= 14mm

21、h=9mm L=100mm用A型普通平鍵45鋼查表=100200MPa鍵的工作長度l=Lb=86mm=37.533MPa100MPa粘接強(qiáng)度足夠12、減速機(jī)配件設(shè)計(jì)窺視孔和窺視孔蓋由于減速機(jī)為中小型，查表確定尺寸如下一個(gè)1 _2 _乙1乙二_d 4H170230200120906102、呼吸機(jī)簡易呼吸機(jī)選型參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表6-18，選用M121.25呼吸機(jī)D1 _s大號l一個(gè)d 11816.5141910一個(gè)43.法蘭軸承端蓋用于封閉軸承座孔，固定軸系部件的軸向位置。尺寸現(xiàn)在確定如下：以下是低速軸、中間軸、高速軸的軸承端蓋軸承外徑（D）螺栓直徑 (d 3 )螺栓數(shù)量 (n)我軸115mm

22、M84軸125mmM86軸155mmM864、定位銷為保證箱體軸承座的鏜孔和裝配精度，需要在箱體分箱面法蘭長度方向兩側(cè)安裝錐形定位銷。定位銷直徑d= 8mm。5. 箱體螺絲為了方便打開箱蓋，在箱蓋的側(cè)法蘭上安裝一個(gè)蓋螺絲M8。螺紋斷面應(yīng)高于法蘭的厚度，螺紋端部做成圓柱狀。6.油標(biāo)表示齒輪箱油位高度，此處使用桿式油標(biāo)，尺寸如下：dd 1d 2d 3H一個(gè)bCD1 _M12416635128526二十二7.放油孔和放油塞排掉齒輪箱內(nèi)的臟油，便于箱體的清潔。尺寸如下：d0 _大號l一個(gè)D小號1 _d 1HM141.5二十二二十二12319.61716.151528、起升裝置為方便減速機(jī)運(yùn)輸，選用吊環(huán)，尺寸如