課程設(shè)計二級展開式圓柱齒輪減速器設(shè)計說明

機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 1 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 一 設(shè)計仸務(wù)書 1.1 題目 ： 鑄鋼車間型砂傳送帶傳送裝置設(shè)計。 1.2 仸務(wù) ： （ 1）減速器裝配圖（ 0 號） 1 張 （ 2）低速軸零件圖（ 2 號） 1 張 （ 3）低速級大齒輪零件圖（ 2 號） 1 張 （ 4）設(shè)計計算說明書 1 仹 （ 9）草圖 1 仹 1.3 傳動方案 ： 圖（ 1）傳動方案示意圖 1 電動機(jī) 2 V 帶傳動 3 展開式雙級齒輪減速器 4 連軸器 5 底座 6 傳送帶鼓輪 7 傳送帶 (各軸代號見第六頁 ) 1.4 設(shè)計參數(shù) ： （ 1）傳送速度 V= 0.7 m/s （ 2）鼓輪直徑 D= 300 mm （ 3）鼓輪軸所需扭矩 T=900N m 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 2 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 1.5 其它條件： 工作環(huán)境通風(fēng)不良、單向運(yùn)轉(zhuǎn)、雙班制工作、試用期限為 8 年 (年工作日 300 天 )、小批量生產(chǎn)、底座（為傳動裝置的獨(dú)立底座）用型鋼焊接。 二傳動方案簡述 2.1 傳動方案說明 2.1.1 將帶傳動布置于高速級 將傳動能力較小的帶傳動布置在高速級，有利于整個傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，勻稱。同時，將帶傳動布置在高速級有利于収揮其傳動平穩(wěn)，緩沖吸振，減少噪聲的特點(diǎn)。 2.1.2 選用閉式斜齒圓柱齒輪 閉式齒輪傳動的潤滑及防護(hù)條件最好。而在相同的工冴下，斜齒輪傳動可獲得較小的幾何尺寸和較大的承載能力。采用傳動較平穩(wěn)，動載荷較小的斜齒輪傳動，使結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。而且加工只比直齒輪多轉(zhuǎn)過一個角度，工藝不復(fù)雜。 2.1.3 將傳動齒輪布置在距離扭矩輸入端較進(jìn)的地方 由于齒輪相對軸承為不對稱布置，使其沿 齒寬方向載荷分布不均。固齒輪布置在距扭矩輸入端較進(jìn)的地方，有利于減少因扭矩引起的載荷分布不均的現(xiàn)象，使軸能獲得較大剛度。 綜上所述，本方案具有一定的合理性及可行性。 2.2 電動機(jī)的選擇 2.2.1 電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 根據(jù)直流電動機(jī)需直流電源，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高且一般車間都接有三相交流電，所以選用三相交流電動機(jī)。又由于 Y 系列籠型三相異步交流電動機(jī)其效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、起動性能較好、價栺低等優(yōu)點(diǎn)均能滿足工作條件和使用條件。根據(jù)需要運(yùn)送型砂，為防止型砂等雜物掉入電動機(jī)，故選用封閉式電動機(jī) 。根據(jù)本裝置的安裝需要和防護(hù)要求，采用臥式封閉型電動機(jī)。 Y(IP44)籠型封閉自扇冷式電動機(jī) ,具有防止灰塵或其他雜物侵入之特點(diǎn)。故優(yōu)先選用臥式封閉型 Y 系列三相交流異步電動機(jī)。 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 3 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 2.2.2 選擇電動機(jī)容量 (1)工作機(jī)所需功率 Pw 工作機(jī)所需功率wP及所需的轉(zhuǎn)速 wn 9550ww TnP kw DVn w 100060 r/min 4 4 . 5 6 300 7.0100060100060 D Vn w r/min 199.49550 59.449009550 ww TnP kw 式中： V -傳送速度 ； D -鼓輪直徑 ； T-鼓輪軸所需的功率 (2) 由電動機(jī)至工作機(jī)的總效率 n 4321 帶傳動 V 帶的效率 1 =0.940.97 取 1 = 0.95 一對滾動軸承的效率 2 =0.980.995 取 2 = 0.99 一對齒輪傳動的效率 3=0.960.98 取3= 0.97 聯(lián)軸器的效率 4 =0.990.995 取 4 = 0.99 85.099.097.099.095.0 23423321 (3) 電動機(jī)所需的輸出功率dP 94.485.0 1 9 9.4 wd PP KW (4) 確定電動機(jī)的額定功率 Ped 又 Ped Pd 取 P ed= 5.5 kw 2.2.3 電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇 wlhvd niiin 式中 : dn -電動機(jī)轉(zhuǎn)速 ； iv -V 帶的傳動比 ； hi -高速齒輪的傳動比 56.44wn r/min 199.4wP kw 85.0 94.4dP kw 5.5edP kw 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 4 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 li -低速齒輪的傳動比 ； wn-工作機(jī)的轉(zhuǎn)速 展開式雙級圓柱齒輪減速器傳動比 lh ii=936 推薦 V 帶傳動比 iv =24 59.44*36*459.44*9*2wlhvd niiin = 802.626420.96 r/min 2.2.4 確定電動機(jī)的型號 一般同步轉(zhuǎn)速取 1000r/min 或 1500 r/min 的電動機(jī)。 初選方案： 電動機(jī)型號 額定功率 kw 同步轉(zhuǎn)速 r/min 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 滿載轉(zhuǎn)速 r/min 質(zhì)量 kg Y132S-4 5.5 1500 2.3 1440 68 2.2.5 電動機(jī)的主要參數(shù) （ 1） 電動機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù) 電動機(jī)型號 額定 功率 kw 同步轉(zhuǎn)速 r/min 最大 轉(zhuǎn)矩 額定 轉(zhuǎn)矩 滿載 轉(zhuǎn) 速 r/min 質(zhì)量 kg Y132S-4 5.5 1500 2.3 1440 68 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 5 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 （ 2）電動機(jī)的外形示意圖 Y 型三相異步電動機(jī) （ 3）電動機(jī)的安裝尺寸表 （單位： mm） 電機(jī) 型號 Y132S 型號 尺 寸 H A B C D E FGD G AD AC HD L 132 216 140 89 38 80 108 33 210 135 315 475 2.3 總傳動比的確定及各級傳動比的分配 2.3.1 理論總傳動比 i 32.3256.441 4 4 0 wmnni nm : 電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 6 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 2.3.2 各級傳動比的分配 (1)V 帶傳動的理論傳動比 vi 初取 vi2.33 （由 2 P4 表 2-1） (2)兩級齒輪傳動的傳動比 87.1333.2 32.32 vlh iiii (3)齒輪傳動中，高低速級理論傳動比的分配 取lh ii ，可使兩極大齒輪直徑相近，浸油深度接近，有利于浸油潤滑。同時還可以使傳動裝置外廓尺寸緊湊，減小減速器的輪廓尺寸。但hi過大，有可能會使高速極大齒輪與低速級軸収生干涉碰撞 。所以必須合理分配傳動比，一般可在 )4.13.1(lh ii 中取，要求 d2 l - d2h20 30 mm。 （由 2 P9 圖 2-2） 取 38.1lh ii ，又 87.13 lh ii hi4.37， 17.3li 2.4 各軸轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩與輸入功率 2.4.1 各軸理論轉(zhuǎn)速 設(shè)定：電動機(jī)軸為 0 軸， 高速軸為軸， 圖（ 1）左側(cè) 中間軸為軸， 圖（ 1）中間 低速軸為軸， 圖（ 1）右側(cè) 聯(lián)軸器為 錯誤 !未找到引用源。 軸 (1)電動機(jī) 1440 md nn r/min (2)軸 6 1 833.21 4 4 0 vdinn r/mim (3)軸 1 4 137.46 1 8 vinn r/min (4)軸 4417.31 4 1 linn r/min i 32.32 vi, 2.33 87.13 lh ii 37.4hi 17.3li 1440dn r/min min/618 rn 141n r/min 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 7 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 2.4.2 各軸的輸入功率 (1)電動機(jī) 5.5dP kw (2)軸 225.595.05.51 dPP kw (3)軸 018.597.099.028.532 PP kw (4)軸 聯(lián) 32 PP 818.497.099.0018.5 kw 2.4.3 各軸的理論轉(zhuǎn)矩 (1)電動機(jī) 14405.51055.91055.9 66 ddd nPT mmN 410648.3 (2)軸 618225.51055.91055.9 66 n PT 410074.8 N mm (3)軸 141018.51055.91055.9 66 nPT 5103987.3 N mm (4)軸 44818.41055.91055.9 66 nPT = 510457.10 N mm 2.4.4 各軸運(yùn)動和動力參數(shù)匯總表 軸號 理論轉(zhuǎn)速（ r/min） 輸入功率 （ kw） 輸入轉(zhuǎn)矩(N mm) 傳動比 電動軸 1440 5.5 3.648104 4.33 第 錯誤 !未找到引用源。軸 618 5.225 8.074104 4.37 第 錯誤 !未找到引用源。141 5.018 3.3987105 3.17 44n r/min KWPd 5.5 225.5P kw KWP 018.5 KWP 818.4 dT 410648.3 N mm T 410074.8 N mm T 5103987.3 N mm 510457.10 T N mm 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 8 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 軸 第 錯誤 !未找到引用源。軸 44 4.818 10.457105 三、傳動設(shè)計 3.1 V 帶傳動設(shè)計 3.1.1 原始數(shù)據(jù) 電動機(jī)功率 5.5dP kw 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 1440dn r/min V 帶理論傳動比 vi2.33 單向運(yùn)轉(zhuǎn)、雙班制、工作機(jī)為帶式運(yùn)輸機(jī) 3.1.2 設(shè)計計算 （ 1） 確定計算功率 Pca Pca =KA Pd 根據(jù)雙班制工作，即每天工作 16 小時，工作機(jī)為帶式運(yùn)輸機(jī)， 查得工作系數(shù) KA=1.2 Pca =KAPd=1.25.5= 6.6 kw （ 2）選取普通 V 帶帶型 根據(jù) Pca， nd 確定選用普通 V 帶 B 型。 （由 1P157 圖 8-11） （ 3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑 dd1和 dd2 a. 初選 小帶輪基準(zhǔn)直徑 1d =140mm b驗算帶速 5m/s V 20m/s 56.10100060 1440140100060 11 ndv d m/s 5m/sV25m/s 帶的速度合適。 c. 計算 dd2 dd2 2.32614033.21 ddi mm Pca =6.6kw B 型普通 V 帶 dd1 =140mm v=10.56m/s 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 9 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 圓整 dd2 =355 mm （ 4）確定普 V 帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距 根據(jù) 0.7（ dd1+dd2） a 0 2（ dd1+dd2） 346.5mm a 0990mm 初步確定中心距 a 0 = 500mm Ld =0212210 422 a)dd()dd(a dddd =5004 )140355()355140(250022 =1800.66mm 取 Ld = 1800 mm 計算 實際中心距 a mmLLaa dd 5002 66.1 8 0 01 8 0 050020 （ 5）驗算主輪上的包角 1 3.571 8 0 121 a dd dd = 901555003.57140355180 主動輪上的包角合適 （ 6）計算 V 帶的根數(shù) Z 得 lca KKPP PZ)( 00 P0 基本額定功率 得 P0=2.81 P0 額定功率的增量 P0=0.46 K 包角修正系數(shù) 得K=0.93 lK 長度系數(shù) 得lK=0.95 lca KKPP PZ)( 00 = 89.26.6 =2.28 取 Z=3 根 （ 7）計算預(yù)緊力 F0 dd2 =355mm Ld =1800mm a =500mm 1 = 155 Z=3 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 10 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 得 20 )15.2(500 qvKZvPF ca q V 帶單位長度質(zhì)量 q=0.10 kg/m 2m i n0 )15.2(500 qvKZvPF ca = 256.101.0)193.0 5.2(56.103 6.6500 =187 N 應(yīng)使帶的實際出拉力 min00 FF （ 8）計算作用在軸上的壓軸力 FP 得 2155s in187322s in2 10m i n0 FZF vP =1095 N 3.1.4 帶傳動主要參數(shù)匯總表 帶型 Ld mm Z dd1 mm dd2 mm a mm F0 N FP N A 1800 3 140 355 500 187 1095 3.1.3 帶輪材料及結(jié)構(gòu) （ 1）帶輪的材料 帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號為 HT150 或 HT200 ( 2 ) 帶輪的結(jié)構(gòu) 帶輪的結(jié)構(gòu)形式為孔板式，輪槽槽型 B 型 F0 = 187N 0PF =1095N 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 11 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 小帶輪結(jié)構(gòu)圖 大帶輪結(jié)構(gòu)圖 3.2 高速級齒輪傳動設(shè)計 3.2.1 原始數(shù)據(jù) 輸入轉(zhuǎn)矩 T= 410074.8 N mm 小齒輪轉(zhuǎn)速 In=618 r/min 齒數(shù)比 = 37.4hi 由電動機(jī)驅(qū)動單向運(yùn)轉(zhuǎn)、雙班制工作、工作壽命為 8 年、工作機(jī)為帶式運(yùn)輸機(jī)、載荷較平穩(wěn)。 （設(shè)每年工作日為 260 天） 3.2.2 設(shè)計計算 一 選齒輪類、精度等級、材料及齒數(shù) 1 為提高傳動平穩(wěn)性及強(qiáng)度，選用斜齒圓柱齒輪； 2 因為運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7 級精度； 3 為簡化齒輪加工工藝，選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?小齒輪材料： 45 號鋼調(diào)質(zhì) HBS1=220 接觸疲勞強(qiáng)度極限 5701lim H MPa （由 1P209 圖 10-21d） 彎曲疲勞強(qiáng)度極限 4401 FE Mpa （由 1P209 圖 10-20c） 大齒輪材料： 45 號鋼正火 HBS2=190 接觸疲勞強(qiáng)度極限 4002lim H MPa （由 1 P209 圖 10-21c） 彎曲疲勞強(qiáng)度極限 3302 FE Mpa （由 1 P209 圖 10-20b） 4 初選小齒輪齒數(shù) 241 Z 大齒輪齒數(shù) Z2 = Z1 hi= 244.37=104.88 取 105 5 初選螺旋角 14t 二 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 計算公式： 321112 HHEdttZZuuTKd mm （由 1P218 式 10-21） 1 確定公式內(nèi)的各計算參數(shù)數(shù)值 初選載荷系數(shù) 6.1tK 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 41 10074.8 TT N mm 齒寬系數(shù) 8.0d （由 1P156 表 10-7） 材料的彈性影響系數(shù) 8.189EZ Mpa1/2 （由 1P201 表 10-6） 區(qū)域系數(shù) 43.2HZ （由 1 P217 圖 10-30） 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 12 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 78.01 ， 92.02 （由 1P215 圖 10-26） 70.121 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) )826082(16186060 11 hjLnN 91024.1 9912 1028.037.4 1023.1 hiNN 接觸疲勞壽命系數(shù) 90.01 HNK 12 HNK （由 1P207 圖 10-19） 接觸疲勞許用應(yīng)力 取安全系數(shù) 1HS MP aSK HHNH 5131 5709.0 1l i m11 MP aSK HHNH 40014001 2l i m22 M P aM P aHHHH49223.15.4562 4005132 221 取 5.456H MPa 2 計算 （ 1）試算小齒輪分度圓直徑td1 3 21 )(12HEHdtt ZZTKd 3 24 )5.4568.18943.2(37.4137.47.18.010074.86.12 =62.0mm （ 2）計算圓周速度 100060 61862100060 1 ndv t2.0m/s （ 3）計算齒寬 b 及模數(shù) mnt 6.49628.01 td db mm 51.224 14c o s62c o s11 Zdm tnt mmmh nt 65.525.2 b/h=10.97 MpaH 5.456 td1 =62.0mm v =2.0m/s b =49.6 mm ntm 2.51mm h=5.65mm b/h=10.97 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 13 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 （ 4）計算縱向重合度 52.114248.0318.0318.0 1 tgtgZ td （ 5） 計算載荷系數(shù) HHVAH KKKKK 錯誤 !未找到引用源。 使用系數(shù)AK 根據(jù)電動機(jī)驅(qū)動得 0.1AK 錯誤 !未找到引用源。 動載系數(shù)VK 根據(jù) v=2.0m/s、 7 級精度 10.1VK 錯誤 !未找到引用源。 按齒面接觸強(qiáng)度計算時的齒向載荷分布系數(shù)HK 根據(jù)小齒 輪相對支承為非對稱布置、7 級精度、d=0.8、 6.49b mm，得 HK =1.291 錯誤 !未找到引用源。 按齒根彎曲強(qiáng)度計算時的齒向載荷分布系數(shù)FK 根據(jù) b/h=10.97、 291.1HK 28.1FK 錯誤 !未找到引用源。 齒向載荷分配系數(shù)HK、FK 假設(shè) mmNbFKtA /100/ ，根據(jù) 7 級精度，軟齒面?zhèn)鲃?，?4.1 FH KK HHVAH KKKKK =11.11.41.291=1.988 （ 6） 按實際的載荷系數(shù)修正所算得的分度圓直徑 1d mmKKddtHt 65.666.1/988.162/ 3311 三 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 3m ax212c o s2 F SaFadn YYZYKTm 1 確定計算參數(shù) （ 1）計算載荷系數(shù) K 971.128.14.11.11 FFVA KKKKK （ 2）螺旋角影響系數(shù)Y 根據(jù)縱向重合系數(shù) 52.1，得 錯誤 ! 未指定書簽。 =1.52 HK =1.988 1d =66.65mm K=1.971 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 14 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 Y 0.88 （ 3）彎曲疲勞系數(shù) KFN 得 92.01 FNK 88.02 FNK （ 4）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力F 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4 得 MP aSK FEFNF 14.2894.1 44092.0 111 MP aSK FEFNF 43.2074.1 44088.0 222 （ 5）計算當(dāng)量齒數(shù) ZV 27.2614c o s 24c o s 3311 ZZ V ， 94.11414c o s105c o s 3322 ZZ V ， （ 6）查取齒型系數(shù) YF 應(yīng)力校正 系數(shù) YS 得 60.21 FaY 17.22 FaY 595.11 SaY 8.12 SaY （ 7）計算大小齒輪的 Y YFa SaF 幵加以比較 0143.0111 FSaFa YY 0188.0222 FSaFa YY 比較 111 FSaFa YY 66.65mm 412713c o s 2144c o s22 nmZd 296.136mm 4 計算齒輪寬度 b 864.678.01 db d=54.29mm 圓整后 2b 55mm 1b 60 mm 六 驗算 NdTF t 5.2379864.67 10074.822 411 mmNb FK tA /26.4355 5.23791 100N /mm 與初設(shè)相符 設(shè)計符合要求 3.3 低速級齒輪傳動設(shè)計 錯誤 ! 未指定書簽。 =2mm 1Z 33 2Z 144 a=182mm = 412713 d1=67.864mm d2=296.136mm b=55mm 2b 55mm 1b 60mm 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 16 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 3.3.1 原始數(shù)據(jù) 輸入轉(zhuǎn)矩 T= 5104.3 N mm 小齒輪轉(zhuǎn)速 n=141 r/min 齒數(shù)比 = 17.3li 由電動機(jī)驅(qū)動單向運(yùn)轉(zhuǎn)、雙班制工作、工作壽命為 8 年、工作機(jī)為帶式運(yùn)輸機(jī)、載荷較平穩(wěn)。（設(shè)每年工作日為 260 天） 3.3.2 設(shè)計計算 一 選齒輪類、精度等級、材料及齒數(shù) 1 為提高傳動平穩(wěn)性及 強(qiáng)度，選用斜齒圓柱齒輪； 2 因為運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7 級精度； 3 為簡化齒輪加工工藝，選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?小齒輪材料： 45 號鋼調(diào)質(zhì) HBS3=220 接觸疲勞強(qiáng)度極限 5703lim HMPa （由 1P209 圖 10-21d） 彎曲疲勞強(qiáng)度極限 4403 FE Mpa （由 1 P209 圖 10-20c） 大齒輪材料： 45 號鋼正火 HBS4=190 接觸疲勞強(qiáng)度極限 4004lim H MPa （由 1 P209 圖 10-21c） 彎曲疲勞強(qiáng)度極限 3304 FE Mpa （由 1 P209 圖 10-20b） 4 初選小齒輪齒數(shù) 283 Z 大齒輪齒數(shù) Z4= Z3 hi= 283.17= 88.76 取 89 5 初選螺旋角 10t 二 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 計算公式： 32312 HHEdttZZuuTKd mm （由 P2181式 10-21） 1. 確定公式內(nèi)的各計算參數(shù)數(shù)值 初選載荷系數(shù) 6.1tK 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 5104.3 T N mm 齒寬系數(shù) 8.0d （由 1P156 表 10-7） 材料的彈性影響系數(shù) 8.189EZ Mpa1/2 （由 1P201 表 10-6） 區(qū)域系數(shù) 43.2HZ （由 1P217 圖 10-30） 78.03 ， 86.04 （由 1 P215 圖 10-26） 64.143 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 17 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) )826082(11416060 23 hjLnN 8108.2 7834 1083.817.3 108.2 hiNN 接觸疲勞壽命系數(shù) 10.13 HNK 15.14 HNK （由 1P207 圖 10-19） 接觸疲勞許用應(yīng)力 取安全系數(shù) 1HS MP aSK HHNH 6271 5701.1 3l i m33 MP aSK HHNH 4601 40015.1 4l i m44 M P aHHH 5.5432 4606272 43 取 5.543H MPa 2. 計算 （ 1）試算小齒輪分度圓直徑td1 3 23 )(12HEHdtt ZZTKd 3 25 )5.5438.18943.2(17.3117.364.18.0104.36.12 =92.27mm （ 2）計算圓周速度 100060 3 ndv t0.68 m/s （ 3）計算齒寬 b 及模數(shù) mnt 82.7327.928.03 td db mm 2.3c o s33 Zdm tnt mmmh nt 2.72.325.225.2 b/h=73.82/7.2=10.25 （ 4）計算縱向重合度 776.1318.0 3 td tgZ td3 =92.27mm v =0.77m/s 82.73b mm ntm 3.2mm h=7.2mm 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 18 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 （ 5） 計算載荷系數(shù) HHVAH KKKKK 錯誤 !未找到引用源。 使 用系數(shù)AK 根據(jù)電動機(jī)驅(qū)動得 1AK 錯誤 !未找到引用源。 動載系數(shù)VK 根據(jù) v=0. 77m/s 7 級精度 1.1VK 錯誤 !未找到引用源。 按齒面接觸強(qiáng)度計算時的齒向載荷分布系數(shù)HK 根據(jù)小 齒輪相對支承為非對稱布置、 7級精度、d=0.8 82.73b mm，得 HK =1.297 錯誤 !未找到引用源。 按齒根彎曲強(qiáng)度計算時的齒向載荷分布系數(shù)FK 根據(jù) b/h=10.25 298.1HK 26.1FK 錯誤 !未找到引用源。 齒向 載荷分配系數(shù)HK、FK 假設(shè) mmNbFKtA /100/ ，根據(jù) 7 級精度，軟齒面?zhèn)鲃樱?4.1 FH KK HHVAH KKKKK =11.11.41.297=1.997 （ 6） 按實際的載荷系數(shù)修正所算得的分度圓直徑 1d 3333 6.1/997.197.92/ tHt KKdd99.35mm 三 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 3m a x232c o s2 F SaFadn YYZYKTm 1 確定計算參數(shù) （ 1）計算載荷系數(shù) K 940.126.14.11.11 FFVA KKKKK （ 2）螺旋角影響系數(shù)Y 根據(jù)縱向重合系數(shù) 1.776，得 Y 0.88 （ 3）彎曲疲勞系數(shù) KFN b/h=10.25 =1.776 HK =1.997 3d =99.35mm K=1.940 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 19 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 得 88.03 FNK 92.04 FNK （ 4）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力F 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4 得 MP aSK FEFNF 6.2764.1 44088.0 333 MP aSK FEFNF 9.2164.1 33092.0 444 （ 5）計算當(dāng)量齒數(shù) ZV 65.3014c o s 28c o s 3333 ZZ V ， 43.9714c o s 89c o s 3344 ZZ V ， （ 6）查取齒型系數(shù) YF 應(yīng)力校正系數(shù) YS 得 55.23 FaY 20.24 FaY 61.13 SaY 78.14 SaY （ 7）計算大小齒輪的 Y YFa SaF 幵加以比較 01484.0333 FSaFa YY 018.0444 FSaFa YY 比較 333 FSaFa YY 444FSaFa YY 所以大齒輪的數(shù)值大，故取 0.018。 2 計算 3m a x232c o s2 F SaFadn YYZYKTm 3 225 018.064.1288.014c o s88.0104.394.12 =2.67m 四 分析對比計算結(jié)果 對比計算結(jié)果，取 mn =3 已可滿足齒根彎曲強(qiáng)度。但為了同時滿足接 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 20 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的 d3=99.35mm 來計算應(yīng)有的3Z 4Z 13.323 14c o s35.99c o s33 nmdZ 取 1Z 33 61.1043317.334 uZZ 取 2Z 105 需滿足3Z、4Z互質(zhì) 五 幾何尺寸計算 1 計算中心距阿 a mmmZZa n 33.21314c o s2 3)10533(c o s2 )( 43 將 a 圓整為 213mm 2 按圓整后的中心距修正螺旋角 5437132 )(a r c c o s 43 a mZZ n 3 計算大小齒輪的分度圓直徑 d3、 d4 543713c o s 333c o s33 nmZd101.870mm 543713c o s 3105c o s44 nmZd 324.131mm 4 計算齒輪寬度 b 870.1018.03 db d=81.5mm 圓整后 4b 82mm 3b87mm 六 驗算 NdTF t 17.6675870.101 104.322 53 mmNb FK tA /4.81826 6 7 51 100N/mm 與初設(shè)相符 設(shè)計符 合要求 錯誤 ! 未指定書簽。 =3mm 3Z 33 4Z 105 a=213mm = 543713 d3=101.870mm d4=324.131mm 4b 82mm 3b 87mm 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 21 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 3.4 齒輪參數(shù)匯總表 高速級 齒輪 齒數(shù) 分度圓直徑 d (mm) da (mm) df (mm) 精度等級 Z1 33 67.864 71.849 62.848 7 Z2 144 296.136 300.136 291.136 傳動 傳動比 i 中心距 a 模數(shù) mn 螺旋角 計算齒寬 b2(mm) 4.37 182 2 13.461 55 低速級 齒輪 齒數(shù) 分度圓直徑 d (mm) da (mm) df (mm) 精度等級 Z3 33 101.870 107.87 94.37 7 Z4 105 324.131 330.131 316.631 傳動 傳動比 i 中心距 a 模數(shù) mn 螺旋角 計算齒寬 b4(mm) 3.17 213 3 13.632 82 3.5 齒輪結(jié)構(gòu) 參照 2/P66 表 9-2，齒輪 1、 3 采用齒輪軸，齒輪 2、 4 采用腹板式。 四 . 軸及輪轂連接 4.1 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.1.1 低速軸上的功率 P 、轉(zhuǎn)速 n 、轉(zhuǎn)矩 T P =4.818kw n =44r/min T = 5104573.10 N mm 4.1.2 估算軸的最小直徑 低速軸選用材料： 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理。 取 A 0 =110 , 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 22 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 mmnPAd 626.5244818.4110 330m i n 由于需要考慮軸上的鍵槽放大 , d0 %)61(min d=55mm 段軸需與聯(lián)軸器連接， 為使該段直徑與連軸器的孔徑相適應(yīng)，所以需同時選用連軸器，又 由于本減速器屬于中小型減速器，其輸出軸與工作機(jī)軸的軸線偏移不大。其次為了能夠使傳送平穩(wěn)，所以必須使傳送裝置具有緩沖，吸振的特性。 因此選用彈性柱銷聯(lián)軸器。 得： TKT Aca 得： 工作情冴系數(shù) AK 1.5 得： 選用 HL4 型彈性柱銷聯(lián)軸器 HL4 型彈性柱銷聯(lián)軸器主要參數(shù)為： 公稱轉(zhuǎn)矩 Tn 1250 N mm 軸孔長度 L=112 mm 孔徑 d1 =56 mm 聯(lián)軸器外形示意圖 聯(lián)軸器外形及安裝尺寸 型號 公稱扭矩N m 許用 轉(zhuǎn)速r/min 軸孔直徑mm 軸孔長度mm D mm 轉(zhuǎn)動 慣量 kg m2 許用補(bǔ)償量 軸向 徑向 角向 HL4 1250 2800 56 112 195 3.4 1.5 0.15 030 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 23 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 4.1.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (直徑 ,長度來歷 ) 一 低速軸的結(jié)構(gòu)圖 二 根據(jù)軸向定位要求，確定軸的各段直徑和長度 (1) 段與聯(lián)軸器配合 取 dI-II=56， 為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上 取 LI-II=112。 (2)為了滿足半聯(lián)軸器的 軸向定位， 段右側(cè)設(shè)計定位軸肩， 氈圈油封的軸徑 取 dII-III=65mm 由軸從軸承座孔端面伸出 15-20mm,由結(jié)構(gòu)定 取 LII-III=49。 (3)軸肩為非定位軸肩， 由 2P14815-6 初選角接觸球軸承 取 dIII-IV=70 考慮軸承定位穩(wěn)定， LIII-IV 略小于軸承寬度加擋油環(huán)長度 取 LIII-IV=32。 (4)根據(jù)軸上零件（軸承）的定位要求及箱體之間關(guān)系尺寸 取 dIV-V =80m， LIV-V =79.5 (5)軸肩、為定位軸肩 ,直徑應(yīng)大 于安裝于軸上齒輪內(nèi)徑 610mm, 且保證 10mm 取 dV-VI=88mm， LV-VI=8mm (6) 段安裝齒輪，由低速級大齒輪內(nèi)徑 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 24 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 取 dVI-VII=75 考慮齒輪軸向定位， LVI-VII略小于齒寬，齒輪右端用套筒定位。 取 LVI-VII =80m。 (7)軸肩至間安裝深溝球軸承為 6314AC 取 dVII-VIII =70m 根據(jù)箱體結(jié)構(gòu) 取 LVII-VIII=58 軸上齒輪、半聯(lián)軸器零件的周向定位均采用鍵聯(lián)接 。 由 2P119 表（ 11-5），取軸端倒角 1.545 ， 各軸肩處圓角半徑 R=1.6mm 二、中速軸尺寸 （ 1）確定各軸段直徑 d1=40mm d2 =50mm d3 = 60mm d4=107 mm d5=60mm d6= 40mm （ 2） 確定各軸段長度 L1=45mm L2=52mm L3=7.5mm L4=87mm L5=8mm L6=32mm 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 25 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 三、高速軸尺寸 （ 1）確定各軸段直徑 d1=25mm d2 =32mm d3 =35mm d4=40 mm d5=71.849mm d6=40 mm d7=35mm (2)確定各軸段長度 L1=56mm L2=58mm L3=18mm L4=112mm L5=60mm L6=8mm L7=30mm 4.2 低速軸強(qiáng)度校核 4.2.1 作用在齒輪上的力 Nd TFt 123.6455324 104573.1022 54 Ntgtg aFtFr n 574.2417543713c o s 20123.6455c o s NtgtgFtFa 436.1565543713123.6455 4.2.2 計算軸上的載荷 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 26 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 載荷分析圖 (1)垂直 面 NLL LFF tNV 37.230381146 81123.64553231 NLL LFF tNV 75.415181146 146123.64553222 mmNLFM NVV 532 1036.38175.4151 載荷分析圖水平垂直面由裝配圖俯視受力視角決定 (2)水平面 mmNDFM aa 51054.22 324436.15652 NFt 123.6455 NFr 574.2417 NFa 436.1565 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 27 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 NLL MLFF arNH 52.61781146 1036.381574.2417)( 53231 NLL MLFF arNH 10.303581146 1036.3146574.2417 53222 mmNLFM NHH 5211 1037.314637.2303 mmNLFM NHH 5322 1036.38175.4151 (3) 總彎矩 mmNMMM HV 525252 121 1076.4)1037.3()1036.3( mmNMMM HV 525252 222 1075.4)1036.3()1036.3( 從軸的結(jié)構(gòu)以及扭矩圖中可以看出截面 C 是軸的危險截面，現(xiàn)將計算出的截面 C 處的 MH、 M V、 M V及 M 的值例于下表： 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F FNH1=617.52N FNH2=3015.10N FNV1=2303.37N FNV2=4151.75N 彎矩 M M H1 =3.37105N mm M H2 =3.36105N mm MV =3.36105 N mm 總彎矩 M 1=4.76105 N mm M 2=4.75105N mm 扭矩 T T = 5104573.10 N mm 4.2.3 按彎扭合成校核軸的強(qiáng)度 迚行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面 C）的強(qiáng)度。 由 1P362 表（ 15-1），得： MPa601 由 1P374 式（ 15-5），取 6.0 ，軸的計算應(yīng)力為： 32525221701.0)104573.106.0()1076.4()(WTMca M P aMP a 6096.22 1 4.3 鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核 4.31 低速軸齒輪的鍵聯(lián)接 1 選擇類型及尺寸 根據(jù) d =75mm， L =80mm， ， NF NV 37.23031 NF NV 75.41512 NF NH 52.6171 錯誤 ! 未指定書簽。mmNM H 51 1037.3 mmNM H 52 1036.3 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 28 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 選用 A 型， bh=2012， L=70mm 2 鍵的強(qiáng)度校核 (1) 鍵的工作長度 l 及鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k l = L -b= 70-20=50mm k = 0.5h = 6mm (2) 強(qiáng)度校核 此處，鍵、軸和輪轂的材料都是鋼， ，取 p=110MPa T = 5104573.10 N.mm p = M P ak ldT 95.9275506 N . m m 104573.10210253 p 鍵安全 合栺 4.3.2 低速軸聯(lián)軸器的鍵聯(lián)接 1 選擇類型及尺寸 根據(jù) d =56mm， L =112mm， ， 選用 C 型， bh=1610 L=110mm 2 鍵的強(qiáng)度校核 (1) 鍵的工作長度 l 及鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k l = L b/2= 102mm k = 0.5h =5 mm (2) 強(qiáng)度校核 此處，鍵、軸和輪轂的材料都是鋼， ，取 p=110MPa T = 5104573.10 N.mm p = M P ak ldT 23.73561025 104573.10210253 p 鍵安全合栺 五 . 軸承選擇計算 5.1 減速器各軸所用軸承代號 普通齒輪減速器，其軸的支承跨距較小，較常采用兩端固定支承。軸承內(nèi)圈在軸上可用軸肩或套筒作軸向定位，軸承外圈用軸承蓋作軸向固定。設(shè)計兩端固定支承時，應(yīng)留適當(dāng)?shù)妮S向間隙，以補(bǔ)償工作時受熱伸 該軸強(qiáng)度合栺 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 29 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 長量。 項目 軸承型號 外形尺寸（ mm） 安裝尺寸（ mm） d D B D1 min D2 max ra max 高速軸 6307 35 80 21 44 71 1.5 中間軸 6308 40 90 23 48 80 1.5 低速軸 6314 70 150 35 82 137 2.1 5.2 低速軸軸承壽命計算 5.2.1 預(yù)期壽命 從減速器的使用壽命期限考慮，軸承使用期限為 8 年 (年工作 日為 260 天 )。 預(yù)期壽命 hL =282608=33280 h 5.2.2 壽命驗算 載荷分析圖（俯視） 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 30 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 (左旋 ) 1 ) 軸承所受的徑向載荷 Fr 和軸向載荷 Fa 3 0 3 5 . 1 NF a 26 1 7 . 5 2 NF a 14 1 5 1 . 7 5 N2,374.23031，F(xiàn)rNFr 2) 當(dāng)量動載荷 P1 和 P2 低速軸軸承選用 6314，由 1p321 表（ 13-6）得到 2.1pf 已知 3 ， 1tf （常溫） 由 2p145 表（ 15-3）得到 KNCKNCrr 2.63,2.80 0 Fa1/Cor=0.010,由插值法幵由 2p144 表（ 15-3），得到 e=0.15 Fa1/Fr1=617.52/2303.374=0.26e,由 1p321 表（ 13-5）得到 X=0.56,Y=2.5 P1=fp(XFr1+YFa1)=1.2(0.56x2303.374+2.5x617.52) =3400.42N Fa2/C0r=0.048 由插值法幵由 2p144 表（ 15-3），得到 e=0.248 Fa2/Fr2=3035.1/4151.75=0.73e,由 1p321 表（ 13-5）得到 X=0.56,Y=1.794 P2=fp(XFr2+YFa2)=1.2(0.56x4151.75+1.794x3035.1)=9323.94N 取 Pmax=P2=9392.94N 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 31 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 3）驗算軸承壽命 因為2P1P，所以按軸承 2 的受力大小驗算 533626 1053.2)94.9392102.801(416010)(6010 PCrfnL th hL L hL ，所以所選軸承可滿足壽命要求。 六 . 減速器的潤滑與密封 6.1 齒輪傳動的潤滑 各級齒輪的圓周速度均小于 12m/s，所以采用浸油潤 滑。另外，傳動件浸入油中的深度要求適當(dāng)，既要避免攪油損失太大，又要充分的潤滑。油池應(yīng)保持一定的深度和儲油量。兩級大齒輪直徑應(yīng)盡量相近，以便浸油深度相近。 6.2 潤滑油牌號及油量計算 6.2.1 潤滑油牌號選擇 由 2P153 表（ 16-2），得：閉式齒輪傳動潤滑油運(yùn)動粘度為 220mm2/s 由 2P153 表（ 16-1），得：選用 N220 工業(yè)齒輪油 6.2.2 油量計算 1）油量計算 以每傳遞 1KW 功率所需油量為 350-700cm3 ，各級減速器需油量按級數(shù)成比例 。該設(shè)計為雙級減速器，每傳遞 1KW 功率所需油量為700-1400cm3 實際儲油量： 由高速級大齒輪浸油深度約 0.7 個齒高，但不小于 10mm；低速大齒輪浸油深度在 )(3161 齒輪半徑；大齒輪齒頂距箱底距離大于 3050mm 的要求得：（設(shè)計值為 50） 最低油深： mmd 34.35502 131.3246150261 4 最高油深： mmd 69.70502 131.3243150231 4 箱體內(nèi)壁總長： L=780mm 箱體內(nèi)壁總寬： b=172mm 3m i n 2.586871.177844 cmV P1=3400.42N P2=9323.94N hL 51053.2 軸承采用 鈣基脂潤滑 密封件是氈圈密封圈 密封方式是接觸式密封 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 32 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 可見箱體有足夠的儲油量 . 6.3 軸承的潤滑與密封 由于高速級齒輪的圓周速度小于 2m/s，所以軸承采用脂潤滑。由于減速器工作場合的需要，選用抗水性較好，耐熱性較差的鈣基潤滑脂（ GB491-87）。 軸承內(nèi)密封：由于軸承用油潤滑，為了防止齒輪捏合時擠出的熱油大量沖向軸承內(nèi)部，增加軸承的阻力，需在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置擋油盤。 軸承外密封：在減速器的輸入軸和輸出軸的外伸段，為