二級展開式圓柱齒輪減速器設(shè)計說明書課件

1、設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計一個用于膠帶輸送機卷筒(如右圖)的傳動裝置。 原始條件和數(shù)據(jù)： 膠帶輸送機兩班制連續(xù)單項運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載起動，室內(nèi)有粉塵；使 用期限10年，大修期3年。該機動力源為三相交流電，在中等規(guī)模機械廠小 批生產(chǎn)。輸送帶速度允許誤差為土 5%工作機效率為0.94. 選擇103組數(shù)據(jù)： 輸送帶工作拉力：F=2000(N) 輸送帶速度：v=0.9(m/s) 卷筒直徑：D=300(mm) 二.前言 1. 題目分析 根據(jù)題目，此膠帶輸送機每日工作 16小時，載荷平穩(wěn)，空載起動，無 需考慮起動力矩。在室內(nèi)工作，因此，結(jié)構(gòu)不能太大。有粉塵，采用閉式結(jié) 構(gòu)，密封要求較高。使用期限十年，大修期限三年

2、，在大修期時更換滾動軸 承等零部件。使用期限較長。在中等規(guī)模機械廠小批生產(chǎn)。 2. 傳動方案的擬定 根據(jù)以上的條件，決定采用普通齒輪傳動。因為齒輪傳動具有外廓尺寸 小，傳動精度高，工作壽命長等優(yōu)點。 因為有較大的傳動比，采用兩級閉式齒輪傳動?？紤]到實際工況，要求箱體 的長度較小，因此采用二級展開式圓柱齒輪傳動。 3. 傳動裝置運動簡圖如下圖： 第37頁共26頁 標(biāo)題 內(nèi)容 結(jié)論 一、選擇電動機 1、選擇電動機 的類型 (1) 確定電動機 的功率 (2) 確定工作裝 置所需要的功 率P (3) 確定電動機 的輸出功率Fd (4) 確定電動機 的額定功率 Pm 2、確定電動機 的轉(zhuǎn)速 (1) 確定

3、卷筒軸 的轉(zhuǎn)速ru (2) 確定電動機 的滿載轉(zhuǎn)速 nm 按已知工作要求和條件選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型 三相異步電動機。 膠帶輸送機所需功率 Pw按式Fw Vw/1000 n w計算。 式中 Fw=2000N Vw=0.9m/sn w=0.94.代入上式 得:Pw = Fw Xvw /1000 Xnw= 2200 XO.9/(1OOO X0.94) =1.91 KW 查表24得： 滑塊聯(lián)軸器效率：n =0.99 滾動軸承效率：n =0.995 8級精度齒輪傳動(稀油潤滑)效率：ng=0.97 故傳動裝置傳動總效率為： n=Xrj3 乂話 Xn = 0.992 X0.9953 X0

4、.972 X0.99= 0.84 電動機的輸出功率：Pd二Pw / n=91 /0.84 = 2.27kw 載荷平穩(wěn).電動機額定功率只需略大于 即可按表8-184中Y系列電 動機技術(shù)數(shù)據(jù)選電動機的額定功率為 3.0KW 44 nw = 6 X10 Xvw / nD = 6 X10 X0.9 / nX300 = 57.3r / min 查課程設(shè)計表得 單級圓柱齒輪的傳動比范圍為ig =35 則二級圓柱齒輪總傳動比為范圍為：i =925 電動機的轉(zhuǎn)速可選范圍 n = i Xnw = (9 25) X57.3= 515.7 1432.5 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min及1000r/min兩

5、種，根據(jù)實際 其 情況，選常用的同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的Y系列的電動Y132S-6,其 n=0.84 P =1.91 kw 巳=2.27 kw Pm =3.0Kw nw = 57.3r / min 3、總傳動比計 算和傳動比分 配 滿載轉(zhuǎn)速為 960r/min.。軸的直徑必須和電動機的安裝尺寸相配套, 查表8-187，得軸的伸出端直徑為 30mm i =n m/nw=960/57.3=16.75 nm = 960r / mi i= 16.75 (1)總傳動比的 計算 (2)傳動比的分 配 3、傳動裝置運 動參數(shù)的設(shè)計 (1)各軸轉(zhuǎn)速的 計算 各軸輸入功 率計算 各軸輸入轉(zhuǎn) 矩的計算 由于

6、是二級展開式圓柱齒輪減速器，所以兩級齒輪的傳動比比較近 似，根據(jù)經(jīng)驗公式，優(yōu)化齒輪傳動比取高速級齒輪的傳動比： ig1 =. (1.31.4)i = ,1.4 X16.75= 4.79 取低速級齒輪的傳動比: ig2 二 i/ig1 =16.75/4.79=3.50 中速軸： n2 : =n1 /ig1 = :960/4.79 = 200.4r /min 低速軸： i3 = n2/ig2 = 200.4/3.5 = 57.3r/ min 工作軸： nw : 二n3二 57.3r /min 高速軸： P = :Pd Xq ： =2.26 X0.99 =2.24kw 中間軸： 卩2： =P1 n

7、n : =2.24 X0.995 X0.97= 2.07kw 低速軸： P3 = =P2 n n =2.07 X0.995 X0.97 = 1.92kw 工作軸： Pw : =P3 n- n =1.92 X0.995 X0.98= 1.90kw 高速軸： T1 = 9550R /n1 = 9550 X2.24/960 二 22.28N m 中間軸： T2 : =9550 P2 / n2 = 9550 X2.07/200.4= 98.6N m 高速軸: 低速軸: T3 = 9550P3 / r)3 = 9550 X1.92/57.3= 320N m n1 = nm 二 960r / min 工作

8、軸: Tw = 9550Pw / n4 = 9550 Xl.90/57.3= 316.67 N 電動機輸出轉(zhuǎn)矩 T0 = 9550P0/nm = 9550 X2.27/960 二 22.58N m ig1 = 4.79 ig2 = 3.50 = 960r / min n2 = 200.4r /min n3 = 57.3r / mir nw = 57.3r / min P = 2.24kw F2 = 2.07w P3 = 1.92kw Pw = 1.90kw T1 = 22.28N m T2 = 98.6N m T -320 N1 m T =316.617 m w T0 = 22.58N m 4

9、、將以上數(shù)據(jù) 列表 二、齒輪的設(shè) 計 1、高速齒輪的 設(shè)計 齒輪的選用 （2）按齒面接觸 強度設(shè)計 1）確定公式內(nèi) 的各項計算數(shù) 值 參名X 電動機軸 高速軸 中間軸 低速軸 工作軸 轉(zhuǎn)速n （r/min） 960 960 200.4 57.30 57.30 功率P(kw) 2.27 2.24 2.07 1.92 1.90 轉(zhuǎn)矩T (N m) 22.58 22.28 98.6 320 316.67 傳動比i 14.793.501 效率n 0.9750.9650.9650.985 1）齒圓柱齒輪傳動 2）選用8級精度 3）材料選擇：大齒輪材料為 45鋼，硬度為240HBS 小齒輪材料為40Cr，

10、硬度為280HBS 4） 初定小齒輪的齒數(shù)：乙=24 則大齒輪齒數(shù): Z2 -Z/g, = 24 4.79115 U -1( Ze )2 一J E 1、 由表5-6查得：載荷平穩(wěn)，因此選載荷系數(shù)Kt=1.3 2、計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： _ 9550P- / ni =22.28N m 3、 由表5-9，選取齒寬系數(shù)d . 4、 由表5-7查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8 MPa 5、 按圖5-28查得小齒輪的接觸疲勞強度極限匚Hlim1 =600MPa大 齒輪的接觸疲勞強度極限J lim2二550MPa 6、計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù): Kt=1.3 d 0 ZE =189.98M N1 =60nj

11、Lh =60 940 1 (2 8 300 10) = 3.294 109 N2 = N“/ig1 =3.294 109 /4.79 =0.688 109 7、取接觸疲勞壽命系數(shù)： KHN1 =0.95 KHn2 =0.98 Lh =10 年 其許用轉(zhuǎn)速 lh=6300r/min，滿足ni n；結(jié)構(gòu)參數(shù)：聯(lián)軸器輸出端軸徑 選擇42mm結(jié)構(gòu)參數(shù)：因無特殊要求，兩半聯(lián)軸器均選結(jié)構(gòu)最簡單 的丫型軸孔和a型鍵槽，減速器輸出端孔徑及孔長為42 X 112mm ； 由于咼速軸、中速軸轉(zhuǎn)速較咼，載何較小在徑向載何，用深溝球軸 承，由于低速軸的轉(zhuǎn)速較低，徑向載何較大選用深溝球軸承 中速軸：查參書根據(jù)中速軸的最

12、小直徑(30m m)初步選擇深溝球軸承 代號為6208,其內(nèi)徑d=40mm外徑D-80mm寬度B-18mm女裝尺寸 Di =48mm , D2 =72mm 低速軸：查書根據(jù)軸的最小直徑 (41mm)及低速軸與外傳動連軸 器連接軸徑值42初步選擇深溝球軸承代號為 6211，其內(nèi)徑 d =55mm，外徑D =100mm,寬度B=21mm,安裝尺寸 D1 =64mm, D2=91mm 1.高速軸受力，做出彎矩圖，并按計算結(jié)果分別作出水平上的彎矩 Mr和垂直面上的彎矩圖然后按下式計算總彎矩并作出M圖.如 圖所示 -* 門 2X222BX1090 Ar/ % = 21仏=q 二 856.9N Fpl =

13、 Ftltana = 856.9 X 0.36 = 311.9N X 170X51 Mv =二 12236.1N mm v 221 Ftl X 170 X 51 Mh = = 33616 思 N mm H 221 M = J14v2 + Mhs = 35775N mm (2 )強度校核 已知軸的彎矩和扭矩后，可針對某些危險截面做彎扭合成強度 J I * 4 校核計算按第三強度理論，計算應(yīng)力-_ 通常由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力 是針對循環(huán)應(yīng)變力而由扭 矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力T則通常不是對稱循環(huán)變應(yīng)力 為了 考慮兩者的特性不同引入折合系數(shù)計算公式變?yōu)?陷二神+4(麗)2 式中的彎曲應(yīng)力為循環(huán)變應(yīng)力 當(dāng)扭

14、矩切應(yīng)力為靜應(yīng)力時 取c _ 0 S 當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力時 ，取 亡二丄若扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力亦為對稱循環(huán)變應(yīng)力則取a = l 對于直徑為d的圓軸，彎曲切應(yīng)力為。二一扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ，將了和T代入式，則軸的彎扭合成強度條件為 Wj 2 一氣嘰 備二枷7心心沁。麗=3MPa 0.85 3 i m 0.85 3 大齒輪頂圓與相內(nèi) 壁間距離 齒輪端面與箱內(nèi)壁 距離 i=i2 2=i0 i i.2 3 2 3 六、減速器的潤 滑與密封 1、減速器的潤 滑 1）、齒輪的潤滑 低速級大齒 應(yīng)沒過大齒 輪的圓周速度為 V=0.62m/s 1.52m/s），但設(shè)計時未制 出輸油溝，仍采用脂潤滑，潤滑效果相對較差。

15、 改進意見：軸現(xiàn)在基礎(chǔ)上加粗， 或用高一級材質(zhì)的鋼材來加工，以 達到剛度和強度要求，以及和聯(lián)軸器的配套；高速級齒輪 采用斜齒圓柱齒輪，使耐振性和傳動性能加強；軸承采用 飛濺潤滑，制出輸油溝。 通過這次二級減速器的設(shè)計，讓我明白了機械類產(chǎn)品的整個生產(chǎn)過 程，從設(shè)計到繪制，至校核，每一個步驟都是一項精細(xì)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓?作，不是隨隨便便就能得出結(jié)果的。 隨著信息時代的來臨，用計算機繪圖成為一種趨勢，也是我們 機械類專業(yè)所必須掌握的一項技術(shù)。初次接觸到CAD這樣繪圖軟件 的時候覺得很茫然，自己什么都不回，至U底要如何去完成工作量如 此之大的任務(wù)呢，可是，漸漸的，在老師的指導(dǎo)下，自己一點點慢 慢摸索后，才漸漸掌握一些操作要領(lǐng)，久而久之，隨著時間慢慢的 投入，看著裝配圖的慢慢誕生，心里的激動無與倫比，為了完成這 個課程設(shè)計，我投入了比別人多很多的時間與精力，只為做的更好 在整個設(shè)計過程中，值得慶幸的是，除了當(dāng)時在草圖上選第一 根軸的時候出現(xiàn)過比較大的問題之外，并沒有出現(xiàn)太多的錯題，至 少老師的評價是沒有太多的細(xì)節(jié)錯誤。 整個過程下來，讓我學(xué)會了很多，最大的收獲就是學(xué)會了如何嫻熟 的去操作CAD讓我真正的