蘭州現(xiàn)代城市學(xué)院—二級斜齒圓柱齒輪減速器

1、個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)設(shè)計任務(wù)書1. 傳動裝置總圖123nIII4工作機(jī) 4 3z 1z 2z 3 3z 4 2 2 2I 1IIIII電動機(jī)nI7n65II1: 齒輪1（高速軸） 2: 齒輪2（中速軸從動輪）3、7: 聯(lián)軸器 4 ：工作機(jī) 5 ：齒輪（低速軸）6：齒輪 3（中速軸主動輪 ) 8: 電動機(jī)2.設(shè)計要求：1）選擇電動機(jī)類型和規(guī)格；2）設(shè)計減速器和開式齒輪傳動；3）選擇聯(lián)軸類型和型號；4）繪制減速器裝配圖和零件圖；5）編寫設(shè)計說明書.3.已知條件1）輸送機(jī)主軸功率 P4 Kw ，輸送機(jī)主軸轉(zhuǎn)速 n 110 r/min ；2）0.96，齒輪攪油效率0.98；輸送機(jī)效率 ff3）工作

2、情況單向轉(zhuǎn)速，連續(xù)工作，工作平穩(wěn)；4）機(jī)械公用輸送散裝物料，如砂、灰、谷物、煤粉等；5）運(yùn)動要求輸送機(jī)主軸轉(zhuǎn)速誤差不超過0.07；6）使用壽命5 年，每年 300 天，每天8 小時；7）檢修周期半年小修；兩年大修；8）生產(chǎn)批量中批生產(chǎn)；9）生產(chǎn)廠型中小型械制造廠 .項目內(nèi)容及計算說明：一、電動機(jī)地選擇：1）輸送機(jī)主軸效率功率：Pw7.366Kw計算結(jié)果：Pw7.366Kwnw1500r/min1/33個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)2）輸送機(jī)主軸轉(zhuǎn)速： n w 110 r/min3）傳動裝置總效率： 選 取彈性柱銷聯(lián)軸器效率：聯(lián) 0.9925剛性聯(lián)軸器效率：聯(lián)0.99圓柱齒輪效率：錐0.97軸承效率：

3、承0.99滾筒效率：f0.96彈聯(lián)0.993筒 0.96承 0.98剛聯(lián)0.99總效率：a0.824 2a彈聯(lián)1 剛聯(lián)筒承齒0.993 0.9740.960.9720.99=0.8534）電動機(jī)輸出功率：Pd7.31 Kw取 P 為 11 KwPd7.31Kw選擇電動機(jī)型號為 :Y132M-4 型 三相 異步電動機(jī),同步轉(zhuǎn)速 n0 1500 r/min ，異步轉(zhuǎn)速 n 1440 r/min.二、分配傳動比：1. 估算傳動裝置地總傳動比：n1500i總 25i總6025nw2. 根據(jù)公式：2/33個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)i1 i2ini總試分配傳動比：第一級齒輪傳動： i15.81第二級齒輪傳動

4、： i24.3則：i1 i24.3 5.325三、傳動裝置地運(yùn)動和動力參數(shù)計算：1.計算各軸轉(zhuǎn)速：n1n1500 r/minn11500n2258.2 r/mini5.81n260 r/minn3i2n360r/minn460i開12.計算各軸輸入功率：1d聯(lián)7.3666 0.9925 7.31KwPPPP柱1承j7.31 0.9925 0.977.02Kw21P3P2齒 2承7.02 0.976.74KwP43齒2承4f6.74 0.99 0.97P6.472. 計算各軸輸入轉(zhuǎn)矩：T19550P195507.3666Nmn146.915003/33i15.81i24.3合適！n11500r/

5、minn2258.2 r/minn360 r/minn460 r/minP7.31 Kw1P27.02KwP36.74KwP46.47KwT146.9NmT2259.72 Nm個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)T29550P2259.72 Nmn2NmT31072.46T39550P31072.46 Nmn3P4T41029.88NmT495501029.88 Nmn4將上述結(jié)果列于表中：軸轉(zhuǎn) 速 n功 率 P轉(zhuǎn) 矩 T號12341500 r/min7.31Kw46.55 Nm258.72 r/min7.02Kw259.72Nm60r/min6.74Kw1072.46Nm60r/min6.47Kw102

6、9.88Nm四、傳動零件地設(shè)計計算：（一）斜齒圓柱齒輪地基本參數(shù)及強(qiáng)度計算：1.選擇齒輪地材料：HRC55小齒輪選用 40Cr 表面淬火HRC47HBS大齒輪選用 45 表面淬火許用接觸應(yīng)力H 由式H =H limZ NSH min確定齒輪精度等級，按P組公差 8 級vm(0.013 0.022)n13估 計齒n1寬中點(diǎn)分度圓上地圓周速度 vm3.686 m/s.查表?。盒≥喆蠖朔侄葓A d1 由式：d =0.44/33個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)d132KT1 u1( Z EZ H Z)2 計算：duH 齒寬系數(shù)d按齒輪相對軸承為非對稱布置：小輪齒數(shù) Z1在推薦值20 40 中選：大輪齒數(shù) Z2

7、Z2iZ15.8121 122齒數(shù)比 u uZ2/Z15.81傳動比誤差u / u u / u 在4%范圍內(nèi)，小輪轉(zhuǎn)矩 T1載荷系數(shù) K KK AKVKK使用系數(shù) K A查表得：動載荷系數(shù) K V查得：齒向載荷分布系數(shù) K齒間載荷分布系數(shù) K由推薦值1.0 1.2載荷系數(shù) K 地初值 K tK tKAKVKK11.21.1彈性系數(shù) Z E查表得：節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) Z H查表得：許用接觸應(yīng)力 H H H lim Z N / SH min接觸疲勞極限H lim接觸壽命系數(shù) Z N應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 由式：N160 n1 jL h609701 (53508)N 2N1 / u8.148108 /1.4則：

8、查表得 ZN 1 ， ZN2 （不允許有點(diǎn)蝕）硬化系數(shù) ZW查表得：接觸安全系數(shù) SH查表得：則：H 1 7001 / 1 H25001.05 / 1故：d1 地值為：321.45249233.07189.822.50.87)21.41d1t0.8(577.51.4Z121Z2122合適！T1207.29605 NmK A1K V1.2K 1.1 K =1.1K t1.71Z E189.8 N mm2Z H2.52H lim 1700 N/mm2H lim 2550 N/mmN18.148108N 25.82108Z N 11Z N 21.05ZW1SH min1H1 2700 N/mmH 2

9、 2577 .5 N/mmd185.55 mm5/33個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)齒輪模數(shù) mmd1 / Z11.23圓整：小輪分度圓直徑 d1 為：d1m Z132163大輪分度圓直徑d 2d2 m Z2 3122366標(biāo)準(zhǔn)中心矩：am( Z1Z2 )2202齒寬 bdd188大輪齒寬 b2b小輪齒寬 b1b2 (5 10)3.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計算：由式 F2KT1 YF a YSa YF bd1m齒形系數(shù) YF a查表得：小輪 YF a1大輪 YF a 2應(yīng)力修正系數(shù) YS a查表得 :小輪 YS a1大輪 YS a2重合度系數(shù) Y由式許用彎曲應(yīng)力 F F F limYN Yx彎曲疲勞極限

10、應(yīng)力SFF lim查表得：彎曲壽命系數(shù) YN查表得：尺寸系數(shù) Yx查表得：安全系數(shù) SF查表得：則： F1F lim1YN1Yx1 / SF373.3 F2F lim2 YN 2Yx2 / SF426.67所以：m3dt63 mmd2366 mma 220b 90 mmb290 mmb195 mmYF a12.72YF a 22.15YS a11.52YS a 21.812F lim1280 N/mm2F lim2320 N/mmYN1YN2 16/33個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)F1F1F 2F24.齒輪地其他基本幾何參數(shù)與結(jié)構(gòu)圖模數(shù) m齒數(shù) Z1，Z2壓力角*齒頂高系數(shù)ha傳動比 i分度圓直徑

11、d齒頂高 hahaha*m齒根高 hf hf( ha*c* )m齒全高 h hha hf齒頂圓直徑 dada1d12hada 2d 22ha齒根圓直徑d fd f 1d12h fd f 2d 22hf基圓直徑 db dbd cos齒距p pm齒厚、槽寬 s ,e se p / 2頂隙 c cc* m中心距a齒寬bY x1SF1.5F 1 2373.3 N/mmF 2 2426.67 N/mm齒根彎曲強(qiáng)度足夠m3Z121， Z2122200ha*1c*0.25i5.81d163 mmd2366 mmha3 mm（二） 直齒圓柱齒輪地基本參數(shù)及強(qiáng)度計算：1.選擇齒輪地材料：hf3.75mmh6.7

12、5mm查表：小齒輪選用 40Cr 調(diào)質(zhì)小齒輪選69 mm用45 調(diào)質(zhì)da17/33個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計計算：確定齒輪精度等級，按vt(0.013 0.022) n23 P，n1估取圓周速度 vt4 m/s.查表?。盒≥喆蠖朔侄葓A直徑d1 由式：d12KT1u1(Z EZ HZ)2計算：3uH d齒寬系數(shù)d按齒輪相對軸承非對稱布置，?。盒≥嘄X數(shù) Z1在推薦值20 40 中選：大輪齒數(shù) Z2Z2iZ14.32399齒數(shù)比 u uZ2/Z160/ 254.3傳動比誤差u / uu / u 誤差在4%范圍內(nèi)：小輪轉(zhuǎn)矩 T1載荷系數(shù) K KKA KVKK使用系數(shù) K A查表

13、得：動載荷系數(shù) K V 值查得：齒向載荷分布系數(shù) K查表：齒向載荷分布系數(shù) K由0 及式1.88113.2() cosZ1Z 21.88 3.2( 11 )1.69867?。?560載荷系數(shù) K 地初值 K tK t1 1.21.11.1彈性系數(shù) Z E查表得：節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) Z H（0, x1 x20)查表得：重合度系數(shù) Z（0 ）查表得：許用接觸應(yīng)力 H HH lim Z NZW /SH接觸疲勞極限應(yīng)力H limda 2372 mmd f 155.5 mmd f 2362.25mmdb1217.8 mmdb2343.92 mmse4.7125 mmc0.75 mma220 mmb190 mm

14、b295 mmHBS220HBS1HBS260HBS2組公差 8 級8/33個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)d0.8Z123N160 njL h60692.85714 1 (53508)N 2N1 / u5.82108 / 2.4Z299則：查表得接觸壽命系數(shù)Z N 1 Z N 2 （不允許有點(diǎn)蝕）:u2.4硬化系數(shù) ZW查表得：合適！接觸強(qiáng)度安全系數(shù) SH按一般可靠度查 SH min1.0 1.1取：T164866.13 NmmH 1 7001 1/1K A1H 2 5501.051/1K V1.2故： d1 地值為：K1.1K1.1齒輪模數(shù) mmd1t / Z1 122.1199 /

15、254.8848 mm圓整：小輪分度圓直徑地值為：d1m Z1 323 69大輪分度圓直徑d 2d2m Z2499396K t1.452m(Z1Z 2 )3( 2560)Z189.8N / mm 2中心距 a aE2.522Z H齒寬 bdd1t min0.8 55.47844.3824mmZ0.87大輪齒寬 b2b小輪齒寬 b1b2(5 10)2H lim1550N/mm3.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計算：7002由式H lim2N/mmF2KT1YF a YSa Y F N15.82 108bd1mN 22.425108齒形系數(shù) YF a查表得：Z N 11， ZN 2 1.05小輪 YF a1

16、ZW19/33個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)大輪 YF a 2應(yīng)力修正系數(shù) YS a查表得 :小輪 YS a1大輪 YS a2許用彎曲應(yīng)力 F F F limYN YxSF彎曲疲勞極限應(yīng)力F lim查表得：彎曲壽命系數(shù) YN查表得：尺寸系數(shù) Yx查表得：安全系數(shù) SF查表得：則： F 1 F lim 1YN 1Yx1 / SF540 11/1.4 F2F lim 2YN 2Yx2 / SF42011/1.4所以：F 1F1 F 2F1 4.齒輪地其他基本幾何參數(shù)與結(jié)構(gòu)圖1）基本幾何尺寸計算：模數(shù) m齒數(shù) Z1，Z2壓力角齒頂高系數(shù)ha*頂隙系數(shù)c*傳動比 i分度圓直徑dha* m齒頂高 ha ha齒

17、根高 hf hf( ha*c*)m齒全高 h hha hf齒頂圓直徑 da da1d12haSH1H1913N/mm 2H 22666.67N/mmm4d192 mmd 2180mma 127.5 mmb 100 mm b2 100 mm b1 105 mmYF a12.69YF a 22.1810/33個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)da 2d 22ha齒根圓直徑d f d f 1d12hfd f 2d 22hf基圓直徑db dbd cos齒距p pm齒厚、槽寬s ,e sep / 2基圓齒距pb pbp cos法向齒距pn pnpb頂隙 c cc* m中心距a齒寬b五、軸地結(jié)構(gòu)設(shè)計及強(qiáng)度計算：（一

18、）輸入軸地結(jié)構(gòu)設(shè)計和強(qiáng)度計算：1.計算作用在齒輪上地力：轉(zhuǎn)矩： T1 9.55106 P1n1圓周力：249233.1Ft2T1 / d150徑向力：FrFt tan2.初步估算軸地直徑：選取 45 號鋼作為軸地材料，調(diào)質(zhì)處理根據(jù)公式 dA 3 P1 n1 計算軸地最小直徑，并加大3%以考慮鍵槽地影響 .查表取 A=112則： dmin20 mm5402F lim 1N/mm4202F lim 2N/mmYN1YN2 1Y x1SF1.42齒根彎曲強(qiáng)度足夠m4Z 123Z 299200h a*1c*0.25i4.3d192 mmd2396 mmha4mmhf5mm11/33個人收集整理僅供參考

19、學(xué)習(xí)3.軸地結(jié)構(gòu)設(shè)計：（1）確定軸地結(jié)構(gòu)方案：該軸（輸入軸）地軸承分別從兩端裝入，由擋油盤定位.軸段主要用于安裝聯(lián)軸器， 其直徑應(yīng)于聯(lián)軸器地孔徑相配合，因此要先選擇聯(lián)軸器. 聯(lián)軸器地計算轉(zhuǎn)矩為TcaK A T1 ，根據(jù)工作情況選取K A1.5 ，則：Tca69.825 Nm.根據(jù)工作要求選用彈性柱銷聯(lián)軸器，型號為 HL3,許用轉(zhuǎn)矩T 630Nm.與輸入軸聯(lián)接地半聯(lián)軸器孔徑d120 mm，因此選取軸 段 地 直 徑為 d120 mm. 半 聯(lián)軸 器輪 轂總 長度L 52 mm ，（ J 型軸 孔），與軸配合地輪轂孔長 度為L138 mm.（2）確定各軸段地直徑和長度：軸段 :為配合軸頸，按半聯(lián)軸

20、器孔徑，選取軸段直徑為 d1 20 mm.為保證定位要求， 軸段地長度應(yīng)比半聯(lián)軸器配合段輪轂孔長度（ mm）略短 2 3 mm；半聯(lián)軸器右端用套筒軸向定位， 其長度為扳手地有效活動距離和輸入軸軸承蓋長度之和 .此處取為 45mm.所以，軸段總長為 L171.h 9 mmda1100 mda 2404mmd f 182 mmd f 2386 mmdb186.4 mmdb2371.8 mmp12.56mmse4.7125 mmpb8.8566 mmpn8.8566mmc0.75 mma 250 mm b1 100 mm b2 105 mm軸段 :為支撐軸頸，用來安裝軸承.預(yù)選軸承型號為6208 深

21、溝球軸承 .寬度 B14 mm.所以軸段直徑應(yīng)為軸承12/3355 mm.個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)內(nèi)圈直徑 d224 mm；為保證軸承地軸向定位用擋油盤定位，長度為 24 mm，軸段長度應(yīng)比軸承寬度短 1 2 mm，確定其長度為 L 45 mm.軸段：此軸段為連接軸身， 為了保證定位軸肩有一定地高度和軸承有足夠地支撐跨距其直徑和長度確定為：d334 mm， L74 mm軸段：為齒輪軸地齒輪部分，其分度圓地直徑為d=63mm,因此其尺寸 L=75mm.軸段：也是支撐軸頸，其直徑應(yīng)為保證軸承地軸向定位用擋油盤定位，長度為度為 L4.繪制軸地彎矩圖和扭矩圖：（1）求反力H 水平面d540 mm，為3

22、2 mm， 即長Ft 178.5984.4662 78.5NRH 178.5143.5348.111143.578.5Ft 1143.5984.4662143.5NRH 278.5143.5636.3554143.578.5V 垂直面Fr 1 78.5358.3164 78.5NRV 178.5143.5126.702143.578.52Fr 1 143.5358.316478.5RV 278.5143.578.5143.5231.614 N（2）求齒寬中點(diǎn)出地彎矩H 水平面13/33個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)M H143.5 RH 1143.5348.11149953.9285 NmmV 垂直

23、面M V143.5 RV 1143.5 126.70218181.737 NmmT146.55Nmm合成彎矩 MMM扭矩 T2222HM V49953 .928518181.737Ft1984.4662 NTT10.649233.129539.86 Nmm當(dāng)量彎矩 M caM caM 2T 2504236.3852123082.7042彎矩圖和扭矩圖：dmin20 mmTca69.825 Nmd120 mmL52 mmd120 mm14/33Rh1個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)FFr1t1Rv1Rv2Rh284143.578.5Rh1Ft1水平面Rh249953.92851FrRv1垂直面Rv218

24、181.73753159.8583合成L172 mmd224 mm29539.86扭矩L45 mm60815.9014當(dāng)量彎矩29539.86d334mmL74 mm5.校核軸地強(qiáng)度：查表得b 640 N/mm 2 ,材料地許用應(yīng)力即 1 b60N/mm 2 ,軸地計算應(yīng)力為：d463 mmM ca L75 mmcaW（二）中間軸地結(jié)構(gòu)設(shè)計：d 540 mm1.計算作用在齒輪上地力：L55 mm15/33個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)矩： T2259.72Nm大齒輪上受到地力與小齒輪上地力護(hù)衛(wèi)相反力，則：軸向力：Ft 1Ft 2984.4662 N徑向力：Fr 2Fr1358.3164N2.初步估

25、算軸地直徑：選取 45 號鋼作為軸地材料，調(diào)質(zhì)處理根據(jù)公式 d A 3 P1計算軸地最小直徑，并加大n13%以考慮鍵槽地影響 .查表取 A=115則： dmin 34.69 mm3.軸地結(jié)構(gòu)設(shè)計：確定軸地結(jié)構(gòu)方案：該軸（中間軸）左端齒輪軸，大圓柱齒輪從右端裝入，然后分別自兩端裝入擋油板和軸承 .結(jié)構(gòu)如圖：RH 1348.111NRH 2636.3554 NRV 1126.702 NRV 2231.614 NM H49953.93 NmmM V18181.737 NmmM53159.8583 Nmm29539 .86 NmmTM ca519041.1 Nmm16/33個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)（

26、2）確定各軸段地直徑和長度：軸段：為支撐軸頸， 預(yù)選軸承型號為 207 深溝球軸 滿足要求！承.其內(nèi)圈直徑 d 35 mm，寬度 B 17 mm. 擋油板寬度為32mm，所以，確定軸段直徑為d140 mm ，長度為L 54 mm.軸段：為齒輪軸部分， 長度為 L105 mm.軸段地17/33個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)直徑為 d292 mm.軸段：為聯(lián)接軸身 .用于保證軸承地支撐跨距和軸上零件地軸向定位 .所以，確定軸段直徑為 d378.5 mm， Ft 2984.4662N長度為 L 18 mm.Fr 2358.3164N軸段：用于安裝大圓柱齒輪，已知輪轂孔直徑為d 140 mm，長度為 L 6

27、9 mm.同樣為了保證定位精度，取軸段長度為 L 99 mm.軸段：為支撐軸頸，結(jié)構(gòu)尺寸與軸段完全相同.4.繪制軸地彎矩圖和扭矩圖：（1）求反力H 水平面Ft 377.579Ft 279RH 36677.5793155.145 NFt 26677.5Ft 3 66RH 26677.579843.11 NV 垂直面Fr 377.579Fr 279RV 36677.5791148.393 NFr 26677.5Fr 366RV 26677.579306.865 N（2）求齒寬中點(diǎn)出地彎矩H 水平面M H166 RH3208239 NmmM H 279 RH266605.69 Nmm18/33個人收

28、集整理僅供參考學(xué)習(xí)V 垂直面M V 166 RV375793.938NmmM V 279 RV224242.335Nmm合成彎矩 MM 1M H21M V21M 2M H22M V22dmin34.69mm扭矩 TTT20.664866.1338919.678 Nmm當(dāng)量彎矩 M caMMca1M 12T 2ca 2M 22T 2彎矩圖和扭矩圖19/33個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)Ft3RV3Rh366Ft3水平面Rh3208239.57Fr3垂直面RV375793.938221604.24合成Fr3Rh2Rv2Fr2Ft277.579Rh2Ft266605.69Rv2Fr224242.33570

29、880.242338919.678扭矩224995.96當(dāng)量彎矩80862.54d140mmL54mm5.校核軸地強(qiáng)度：查表得b 640 N/mm 2 ,材料地許用應(yīng)力即 1 b 60N/mm 2 ,軸地計算應(yīng)力為：L105 mmd292 mm20/33個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)ca（三）輸出軸地結(jié)構(gòu)設(shè)計：1.計算作用在齒輪上地力：轉(zhuǎn)矩： T39.55 106 P1n1圓周力：Ft 4Ft 34982.76 N徑向力：Fr 4Fr 31813.575 N2 .初步估算軸地直徑：選取 45 號鋼作為軸地材料，調(diào)質(zhì)處理根據(jù)公式 dA 3 P1 n1 計算軸地最小直徑，并加大3%以考慮鍵槽地影響 .查表取 A=112則： dmin55 mm2.軸地結(jié)構(gòu)設(shè)計：（1）確定軸地結(jié)構(gòu)方案：該軸（輸出軸）左端先后裝入大圓柱齒輪、擋油板、軸承、軸承套，右端先裝入擋油板、軸承 .聯(lián)軸器將在傳動系統(tǒng)裝配時安裝，減速器裝配過程中不應(yīng)裝配.結(jié)構(gòu)如圖：軸段：用于安裝聯(lián)軸器，與聯(lián)軸器配合地長度為82mm,直徑為 d38 mm，軸套長度為 45mm.因此，確定軸段直徑為 d138mm，長度為 L128 mmd378.5 mmL18 mmd 4140mmL99 mmRH 33155.145 NRH 2843.11 NRV 31148.393 NRV 2306.86