創(chuàng)新實踐Ⅱ—傳動裝置設(shè)計兩級圓拄齒輪減速器

1、線訂裝遼寧工程技術(shù)大學(xué) 傳動裝置設(shè)計 說明書創(chuàng)新實踐 傳動裝置設(shè)計 計算說明書 機械工程學(xué)院 學(xué)院（系） 機械工程及 自動化 專業(yè) 機械03-2 班設(shè) 計 者 指導(dǎo)教師 2005 年 12 月 30 日遼寧工程技術(shù)大學(xué)目 錄1、設(shè)計任務(wù)書22、電動機的選擇計算22.1選擇電動機的轉(zhuǎn)速22.2所需電動機的輸出功率22.3選擇電動機的型號23、傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算33.1分配傳動比33.2各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計算44、傳動零件的設(shè)計計算54.1（滾子鏈傳動或v帶傳動）的設(shè)計計算54.2減速器箱內(nèi)的圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算75、軸的設(shè)計計算145.1減速器高速軸的設(shè)計145.2減速器低速軸的

2、設(shè)計156、滾動軸承的選擇及其壽命計算196.1減速器高速軸滾動軸承的選擇及其壽命計算196.2減速器低速軸的滾動軸承選擇及其壽命計算197、鍵聯(lián)接的選擇和驗算207.1減速器大齒輪與低速軸的鍵聯(lián)接207.2減速器低速軸軸伸的鍵聯(lián)接207.3減速器高速軸軸伸的鍵聯(lián)接218、聯(lián)軸器的選擇219、潤滑與密封219.1減速器齒輪傳動潤滑油的選擇219.2減速器軸承潤滑方式和潤滑劑的選擇219.3減速器密封裝置的選擇、通氣器類型的選擇2110、設(shè)計體會 2211、參考資料目錄 23計算內(nèi)容1、 設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：兩級圓拄齒輪減速器傳動裝置示意圖2、 電動機的選擇計算2.1選擇電動機的轉(zhuǎn)速2.1.1計

3、算傳動滾筒的轉(zhuǎn)速pr=pw/=11.52/0.76nw=60v/d=(600.24)/(0.24)2.1.2選擇電動機的轉(zhuǎn)速根據(jù)表 查得電動機的轉(zhuǎn)速為9702.2所需電動機的輸出功率2.2.1工作機的功率pw=fv/1000=48000.24/10002.2.2傳動裝置的總效率開*齒*承*聯(lián)*卷筒 =0.950.970.980.990.962.2.3所需電動機的輸出功率*pr=pw/=11.52/0.76=2.3選擇電動機的型號選的型號為y225s-8 傳動比小結(jié)構(gòu)緊湊。其主要性能數(shù)據(jù)如下表 方案號電動機型號額定功率 /kw同步轉(zhuǎn)速/（r/min滿載轉(zhuǎn)速/（r/min總傳動比1y180m-41

4、8.515001470127.82y200l1-618.5100097084.33 y225s-818.575073063.53傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算3.1分配傳動比3.1.1總傳動比電動機的傳動比為84.3 為總傳動比3.1.2各級傳動比的分配開式齒輪傳動比 46 選6因為 i=i1i2i3.所以 i=i/i開=84.3/6i減=i/i聯(lián)=14.05/1 i1=i2=i減/i1=14.05/4.353.2各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計算0軸：電動機軸p0=prn0=970r/mint0=9.55p1/n1=9.5515.1510/9701軸：聯(lián)軸器p1=p00=p0聯(lián)=15.150.99n1

5、=n0/i01=n0/i聯(lián)=970t1=9.55p1/n1=9.5514.9910/9702z軸：減速器中間軸p2=p1*12=p1*齒*承=14.990.970.98n2=n1/n12=970/4.55st2=9.55p2/n2=9.5514.2510/213.193軸 減速器低速軸p3=p2*23=p2*齒*盛=14.250.970.98n3=n2/i23=213.19/3.37t3=9.55p3/n3=9.5513.5410/63.264軸p4=p3*34=p3*承*聯(lián)=13.540.990.98n4=n3/i34=n3t4=9.55p4/n4=9.5513.1310/63.265軸p5

6、=p4*34=p4*承*開=13.130.980.95n5=n4/i45=63.26/5.5t5=9.55p5/n5=9.5512.2210/11.56軸p6=p6筒=12.220.96n6=n5t6=9.55p4/n4=9.5511.7310/11.52 計算結(jié)果匯總列表如下：軸序號功率p /kw轉(zhuǎn)速n/（r/min轉(zhuǎn)矩t/n.m傳動形式傳動比效率015.15970149.17聯(lián)軸器10.99114.99970147.58214.25213.19638.34齒輪4.350.97313.5463.262044.06413.1363.261982.16齒輪傳動3.220.97512.2211.5

7、10147.91聯(lián)軸器10.994、傳動零件的設(shè)計計算4.1（滾子鏈傳動或v帶傳動）的設(shè)計計算開式齒輪的設(shè)計：選材 小齒輪 選 ht350 hbs 230280 大齒輪 選 ht300 hbs 210269 由箱體得出 開式齒輪傳動比 i1=4.36 i2=3.23 i1*i2=14.08 i=5.99確定齒輪傳動精度：vr=（0.0130.022）n1 =0.0263.26所以齒輪的精度選10級小齒輪分度圓直徑d1m齒寬系數(shù) 選0.4小齒輪齒數(shù)選 18大齒輪齒數(shù) 185.99=107.82齒數(shù)比 u=5.94傳動比誤差 u/u=0.008=0.8%小齒輪轉(zhuǎn)矩t 1982.16載荷系數(shù)k k=

8、ka*kv*k*k使用系數(shù) ka 1.00動載荷系數(shù) kv 1.1齒后載荷分布系數(shù) k：1.22 =0 =1.88-3.2（1/z1+1/z2）cos=1.88-3.2（1/18+1/107）cos13得k 求kfa=1/yy=0.25+0.75/得kfa=1/0.66 得 k=1.111.221.51齒形系數(shù) yfa=2.91應(yīng)力修正系數(shù) ysa=1.53重合度系數(shù) y=0.66=yn*yx/sf查表得min=200 yx=0.96 yn=1 sf=1.25=2000.961/1.25mm10.6m（1+15%）=11.6中心距的確定a=d=mz=1218=216mmd=mz=12107=1

9、284mmb=0.4216=86.4mm b=b b=86.4mm b=b+（510）=91.4mm4.2減速器箱內(nèi)的圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算箱體內(nèi)減速器采用 斜齒圓柱齒輪計算齒輪的m小齒輪用45號鋼：表面淬火因為齒輪效率為0.97 所以用8級精度的齒輪因為是非對稱布置 所以 選0.5小齒輪齒數(shù)用22 z=4.35z=4.3522齒數(shù)比 u=4.36傳動比誤差：u/u=0.002小輪轉(zhuǎn)矩：t=147.58n.mvt=（0.0130.022）n1載荷系數(shù) k=k*kv*k*k使用系數(shù) ka 選1.00動載荷系數(shù) kv 選 1.16齒向載荷分布系數(shù) k 選1.15齒間載荷分配系數(shù)：k =13=1.8

10、8-3.2（1/z1+1/z2）cos+z1tan =1.88-3.2（1/22+1/96）cos13+220.5tan13得k=1.45則載荷系數(shù)k的初值 k=11.161.151.45重合度系數(shù)：y y=0.25+0.75/=0.25+0.75/1.78齒形系數(shù)：yfa=2.75應(yīng)力修正系數(shù) ysa=1.57螺旋角系數(shù) y=1-*=0.91彎曲疲勞強度壽命系數(shù) yn：1彎曲疲勞極限 yx：1安全系數(shù) sf=1.25min=650=minyn*yx/sf=11/1.25650mm 2.31 中心距 a=181.7 要對中心距圓整求 cos=0.983 cos=0.983 d= d= b=*d

11、1=0.567.3=33.65 b取整得35 所以b=b 圓整 小輪 b=b+（510）=40 斜齒輪的vt=dn/60000 =3.1467.3970/60000校合齒輪： 與估算k相差不大 kv1=1.17 k=1.15=+ =1.88-3.2（1/z1+1/z）cos+z1tan =1.88-3.2（1/22+1/96）cos10.6+1/3.14220.5tan10.6 =1.70+0.67 查表得 k=1.45k=11.171.151.45 查表得以下值節(jié)點影響系數(shù) z 2.46重合度系數(shù) z 0.82彈性系數(shù) z 189.8螺旋角系數(shù) z=0.99=*z*z/s 查表得以下值：齒面

12、工作硬化系數(shù) z 1.07齒面接觸強度的安全系數(shù) s：1.0接觸疲勞極限應(yīng)力 min=1150接觸強度壽命系數(shù) z ：1.0 =11501.01.07/1.0=1230.5 =z*z*z*z=189.82.460.820.99 對第二個齒輪的校合=189.8*2.46*0.82*0.99 因為 所以齒輪的接觸強度足夠?qū)?軸上齒輪的設(shè)計1：材料 45號鋼經(jīng)表面淬火2：按彎曲疲勞強度進行計算 采用斜齒圓柱齒輪傳動v（0.0120.021）n =0.02213.19 mn查表得以下值：齒寬系數(shù) 選0.5小齒輪數(shù) z1選26 大齒輪齒數(shù) z2=i*z1=3.22*26齒數(shù)比 u=84/26 u=（3.

13、23-3.22）/3.22=0.0035%小齒輪的轉(zhuǎn)矩t1 t1=6384.3n.m載荷系數(shù) k=k*k*k*k查表得以下值使用系數(shù) k 選1動載荷系數(shù)k的初值的確定 k=1.1齒向載荷分布系數(shù) k 選1.08齒間載荷分配系數(shù) k =13 =+=1.88-3.2（1/z1+1/z2）+z1tan =1.88-3.2（1/36+1/84）cos13+260.5tan13得k=1.46k=1*1.46*1.1*1.08查表得以下值：齒形系數(shù) y y=2.63螺旋角系數(shù) y=1-=1-0.95重合度系數(shù) y=0.25+0.75/=0.25+0.75/1.68應(yīng)力修正系數(shù) y 選1.6=minyn*y

14、x/sf查表得以下值yx=1.0 yn=1.0 sf=1.25min=650n/mm m 3.15對中心距的計算：a=mn=4=225.87 圓整=cosm（z1+z2）/2a分度圓 d=mnz1/cos=426/cos12.1=106.3mmd=mnz2/cos=484/cos12.1=343.56mm齒寬 b=*d=0.5106.3=53.15mm大輪齒寬 b=b 圓整小輪齒寬 b=b+（510）=60mm校核齒面疲勞強度 =ze*zh*z*z查表得以下值：彈性系數(shù) ze=189.8n/mm2節(jié)點影響系數(shù) zh=2.45 =+=1.88-3.2（1/26+1/84）cos12.1+*26*

15、0.5*tan12.1=1.68+0.89k 選1.45k=11.451.11.08查表得以下值節(jié)點影響系數(shù) z 選2.46重合度系數(shù) z 選0.77螺旋角系數(shù) z=0.99 =min*z*z/sh查表得以下值min=1150 sh=1.0z=1.0 z=1.07 =1074.7/mm =1074.7mm =189.8*2.45*0.77*0.99=730.05n/mm =189.8*2.45*0.77*0.99因為 所以齒面接觸疲勞強度符合要求5、軸的設(shè)計計算5.1減速器高速軸的設(shè)計5.1.1選擇軸的材料軸的選材為45號鋼5.1.2初步估算軸伸直徑高速軸的功率為14.99kw 轉(zhuǎn)速為970

16、a選108d=a=108=26.9mm 5.1.3選擇聯(lián)軸器，設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)，初選滾動軸承從左到右 依次為軸段1-70由于電動機的直徑為55mm 與之相配的聯(lián)軸器的型號為hl4聯(lián)軸器 與聯(lián)軸器相配的 軸段1直徑為40 長度為82mm軸段2 直徑46mm 長度63mm 端蓋軸段3 直徑 50mm 長度45mm 軸承和擋油盤軸段4 直徑56mm 長度60mm 軸段5 齒輪軸段6 直徑56mm 長度23mm 擋油盤軸段7 直徑 50mm 長度22mm 軸承5.2減速器低速軸的設(shè)計5.2.1選擇軸的材料軸的選材為45號鋼5.2.2按轉(zhuǎn)矩初步估算軸伸直徑低速軸的功率為13.54kw 轉(zhuǎn)速為63.26 a選

17、108d=a=108=49.96mm5.2.3設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)，初選滾動軸承（畫出軸的結(jié)構(gòu)圖）從左到右依次為軸段1-7軸段1 直徑71mm 長度142mm 聯(lián)軸器軸段2 直徑76mm 長度62mm 軸承蓋軸段3 直徑 80mm 長度50mm 軸承軸段4 直徑 92mm 長度 44mm 擋油盤軸段5 直徑 100mm 長度10mm 軸段6 直徑92mm 長度52mm 齒輪軸段7 直徑 80mm 長度52mm 軸承和擋油盤5.2.4軸的計算簡圖5.2.5求垂直面內(nèi)的支承反力，作垂直面內(nèi)的彎矩圖計算f=11899.29n f=4426.54n f=2546.45n垂直支反力 r= r=-1251.42n

18、5:2.6求水平面內(nèi)的支承反力，作水平面內(nèi)的彎矩圖水平支反力為 r=8060.8n r=4222.32n5.2.7求合成彎矩，作合成彎矩圖m=4.6210n5.2.8作轉(zhuǎn)矩圖扭矩t為2044060n5.2.9求當量彎矩，作當量彎矩圖m=1308800n5.2.10校核軸的強度精確校核軸的疲勞強度判斷危險截面截面右側(cè)彎矩m 為m=4.63105（105-83）/105截面上的扭矩t為 t=2044060n.mm抗彎截面系數(shù) w=0.1d抗扭截面系數(shù) wt=0.2d截面上的彎曲應(yīng)力 =97020/77868.8截面上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 =2044060/155737.6彎曲應(yīng)力幅 =1.24n/mm2彎

19、曲平均應(yīng)力 =0扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅與平均應(yīng)力相等 =/2=6.56n/mm2確定影響系數(shù) 軸的材料45號鋼 調(diào)制處理 由表面淬火 查表4-1得 =600n/mm2 =275n/mm2 =140n/mm2軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù) k k 根據(jù)r/d d=80 r=1.6 d=80 所以r/d=0.02 d/d=80/80=1 表4-5 得 k=1.96 k=1.36尺寸系數(shù) 查表得 =0.65 =0.79表面質(zhì)量系數(shù) =0.9材料彎曲扭轉(zhuǎn)的特性 =0.1 =0.05s=s=s=10.76、滾動軸承的選擇及其壽命計算6.1.1選擇軸承類型及初定型號高速軸的軸承 型號為30210型 圓錐滾子軸承

20、軸承代號ddtb30210509021.75206.2減速器低速軸的滾動軸承選擇及其壽命計算6.2.1選擇軸承類型及初定型號低速軸的軸承 型號為30216型 圓錐滾子軸承軸承型號ddtb302168014028.25266.2.2計算軸承的受力水平支反力 根據(jù)前面已知 r=8060.8n r=4222.3n垂直支反力 根據(jù)前面已知 r=176.5n r=-1251.42nr=r=6.2.3計算當量動載荷軸承的派生軸向力s=r/（2y）=8062.73/2.8s=r/(2y)=4403.85/2.8軸向力 f=2546.45n 因為f+rr 所以a=2546.45+2879.55 a=2879.

21、55n軸承當量動載荷的計算 e=0.42 a/r=5426/8062.73=0.67ep=xr+ya=0.48062.73+0.755426 a/r=2879.55/4403.85=0.65 p=4403.850.4+2879.550.756.2.4計算軸承壽命l=7、鍵聯(lián)接的選擇和驗算7.1減速器大齒輪與低速軸的鍵聯(lián)接減速器大齒輪用鍵 為b型鍵 bh=2214 鍵的長度為45mm鍵的校核： 校核公式為 = 直徑d=92mm k=h/2 k=7 l=45mm b型鍵l=l=45 =141.06150所以鍵合格7.2減速器低速軸軸伸的鍵聯(lián)接 用的鍵為bh=2012 鍵長為125mm7.3減速器高

22、速軸軸伸的鍵聯(lián)接用的鍵為bh=128 鍵長為70mm8、聯(lián)軸器的選擇高速軸外伸段和低速軸為伸軸段聯(lián)軸器的選擇下表：型號主動端d從動端d軸孔長度 hl455mm40mm84mmhl6 71mm70mm 142mm 選用鍵的型號 為a型鍵9、潤滑與密封9.1減速器齒輪傳動潤滑油的選擇抗氧防銹工業(yè)齒輪油 代號689.2減速器軸承潤滑方式和潤滑劑的選擇用鋰脂潤滑9.3減速器密封裝置的選擇、通氣器類型的選擇因為多灰塵環(huán)境應(yīng)選用有過濾灰塵作用的網(wǎng)式通氣器10、設(shè)計體會（另起一頁） 我設(shè)計的是雙級圓柱齒輪減速器，經(jīng)過幾周的時間加上指導(dǎo)教師對我的幫助和指導(dǎo)，使我的設(shè)計得以在規(guī)定的時間內(nèi)完成，在這幾周的設(shè)計中我

23、的體會很多。 首先，這次設(shè)計使我知道，設(shè)計是個比較苦和比較麻煩的工作，要想的面面俱到，稍有一點點的疏忽就會造成重大的失誤就會使幾天的工作白干，所以作為一名設(shè)計者要細心，要有吃苦耐勞的精神。 其次，課程設(shè)計使我對來大學(xué)2年多所學(xué)的知識得到了全面的回顧和總結(jié)。已經(jīng)忘了許多的機械圖學(xué)在這次設(shè)計中得以復(fù)學(xué)而且比以前運用的熟練。對機械工程設(shè)計學(xué)的知識可以說是一個總結(jié)，加深了對機械設(shè)計和機械零件，傳動原理等知識的掌握和了解，學(xué)到了許多以前在書中所學(xué)不到的知識，可以說是上大學(xué)以來學(xué)到東西最多的幾周。 再次，在設(shè)計中難免出現(xiàn)一些解決不了的問題，我們幾個題目一樣的同學(xué)經(jīng)常在一起研究，這樣又爭進了大家之間的友誼和團隊精神，指導(dǎo)老師也不厭其煩的為我們解答了許多問題我忠心的感謝老師對我的幫助。 總之這次設(shè)計使我受益非淺。11、參考資料目錄（另起一頁）機械設(shè)計工程學(xué)（上）機械設(shè)計工程學(xué)（下）幾何測量與公差材料力學(xué)結(jié)論欄nw=11.5r/minpw=15.15kw=0.761pr=15.15kwi=14.05