二級(jí)減速器的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明級(jí):級(jí)減速器的設(shè)計(jì)學(xué)號(hào):學(xué)院：軟件學(xué)院專業(yè)：軟件工程指導(dǎo)教師：袁文武李秀玲2014年6月名:姓二級(jí)減速器的設(shè)計(jì)減速器是一種利用封閉在剛性殼內(nèi)的齒輪的速度轉(zhuǎn)換裝置。它已經(jīng)有很長(zhǎng)的應(yīng)用歷史了，作為傳動(dòng)機(jī)械行業(yè)中的一個(gè)重要的分支，減速器在很多行業(yè)中扮演了越來(lái)越重要 的角色。隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)減速器提出了很多更高的要求，其主要是針 對(duì)更高的功率容量、更短的研發(fā)周期、轉(zhuǎn)矩范圍大、設(shè)計(jì)形式多樣、高壽命高可靠性等。但是當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。國(guó) 外的減速器，以丹麥、日本和德國(guó)等國(guó)家處于領(lǐng)先地位，尤其是在材料和制造工藝等方 面占有很大的優(yōu)勢(shì)

2、，是器減速器的可靠性和使用壽命的性能受廣泛好評(píng)。國(guó)內(nèi)減速器多 以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率 過(guò)低的問(wèn)題。同時(shí)，由于材料品質(zhì)和工藝水平相對(duì)較弱， 使減速器（尤其是大型減速器）存在較多問(wèn)題，使用壽命較短。所以，發(fā)展減速器技術(shù)對(duì)于發(fā)展我國(guó)機(jī)械工業(yè)有著至關(guān) 重要的意義。隨著中國(guó)從“制造大國(guó)”向“制造強(qiáng)國(guó)”的轉(zhuǎn)變，國(guó)民經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)行業(yè)核心 制造領(lǐng)域?qū)ρb備制造設(shè)備的要求更高，則對(duì)機(jī)械制造設(shè)備中的減速器的要求也就更高。本文介紹了減速器的概念及意義和參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念及意義，完成了對(duì)二級(jí)減速器的設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：首先，從二級(jí)減速器傳動(dòng)方案整體設(shè)計(jì)出發(fā)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行

3、 選擇、并計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)；其次，分別對(duì)二級(jí)減速器的相關(guān)部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算、聯(lián)軸器的選擇、減速器附件的選擇和潤(rùn)滑與密封等。根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果和 設(shè)計(jì)期間所得的資料進(jìn)行歸納、分析，得出了自己的結(jié)論和見(jiàn)解。關(guān)鍵詞：減速器，傳動(dòng)比，電動(dòng)機(jī)，齒輪，中速軸The secondary gear reducer designAbstractReducer is a kind of using closed in rigid shell gear speed conversion device. It already ha

4、s a long history of the application, as an important branch of transmission in the machinery industry, reducer played a more and more important role in many industries. With the rapid development of modern industry, people puts forward much higher requirements on speed reducer, it is mainly aimed at

5、 higher power capacity, shorter development cycle, large torque range, design a variety of forms, long service life of the high reliability, etc. But there is a widespread volume, weight, big current reducer, or big transmission ratio and the problem that the low mechanical efficiency. Foreign reduc

6、er to Denmark, Japan and Germany and other countries in a leading position, especially in such aspects as material and manufacturing process has great superiority, is the reliability of the gear reducer and the service life of the performance by the wide acclaim. And more domestic gear to gear trans

7、mission, worm drive is given priority to, but the common power and weight ratio is small, or large, the problem of low efficiency of mechanical transmission ratio. At the same time, due to relatively weak level of material quality and technology, make the problems more reducer (especially large-scal

8、e reducer), short service life. Therefore, development of reducer technology for the development of our country mechanical industry has crucial significance. As China from the "manufacturing power" to "manufacturing power", the core manufacturing key industries of the national ec

9、onomy to greater demands of the equipment manufacturing equipment, the speed reducer of mechanical manufacturing equipment requirements are higher.This paper introduces the concept of speed reducer and the meaning and the concept and significance of parametric design, completed the design of seconda

10、ry reducer, the main design content is as follows: first, starting from the secondary reducer drive plan overall design was carried out on the motor selection, and calculate the transmission of movement and dynamic parameters; Second, the relevant parts of the secondary reducer design respectively,

11、including the design and calculation of transmission devices, the design of the shaft calculation, selection of rolling bearing and calculation, the selection and checking calculation of linkage, coupling, reducer fittings and lubrication and sealing, etc. According to the design and calculation of

12、results and data obtained during the design of induction, analysis, draw conclusions and my own ideas.Keywords：Reducer，Transmission ratio，Electromotor，Gear，Intermediate shaft中北大學(xué)2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書1引言 2確定傳動(dòng)方案及技術(shù)任務(wù)書設(shè)計(jì)2.1確定傳動(dòng)方案2.2技術(shù)任務(wù)書設(shè)計(jì)2.2.1設(shè)計(jì)任務(wù)書2.2.2主要技術(shù)指標(biāo)和重要技術(shù)參數(shù)3確定設(shè)計(jì)方案4選擇電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算4.1選擇電動(dòng)機(jī)4.1.1確定電動(dòng)

13、機(jī)的容量4.1.2確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速4.2確定傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比以及各級(jí)傳動(dòng)比的分配4.3運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算5 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)5.1 V帶的基本參數(shù)105.2帶輪的材料136漸開(kāi)線斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)146.1咼速級(jí)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表146.2低速級(jí)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表206.3斜齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)表26277.1高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)277.2中速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)307.3高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)327.4校核中速軸的強(qiáng)度357軸的設(shè)計(jì)計(jì)算40408軸承的選擇和校核 8.1中速軸軸承的選擇8.2校核中速軸軸承是否滿足工作要求40第I頁(yè)共II頁(yè)中北大學(xué)2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第II 頁(yè)共II 頁(yè)9鍵聯(lián)接的選擇和校核4

14、3434310減速器的潤(rùn)滑、密封和潤(rùn)滑牌號(hào)的選擇4410.1傳動(dòng)零件的潤(rùn)滑4410.2減速器密封4411箱體主要設(shè)計(jì)尺寸4512減速器附件的選擇及簡(jiǎn)要說(shuō)明4813使用說(shuō)明書（SM）4913.1主要參數(shù)4913.2二級(jí)斜齒輪減速器的結(jié)構(gòu)4913.3驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)499.1中速軸大齒輪鍵的選擇9.2 中速軸大齒輪鍵的校核5014標(biāo)準(zhǔn)化審核報(bào)告（BS）14.1產(chǎn)品圖樣的審查5014.2產(chǎn)品技術(shù)文件的審查5014.3標(biāo)注件的使用情況5014.4審查結(jié)果5015結(jié)論51參考文獻(xiàn)52致謝53中北大學(xué)2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第15頁(yè)共53頁(yè)1引言減速器是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，它是利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，可以將電機(jī)（馬達(dá)

15、）的 回轉(zhuǎn)數(shù)減速到用戶所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并且得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)械機(jī)構(gòu) 。在現(xiàn)如今使用的傳 遞運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力的機(jī)械機(jī)構(gòu)中，減速機(jī)的應(yīng)用范圍相當(dāng)?shù)膹V泛。減速器一般用在低轉(zhuǎn)速大 扭矩的傳動(dòng)裝置中，把例如電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或其它等動(dòng)力設(shè)備所產(chǎn)生的高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力傳動(dòng)比通過(guò)減速器輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來(lái)達(dá)到減速的目的, 就是普通減速器會(huì)有幾對(duì)相同原理的齒輪為了達(dá)到理想的減速效果而所具有的大小齒 輪的齒數(shù)之比2。減速器這種相對(duì)精密的機(jī)械裝置，以其降低轉(zhuǎn)速、增加轉(zhuǎn)矩的功能被廣泛應(yīng)用著。因此，對(duì)不同的用途、不同的場(chǎng)合都有各種類別的減速器以滿足生產(chǎn)及生活的需要。按 照傳統(tǒng)分類，減速器可分為齒輪減速器、蝸桿減

16、速器和行星齒輪減速器；按照傳動(dòng)級(jí)數(shù) 不同可分為單級(jí)和多級(jí)減速器；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器 和圓錐一圓柱齒輪減速器；按照傳動(dòng)的布置形式又可分為展開(kāi)式、分流式和同軸式減速 器。這些分類的減速器的服務(wù)領(lǐng)域涉及冶金、有色、煤炭、建材、船舶、水利、電力、 工程機(jī)械及石化等行業(yè)。尤其在我國(guó)，減速器行業(yè)已有 40多年的發(fā)展歷程，其產(chǎn)品在 國(guó)防工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用 。由此巨大的市場(chǎng)潛力催生了激烈的 行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，所以在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)殘酷的市場(chǎng)環(huán)境中減速器企業(yè)應(yīng)加大創(chuàng)新力度，加快淘汰落 后產(chǎn)能的速度，加大對(duì)節(jié)能高效產(chǎn)品的投入，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以應(yīng)對(duì)這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)激烈并且復(fù)雜多變的市場(chǎng)環(huán)境

17、，保持良好的發(fā)展勢(shì)頭。由于減速器是一種由封閉在剛性內(nèi)的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)或齒輪一蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，所謂的增速器就是在通常情況下在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間作為減速的傳動(dòng)裝 置；在少數(shù)情況中也用來(lái)做增速的裝置。由于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的減速器效率低并且所出現(xiàn)的錯(cuò)誤率較高，所以減速器參數(shù)化設(shè)計(jì)是 有效提高減速器精度和效率的有效途徑。而減速器參數(shù)化設(shè)計(jì)以及仿真的總體方案和技 術(shù)路線也是在研究減速器的發(fā)展現(xiàn)狀和參數(shù)化設(shè)計(jì)的研究基礎(chǔ)上制定并應(yīng)用在實(shí)際的 設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中的。減速器之所以在現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用廣泛是由于其結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn) 確可靠、使用維護(hù)簡(jiǎn)單，同時(shí)可成批生產(chǎn)等諸多特點(diǎn)。較為突出的二級(jí)減速器是機(jī)械

18、裝置在傳動(dòng)中應(yīng)用非常廣泛的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它可用作傳遞任意兩個(gè)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng) 力，所以是一個(gè)非常重要的機(jī)械傳動(dòng)零件。傳統(tǒng)的減速器設(shè)計(jì)過(guò)程中，最初所給的幾何 模型是設(shè)計(jì)者使用原有的尺寸值所得到的，同時(shí)由于減速器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所包含的零 部件較多，并且減速器零件的結(jié)構(gòu)以及形狀是固定的不能改變的不變的，因此一旦零件 尺寸發(fā)生變化，必須重新繪制與其相對(duì)應(yīng)的幾何模型，導(dǎo)致工程師們必須花費(fèi)大量的時(shí) 間和精力進(jìn)行幾乎一模一樣的公式計(jì)算，由于這種情況導(dǎo)致設(shè)計(jì)及制造過(guò)程中在減速器 的相似性設(shè)計(jì)上消耗了相當(dāng)大的人力物力及財(cái)力。 參數(shù)化設(shè)計(jì)的思想可以相當(dāng)便捷地解 決這一問(wèn)題。使用參數(shù)化設(shè)計(jì)的思想及其技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)

19、可以達(dá)到非常容易地修改減 速器圖形和尺寸的效果，與此同時(shí)可以將以往某些產(chǎn)品設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)繼承下來(lái)。這 樣設(shè)計(jì)者就可以把時(shí)間、經(jīng)驗(yàn)和精力集中于更具有創(chuàng)造性的概念和整體設(shè)計(jì)中去，這樣就可以避免手工制造重復(fù)計(jì)算的繁瑣，并且提高了模型設(shè)計(jì)的精度和減速器設(shè)計(jì)的效率。參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)快速產(chǎn)品設(shè)計(jì)的常用有效手段，主要用于標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和 通用化程度比較高的定型產(chǎn)品。雖然重復(fù)性勞動(dòng)多是減速器設(shè)計(jì)的一大特點(diǎn)，但其外形 尺寸和結(jié)構(gòu)形式則基本一致，不會(huì)有太大的變化，便于進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。在傳動(dòng)方面，選取帶式傳動(dòng)。帶傳動(dòng)是利用張緊在帶輪上的柔性帶的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力傳遞的一種機(jī)械傳動(dòng)方式。根據(jù)傳動(dòng)原理的不同，靠帶

20、與帶輪間的摩擦力傳動(dòng)的 摩擦型帶傳動(dòng)和靠帶與帶輪上的齒相互嚙合傳動(dòng)的同步帶傳動(dòng)是帶傳動(dòng)的主要傳動(dòng)方 式。帶傳動(dòng)之所以在近現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)中運(yùn)用如此廣泛，歸功于帶傳動(dòng)有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng) 平穩(wěn)、能緩沖吸振、可以在大的軸間距和多軸間傳遞動(dòng)力，同時(shí)其造價(jià)低廉、不需要潤(rùn) 滑、維護(hù)容易等特點(diǎn)。兩種形式的帶傳動(dòng)也有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，摩擦性帶傳動(dòng)能過(guò)載打滑和產(chǎn)生噪聲遞，但其傳動(dòng)比不準(zhǔn)確有一定的滑動(dòng)率（通常在2鳩下），同步帶傳動(dòng)雖然可保證傳動(dòng)同步，但對(duì)載荷變動(dòng)的吸收能力稍差，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有噪聲7。傳動(dòng)時(shí)間隨帶式輸送機(jī)主參數(shù)可以在一定范圍調(diào)節(jié)，使輸送帶按照預(yù)先設(shè)定的傳動(dòng) 速度圖平穩(wěn)運(yùn)行，并能實(shí)現(xiàn)滿載傳動(dòng)；在多機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)具有功

21、率平衡的功能；電動(dòng)機(jī)能空載 傳動(dòng)，降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊；具有過(guò)載保護(hù)功能。中國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的高速齒輪減（增）速 器的功率已達(dá)42000kW，齒輪圓周速度達(dá)150m/s以上。但是，中國(guó)大多數(shù)減速器的技 術(shù)水平還不高，老產(chǎn)品不可能立即被取代，新老產(chǎn)品并存過(guò)渡會(huì)經(jīng)歷一段較長(zhǎng)的時(shí)間。 而當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)、高水 平、高性能、積木式組合設(shè)計(jì)、型式多樣化，變型設(shè)計(jì)多等方向發(fā)展。2確定傳動(dòng)方案及技術(shù)任務(wù)書設(shè)計(jì)2.1 確定傳動(dòng)方案（1）根據(jù)工作要求和工作環(huán)境，確定展開(kāi)式二級(jí)圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)方案為此設(shè)計(jì)的方案。由于此方案具有工作可靠、傳遞效率高、使用維護(hù)方便并且

22、環(huán)境適用性好等特點(diǎn)，并且由于齒輪相對(duì)軸承的位置不對(duì)稱，故軸應(yīng)具有較大剛度，之外，總體寬度較大。（2）為了保護(hù)電動(dòng)機(jī)，其輸出端選用帶式傳動(dòng)，因?yàn)檫@一旦減速器出現(xiàn)故障停機(jī), 皮帶可以打滑，故可以保證電動(dòng)機(jī)的安全。2.2 技術(shù)任務(wù)書設(shè)計(jì)2.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)書輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)輸送帶移動(dòng)，整機(jī)使用壽命為6年，每天兩班制工作，每年工作120天，工作時(shí)不逆轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，允許輸送帶速度偏差為5%。工作機(jī)效率為0.96，要求有過(guò)載保護(hù)，按單位生產(chǎn)設(shè)計(jì)。2.2.2 主要技術(shù)指標(biāo)和重要技術(shù)參數(shù)表2.1主要技術(shù)指標(biāo)和重要參數(shù)表輸送帶拉力F （ N）輸送帶速度v（m/s）鼓輪直徑D（ mm）30000

23、.84103確定設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)二級(jí)圓柱齒輪減速器。如圖 3.1所示。5 /6r26-傳送帶1-電動(dòng)機(jī)2-帶傳動(dòng)3-減速器4-聯(lián)軸器 5-滾筒圖3.1二級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)圖4選擇電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算4. 1選擇電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)部件。由于工作環(huán)境清潔，運(yùn)動(dòng)載荷平穩(wěn)，所以選擇丫系列一般用途 的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。4.1.1 確定電動(dòng)機(jī)的容量(1) 工作機(jī)卷筒上所需功率PwPw = Fv/1000 =3000*0.8/1000 =2.4 kw(2) 電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率為了計(jì)算電動(dòng)機(jī)的所需的輸出功率 Pd，先要確定從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間的總功率 n總。設(shè) n 1、 n 2、

24、 n 3、 n 4、n 5為彈性聯(lián)軸器、閉式齒輪傳動(dòng)(設(shè)齒輪精度為 7級(jí))、滾動(dòng)軸承、V形帶傳動(dòng)、工作機(jī)的效率，由表1-7查得n 1 = 0.99，n 2 = 0.98，n 3 = 0.99，n 4 = 0.95，n 5 = 0.96，則傳動(dòng)裝置的總效率為2323"總2 n 3 n J 5 = 0.99 X 0.98 X 0.99x 0.95 x 0.96=0.8414（4-1）p=2.4=2.85kwn 總0.84144.1.2 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由表13-2推薦的傳動(dòng)副傳動(dòng)比合理范圍普通V帶傳動(dòng)i帶=24圓柱齒輪傳動(dòng)i齒=35則傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的合理范圍為i總=i帶X i齒1 X i

25、齒2i 總=（24）X（ 3 5）X（ 35） = （18100）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=i .X nw=（ 18100）型空3=（ 18100）型迴空 r/min 兀-D3.14x410=671.12-3730.15 r/min根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和同步轉(zhuǎn)速，查表12-1，符合這一范圍的常用同步加速有1500r/min、1000i7min。選用同步轉(zhuǎn)速為:1500 r/min選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：丫112M-44. 2確定傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比以及各級(jí)傳動(dòng)比的分配(1) 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比(4-2)i. = = =38.60 nw37.3式中nm-電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速：1440 r/min;nw-工作機(jī)的轉(zhuǎn)

26、速：37.3r/min。(2) 分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比i總=i帶X i齒1X i齒2分配原則： (1) i帶V i齒(2) i 帶=2 4i 齒=35 i 齒 1= (1.31.5) i 齒 2根據(jù)表2-3,V形帶的傳動(dòng)比取i帶=2.6，貝U減速器的總傳動(dòng)比為i =9.90雙級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比為i 齒 1 = 3.59低速級(jí)的傳動(dòng)比i 齒 2 = i/i 齒 1 =2.76。4. 3運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算(1)各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算o = nm =1440 r/minni= nm / i 帶=1440/2.6 r/min =553.85 r/minnii= ni / i 齒 1 = 553.

27、85/3.59 r/min =154.28 r/minniii= nn / i 齒 2 = 154.28/2.76r/min=55.90 r/min(2) 各軸輸入功率P0= Pd=2.85 KWPi= Pd n 4 = 2.85 X 0.95 KW=2.70kwPii= Pi n 2 n 3 =2.70 咒 0.98 咒 0.99 KW=2.63 kwPiii= Pii n 2n 3 =2.60.98 咒0.99 KW=2.55 kw可得傳動(dòng)裝置各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)表表4.1傳動(dòng)裝置各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)表項(xiàng)目軸號(hào)功率(kw)轉(zhuǎn)速n(i7mn )轉(zhuǎn)矩T(N m傳動(dòng)比0軸2.85144018

28、.902.6I軸2.70553.8546.563.59n軸2.63154.28162.802.76川軸2.5555.90435.64(3).各軸輸入轉(zhuǎn)矩To = 9550Pd/no =18.90 NTi = 955OP1/ni =46.56 NmTii = 9550Pl i/nii =162.80TIII = 9550Piii/niii = 435.64 N m5 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)有多種分類，根據(jù)用途的不同，一般情況下有工業(yè)用傳動(dòng)帶、汽車用傳動(dòng)帶、 農(nóng)業(yè)機(jī)械用傳動(dòng)帶和家用電器用傳動(dòng)帶等等多種傳送帶。而摩擦型傳送帶又可以根據(jù)其 截面形狀的不同而分為平帶、V帶和特殊帶等等。而在這里選用的V帶傳

29、動(dòng)的傳動(dòng)原理是靠 V帶的兩側(cè)面與輪槽側(cè)面壓緊產(chǎn)生摩擦力從而傳遞動(dòng)力的。因?yàn)橄啾容^平帶傳動(dòng)而言， V帶是無(wú)接頭的傳動(dòng)帶，同時(shí) V帶要比平帶結(jié)構(gòu)緊湊，所以傳動(dòng)較平穩(wěn)。由于傳動(dòng)帶的結(jié)構(gòu)原因，V帶與帶輪的接觸面要比平帶大，相比較平帶而言，V帶傳動(dòng)的摩擦力更大，因此可以傳遞較大功率。則可得 V帶傳 動(dòng)是帶傳動(dòng)中應(yīng)用最廣的一種傳動(dòng) 。同時(shí)帶傳動(dòng)也有功率損失，主要有以下幾方面:(1)滑動(dòng)損失。在摩擦型帶傳動(dòng)工作時(shí)，因?yàn)閭鲃?dòng)帶在工作中產(chǎn)生的性變差以及在帶輪兩端產(chǎn)生的拉力差而產(chǎn)生的彈性滑動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致帶與從動(dòng)輪之間的速度損失。此產(chǎn) 生的彈性滑動(dòng)率一般在1%-2%之間。并且工作中產(chǎn)生滑動(dòng)損失隨緊、松邊拉力差和帶體 彈

30、性模量的變化而變換，一般是隨帶體彈性模量的增大而減小，隨緊、松邊拉力差的增 大而增大。在某些情況下，會(huì)造成傳動(dòng)帶的運(yùn)動(dòng)處于非常不穩(wěn)定的狀態(tài)，傳動(dòng)效率急劇 下降，帶的磨損加劇，嚴(yán)重影響傳動(dòng)帶的使用壽命，既嚴(yán)重打滑的情況，特別是過(guò)載打 滑。(2)內(nèi)摩擦損失。內(nèi)摩擦損失是由于帶在運(yùn)行中的反復(fù)伸縮，在帶輪上的撓曲會(huì)使帶體內(nèi)部產(chǎn)生摩擦引起的功率損失。內(nèi)摩擦損失隨預(yù)緊力、帶厚與帶輪直徑比的增加 而增大。減小帶的拉力變化，可減小其內(nèi)摩擦損失。(3) 帶與帶輪工作面的粘附性以及 V帶楔入、退出輪槽的側(cè)面摩擦損失。(4) 空氣阻力損失。在傳動(dòng)帶咼速運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行風(fēng)阻引起的功率損失，其損失與速度的平方成正比。(5)

31、 軸承摩擦損失。即軸承受帶拉力的作用，是引起功率損失的重要因素之一。V帶和帶輪有基準(zhǔn)寬度制和有效寬度制這兩種寬度制。基準(zhǔn)寬度制是以基準(zhǔn)線位置和基準(zhǔn)寬度來(lái)定義帶輪的槽型和尺寸，當(dāng)V帶的截面與 帶輪的基準(zhǔn)直徑重合時(shí)帶輪的基準(zhǔn)寬度即為 V帶節(jié)面輪槽內(nèi)相應(yīng)位置的寬度，用以表示 輪槽輪截面特征值它不受公差影響，是帶輪與帶標(biāo)準(zhǔn)化的基本尺寸。有效寬度制規(guī)定輪槽兩側(cè)的邊的外端寬度為有效寬度。該尺寸不受公差影響，在輪槽有效寬度處的直徑是有效直徑。由于尺寸制的不同，帶的長(zhǎng)度分別以基準(zhǔn)長(zhǎng)度和有效 長(zhǎng)度來(lái)表示?；鶞?zhǔn)長(zhǎng)度是在規(guī)定的張緊力下，V帶位于測(cè)量帶輪基準(zhǔn)直徑處的周長(zhǎng)；有效長(zhǎng)度則 是在規(guī)定張緊力下，位于測(cè)量帶輪有效

32、直徑處的周長(zhǎng)。普通V帶是用基準(zhǔn)寬度制，窄V帶則由于尺寸制的不同，有兩種尺寸系列。在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，基本原理和計(jì)算公式是相同的。尺寸則有差別10 0傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是:(1)帶是彈性體，能夠緩和載荷沖擊，運(yùn)行平穩(wěn)且無(wú)噪聲。由于過(guò)載時(shí)將引起帶在帶輪上打滑，所以可起到保護(hù)整機(jī)的作用。 制造和安裝精度不像嚙合傳動(dòng)那樣嚴(yán)格，維護(hù)方便，無(wú)需潤(rùn)滑。通過(guò)增加帶的長(zhǎng)度以適應(yīng)中心距較大的工作條件。傳動(dòng)的缺點(diǎn)是:(1)帶與帶輪的彈性滑動(dòng)使傳動(dòng)比不準(zhǔn)確，效率較低，壽命較短。(2) 傳遞同樣大的圓周力時(shí)，外廓尺寸和軸上的壓力都比嚙合傳動(dòng)大。(3) 不宜用于高溫和易燃等場(chǎng)合5.1 V帶的基本參數(shù)1、確定計(jì)算功率PC:已知：P =

33、2.85kw； nm=1440r/min ；由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-811得工況系數(shù)：Ka = 1.2 ；得：Pc = Ka -P = 1.2咒 4.7kw = 3.42kw2、確定V帶型號(hào)：根據(jù) 巳、nm查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖13-1511選用A型V帶3、確定大、小帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd(1)初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑：ddj = 110mm ；(2)計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑:dd2 = i帶-0.02) = 3沢 110咒(1 - 0.02) = 323.4mm ；圓整取dd2 = 330mm，誤差小于5%是可以的。4、驗(yàn)算帶速：兀dd1rm3.14% 110% 1440” / - /匚 *、/60咒1000V

34、 = = 8.29m/ S壬（5,25）m/s60咒1000一 帶的速度合適。5、確定V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距：（1）中心距：0.7(ddi +dd2)吒 a。£2(ddi + dd2)初選中心距 a。=1.5(dd1 +dd2)=1.5%(110 + 330) = 660mm取中心距a0 = 660mm。（2）基準(zhǔn)長(zhǎng)度：Ld0 = 2a0+扌(dd1 +dd2)+(dd2dd1)24a03.14(330-110)2=2 咒 660 + (110 + 330) + 24X660=2029mm對(duì)于A型帶選用Ld = 2300mm（3）實(shí)際中心距：俺 a0+ Ld Ldo = 660

35、+ 2300 一2029= 795.5mm2 2&主動(dòng)輪上的包角由 a18-(dddd1)57得 =180" (330 -110)57 =164.15、120795.5主動(dòng)輪上的包角合適。7、計(jì)算V帶的根數(shù)z :Z_Pc_KaPZ 一 一 P (P0 7P0)©Kl(1)nm，dd1查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-311得：P。=1.61kw ；(2)nm，i帶查表得：AP0=0.17kw；(3)% =164.15°查表得，包角修正系數(shù)Ka=0.95Ld = 2300mm，與V帶型號(hào)A型查表得：Kl =1.06綜上數(shù)據(jù)，得Z=（1喬0話硏藥“151.2X4.7取Z

36、= 4 < 10合適。8、計(jì)算預(yù)緊力Fo （初拉力）：根據(jù)帶型A型查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-111得:q = 0.1kg / mF0 = 500 沢 c"J+qvZV I也 丿= 5005.64 0+ 0" 8.292、X I1恥 8.2910.95 丿= 145.63N9、計(jì)算作用在軸上的壓軸力Fq :«1Fq =2ZF0Si n2164 15=2咒 4X145.63Xsin= 1153.91N其中a 1為小帶輪的包角。10、V帶傳動(dòng)的主要參數(shù)表:表5.1 V帶傳動(dòng)的主要參數(shù)表帶型帶輪基準(zhǔn)直徑（mm）傳動(dòng)比基準(zhǔn)長(zhǎng)度（mm）dd1 =110Add2 =33032

37、300中心距（mm根數(shù)初拉力（N）壓軸力（N）6604145.631153.915.2 帶輪的材料采用鑄鐵帶輪（常用材料HT200帶輪的結(jié)構(gòu)形式:V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與V帶的基準(zhǔn)直徑有關(guān)。小帶輪接電動(dòng)機(jī)，ddi=110mm較小，所以米用實(shí)心式結(jié)構(gòu)帶輪。6漸開(kāi)線斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)。也就是利用主、從兩齒輪的輪齒直接傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。齒輪傳動(dòng)可以用來(lái)傳遞相對(duì)位置不遠(yuǎn)的兩個(gè)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，所以在機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用最為廣泛。齒輪傳動(dòng)主要有傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)比精確，工 作可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽

38、命長(zhǎng)，使用的功率、速度和尺寸范圍大等特點(diǎn)。但是以其在設(shè)計(jì)制造和安裝中對(duì)精度的要求較高，因此不適宜在傳動(dòng)距離過(guò)大的場(chǎng)合使用6.1高速級(jí)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表120表6.1高速級(jí)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表項(xiàng)目計(jì)算（或選擇）依據(jù)計(jì)算過(guò)程單位計(jì)算（或確定）結(jié)果1 .選齒輪精查表 10-813選用7級(jí)精度級(jí)7度等級(jí)小齒輪選用45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)處理）小齒輪硬度為250HBS250HBS2 .材料查表 10-113大齒輪選用45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)處理）大齒輪硬度為220HBS220HBSZj =(20 - 40)取乙=24乙=22Z2 RZ"Z2 =3.59x24 =82.573 .齒數(shù)ZJ 2'J 1個(gè)

39、Z2 =91取 Z2 =83,Z2u - 283U =3.458乙U - 3.458244 .螺旋角3P=820P-取_ 14度P145.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1) KtKt=1.31.7K取 Kt1.6Kl 1.6續(xù)表6.1高速級(jí)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表(2)區(qū)域系數(shù)ZH根據(jù)圖10-30冋Z(yǔ)h =2-43Zh =2.43根據(jù)圖10-26 13查(3) £ a得 £ a1=0.77名% 中名of =1.64% =1.64£ a2=0.87(4)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1根據(jù)表1人=9.811x104Nmm4T1 =9.811X10(5)齒寬系數(shù)d根據(jù)表10-7冋*d =0.

40、71.15% =1.0(6)材料的彈性影響系數(shù)根據(jù)表10-6冋Z(yǔ)e =189.81MP a"2Ze =189.8Ze(7)齒輪接觸疲勞強(qiáng)度根據(jù)圖 10-21c13b H lim 1 = 550bH lim1 =550極限bHHm根據(jù)圖 10-21 d 13Hlimf =540MPa叭 lim 2 =540N1=60n 1 J "Lh = 60N, =9.57咒108(8)應(yīng)力循x553.85X1x(2X8X300x環(huán)次數(shù)N根據(jù)式10-13 136)=9.57"08N2 =2.77X108N2 = NMU =2.77"08(9)接觸疲勞強(qiáng)度壽命根據(jù)圖10-

41、19 13KHN 1 =1.05KHN 1=1.05系數(shù)KHNKHN 2 =1.12KHN 2=1.12中北大學(xué)2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書續(xù)表6.1高速級(jí)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表第23頁(yè)共53頁(yè)取失效概率為(10)接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力d H(11)小齒輪分度圓直徑d1t(12)圓周速(13)齒寬B(14)模數(shù)mnt(15)縱向重合度邛1%,安全系數(shù)為S=1,根據(jù)式10-12問(wèn)得按式10 21問(wèn)計(jì)算花 d1tn1V =60 咒10001咒 53.03 =53.03mntd1t cos P 53.03 xcos14242.14£ 3 = 0.318 0dz1tan 3b Khn1 pHlim

42、1 H - S1.05x550 十 u=577.5r 1 Khn2 pHlim2 屛LS二540 =604.8；21.6咒9.811咒104 3.59 + 131 咒 1.643 ,2.43x189.8、2 P 591.15)= 53.033.59叱1t n1V 60X10003.14X53.03X553.85 , 一 =1.5460X1000B1=60B2=55h = 2.25mnt =2.25X 2.14=4.815b/h =53.03/4.815=11.01邛=0.318X1X245 n141.903MPammm/smmr 1巧H=(5775+604.8)=591.15d1t =53.0

43、3V = 1.54B1=60B2=55mnt =2.14h = 4.815b/h =11.01邛= 1.903(16)載荷系由表10-2 13查得使用系數(shù) Ka1根據(jù)v=1.54 m/s,7級(jí)精度，由圖10-813查得動(dòng)載荷系數(shù) Kv =1.08由表10-4冋查得KH3 =1.12+0.18(1+0.60 d2) $ d2+0.23 X 10-3b=1.420由圖10-13冋查得KF 3 =1.33aF <100N/mm假定 d1，由表10-3問(wèn)查得KHa = KFa=1.4故載荷系數(shù) K=KAKVKaKH3=1 X 1.08 X 1.4 X1.42=2.15K=2.15(17)按實(shí)際的

44、載荷系數(shù)校正分度圓直徑(18)計(jì)算模數(shù)mn根據(jù)式 10-10 a 13d1 cosPmn =Z1dd1t §K/Kt =53.03x 即 2.15/1.6 = 58.52mn"52®4 =2.3724mmmmd1 =58.52mn =2.376.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1)計(jì)算載荷系數(shù)KK=KAKVKFa KF 3K=1 X 1.08 X 1.4 X 1.33=2.01K=2.01(2)螺旋角 影響系數(shù)Yp根據(jù)縱向重合度£3= 1.903，根據(jù)圖 10-28 13丫P = 0.88丫P =0.88(3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)ZV(4)齒形系數(shù)YFa(5)應(yīng)力校正系數(shù)Y

45、Sa(6)齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限b FE(7)彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)K fn 1(8)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力d F根據(jù)表10-5 13根據(jù)表10-5 13根據(jù)圖 10-20b 13根據(jù)圖 10-20c 13根據(jù)圖10-18 13利用插值法可得取彎曲疲勞安全系數(shù)S= 1.3，由式10-12 得ZiZvcos3pZ2Zvos3p升1 =276.92升2 =255.77248f=90.94cos 14°Zv1 =26.30Zv2 =90.94YFa1=2.591YFa2=2.198YFa1=2.591YFa2=2.198YSa1=1.597YSa2=1.781% =400%2 =350Kfn1

46、 =0.90Kfn2 =0.95Kfnfe10.90x4001.3K FN FE2MPa0.95咒350MPaYSa1=1.597YSa2=1.781% =400%2 =350Kfn1 =0.90Kfn0.95升1 = 276.92= 255.771.3小齒輪的以比較(9)計(jì)算大YFa2Ysa2YFaYSa升并加YFa1YSa1彳591"597 0.015276.92竺士10.0153Hf 2255.77YFaYSa結(jié)論：大齒輪的f系數(shù)較大,以大齒輪的計(jì)算YFaYSa0.0153(10)齒根彎由式 10-17 13曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算mn/KT肇。邛皿飛乙電【ctf =1.743mm-1.

47、743結(jié)論：對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取 mn =2 mm已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=58.52 mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由djCOsP58.52 X C0S14CCZ =28.39,mn2取 Z1 =29，貝U Z2 = Z1 X i 齒 1 =29X 3.59=104.11 取 Z2=1043.幾何尺寸計(jì)算(1)計(jì)算中心距a(Z1 +Z2)mn2cosP(29+104)2 a = 2cos14 =137.1將中心距圓整為137mma=137(2)按圓整Larccos(心r

48、nn(29+104)2 一 ccnP =arcco =13.88B2X137因值卩=13.88后的中心距修正螺旋角32a改變不多，故參數(shù)弘、K3、ZH等不必修正。度中北大學(xué)2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書續(xù)表6.1高速級(jí)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表（3）齒輪的29x2d, - 59 746 =59.74cos13.88°分度圓直徑dd mmd cosP104x2d -214 26d2 =214.26U 2厶 IT厶Ocos13.88°（4）齒輪的d fl = di -2.5mn = 59.74 一齒根圓直徑2.5咒 2 =54.74df1 =54.74df由df =d -2.5mndf2

49、 =d2 -2.5mn =214.26-mmd f1 209.262.5% 2 =209.26（5）齒輪寬b = 0 dd1圓整后?。築i =65度Bb=1.0 X 59.74Bi =65mmB2 =60=59.74B2 =60Ft= 2TiF9.8ii>M04N=3284.6N di59.74（6）驗(yàn)算結(jié)果KaR 1x3284.6 L, b -IN / 11II11 UH. YON / 11II11 W 1 UU IN / 11II1159.74所以合適6.2低速級(jí)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表表6.2低速級(jí)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表項(xiàng)目計(jì)算（或選擇）依據(jù)計(jì)算過(guò)程單位計(jì)算（或確定）結(jié)果i.齒輪精度

50、等級(jí)查表10-8 知選用7級(jí)精度級(jí)72.材料查表10-1冋知小齒輪選用45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)處理），硬度為250HBS大齒輪選用45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)處理）硬度為220HBS小齒輪250HBS大齒輪220HBS續(xù)表6.2低速級(jí)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表3 .齒數(shù)ZZ3 =(20 40)Z4說(shuō)3U =Z3Z3 =25Z4 =2.76X25 =69,取 70 U 二70 =2.825個(gè)Z3 =25Z4 =70U=2.84.螺旋角3P = 820取 3= 14度p = F 145.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1) KtKt = 1.21.8取 Kt= 1.6Kt= 1.6(2 )區(qū)域系數(shù)根據(jù)圖10-30 13得Zh = 2.43Zh