二級(jí)減速器課程設(shè)計(jì) 21

1、設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目 起吊機(jī)學(xué)校 成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院設(shè)計(jì)者班級(jí)07機(jī)自1班學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師董仲良時(shí)間2011.03目錄一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書···························二、 傳動(dòng)方案擬定··········&#

2、183;··············三、 電動(dòng)機(jī)的選擇·························四、 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算······

3、······五、 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算····················六、 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算····················

4、七、 齒輪傳動(dòng)參數(shù)表·······················八、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)························

5、;·九、 軸的校核計(jì)算·························十、 滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算··················十一、 鍵聯(lián)接選擇及校核&

6、#183;····················十二、 聯(lián)軸器的選擇與校核····················十三、 減速器附件的選擇·····

7、················十四、 潤(rùn)滑與密封···························十五、 設(shè)計(jì)小結(jié)····&

8、#183;························十六、 參考資料························

9、;·····一.設(shè)計(jì)題目：原始數(shù)據(jù)： 由于卷揚(yáng)機(jī)起吊的重物為W=15KN,起吊為勻速提升，其提升速度為V=0.65m/s;卷筒與其制動(dòng)裝置（）一起用離合器與減速器輸出軸相聯(lián)。卷筒直徑為（）。設(shè)卷筒效率。初定減速器的總效率為。所設(shè)計(jì)的減速器應(yīng)為二級(jí)減速器。選用彈性聯(lián)軸器。1.完成減速器裝配圖一張（A1）。2.繪制軸、齒輪零件圖各一張。3.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份。二. 電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)步驟 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案本組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：卷揚(yáng)機(jī)工作拉力F/N 10900 。, 卷筒直徑D/mm 400 。1.外傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為聯(lián)軸器傳動(dòng)。2.減速器為二級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器

10、。3.該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定、工作平穩(wěn)、傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠，徑向尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，節(jié)約材料。軸向尺寸大，要求兩級(jí)傳動(dòng)中心距相同。減速器橫向尺寸較小，兩大齒輪浸油深度可以大致相同。但減速器軸向尺寸及重量較大；高級(jí)齒輪的承載能力不能充分利用；中間軸承潤(rùn)滑困難；中間軸較長(zhǎng)，剛度差；僅能有一個(gè)輸入和輸出端，限制了傳動(dòng)布置的靈活性。原動(dòng)機(jī)部分為YZR系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)?？傮w來講，該傳動(dòng)方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、成本低傳動(dòng)效率高。三電動(dòng)機(jī)的選擇按工作要求和工作條件選用YZR系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380V。2.確定電動(dòng)

11、機(jī)效率Pw 按下試計(jì)算 試中 代入上試得電動(dòng)機(jī)的輸出功率功率 按下式 ？應(yīng)該是P。=Pw*n吧式中為電動(dòng)機(jī)軸至卷筒軸的傳動(dòng)裝置總效率由試 由表2-4滾動(dòng)軸承效率=0.99：聯(lián)軸器傳動(dòng)效率= 0.99：齒輪傳動(dòng)效率=0.97（8級(jí)精度一般齒輪傳動(dòng)）則所以電動(dòng)機(jī)所需工作功率為 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)核定功率Pw只需要稍大于Po即可。按表8-169中YZR系列電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)，選電動(dòng)機(jī)的核定功率Pw為13kw。按表2-1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，兩級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比這個(gè)表在哪里？而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為上面不是840嗎？怎么是49了呢？實(shí)際應(yīng)該把49改成40？符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)

12、速有。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為的YZR系列電動(dòng)機(jī)YZR180L-6,其滿載轉(zhuǎn)速為,電動(dòng)機(jī)的安裝結(jié)構(gòu)形式以及其中心高,外形尺寸,軸的尺寸等都在8-186,表8-187中查的。并分配傳動(dòng)比為考慮潤(rùn)滑條件等因素，初定，C. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)I軸 II軸 III軸 卷筒軸 I軸 II軸 III軸 卷筒軸 I軸 II軸 III軸 卷筒軸 電動(dòng)機(jī)軸將上述計(jì)算結(jié)果匯總與下表，以備查用。項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸軸軸卷筒軸轉(zhuǎn)速（r/min）963963功率P（kw）13轉(zhuǎn)矩T（Nm）傳動(dòng)比i11效率669五. 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)A.選定齒輪類型、精

13、度等級(jí)、材料及齒數(shù)1.按簡(jiǎn)圖所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，硬齒輪面閉式傳動(dòng)。2.運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級(jí)精度(GB10095-88)。3.材料選擇。由機(jī)械設(shè)計(jì)，選擇小齒輪材料為20CrMnTi（滲碳淬火），硬度為56-62HRC，大齒輪為20Cr（滲碳淬火），硬度為56-62HRC，二者材料硬度差不多。B. 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:先由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核。a.由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限；與聯(lián)軸器相連，將軸做成齒輪軸。考慮到加工性，所以最好選小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù)取c.計(jì)算彎曲疲勞許

14、用應(yīng)力； 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.25，得、和應(yīng)力修正系數(shù)、由機(jī)械設(shè)計(jì)表查得。；f.計(jì)算大、小齒輪的并加以比較；小齒輪大,應(yīng)對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算暫取、取，。 大齒輪采用腹板式結(jié)構(gòu) 大齒輪的有關(guān)尺寸計(jì)算如下：軸孔直徑48mm 輪轂長(zhǎng)度 與齒寬相等 輪轂直徑 取輪緣厚度 腹板厚度 腹板中心孔直徑 腹板孔直徑齒輪倒角 取齒輪如下圖所示這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 根據(jù)1. 確定公式內(nèi)的各參數(shù)值由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)

15、。2. 校核所以安全六. 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)A.選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1.按簡(jiǎn)圖所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，硬齒輪面閉式傳動(dòng)。2.運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級(jí)精度(GB10095-88)。3.材料選擇。由機(jī)械設(shè)計(jì)，選擇小齒輪材料為20CrMnTi（滲碳淬火），硬度為56-62HRC，大齒輪為20Cr（滲碳淬火），硬度為56-62HRC，二者材料硬度差不多。B. 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:先由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核。a.由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限；小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù)取b.計(jì)算彎

16、曲疲勞許用應(yīng)力； 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.25，,得、和應(yīng)力修正系數(shù)、由機(jī)械設(shè)計(jì)表查得。；e.計(jì)算大、小齒輪的并加以比較；小齒輪大,應(yīng)對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算暫取、取，。 大齒輪采用實(shí)心打孔式結(jié)構(gòu) 大齒輪的有關(guān)尺寸計(jì)算如下：軸孔直徑輪轂長(zhǎng)度 與齒寬相等 輪轂直徑 取輪緣厚度 腹板厚度 腹板中心孔直徑 腹板孔直徑齒輪倒角 取 根據(jù)由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。所以安全名稱符號(hào)單位高速級(jí)低速級(jí)小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪中心距amm264傳動(dòng)比i模數(shù)mmm3壓力角º2020齒數(shù)Z2616

17、530146分度圓直徑dmm6590438齒頂圓直徑damm7096444齒根圓直徑dfmm齒寬bmm55507570材料20CrMnTi20Cr20CrMnTi20Cr熱處理狀態(tài)滲碳淬火滲碳淬火滲碳淬火滲碳淬火齒面硬度HRC5662566256625662 A.初選軸的最小直徑選取軸的材料為20CrMnTi和20Cr，熱處理為滲碳淬火。 <取C=100，>軸 ，考慮到聯(lián)軸器、鍵槽的影響，取=45mm軸 ，取d2=50mm軸,取d3=75mm1軸選軸承為60102軸選軸承為60103軸選軸承為6016各軸承參數(shù)見下表：軸承代號(hào)基本尺寸/mm安裝尺寸/mm基本額定/kNdDBdaDa

18、動(dòng)載荷Cr靜載荷Cor601050801656746016801252287118軸：由于高速軸齒根圓直徑與軸徑接近，將高速軸取為齒輪軸，使用深溝球軸承承載，一軸端連接電動(dòng)機(jī)，采用彈性柱銷聯(lián)軸器。軸：高速級(jí)采用實(shí)心齒輪，采用上端用套筒固定，下端用軸肩固定，由于低速軸齒根圓直徑與軸徑接近，將低速軸取為齒輪軸，下端用套筒固定，使用深溝球軸承承載。軸：采用實(shí)心齒輪，齒輪上端用套筒固定，下端用軸肩固定，使用深溝球軸承承載，下端連接卷揚(yáng)機(jī)，采用離合器連接。4. 各軸段長(zhǎng)度和直徑數(shù)據(jù)見下圖3. 軸強(qiáng)度校核A 低速軸的強(qiáng)度校核由前面選定軸的材料為40Cr表面淬火，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表14-1查得抗拉強(qiáng)度=735

19、Mpa.計(jì)算齒輪上受力（受力如圖所示）作用在齒輪上的圓周力,徑向力,不考慮軸向力。, 根據(jù)力矩平衡計(jì)算得,，齒輪截面產(chǎn)生的彎矩考慮到最不利的情況，把直接相加從圖中可以看出，齒輪截面是最危險(xiǎn)的，其當(dāng)量彎矩為認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)變力，取折合系數(shù)所以軸的材料選用40Cr調(diào)質(zhì)處理。查表14-1得由表14-3查得所以考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將d值加大5%故 危險(xiǎn)截面滿足條件。軸3安全考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用的是深溝球軸承軸6010一對(duì)，軸6010一對(duì)，軸選用6016一對(duì) (GB/T276-1994) 壽命計(jì)算：1.查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表6-1，得深溝球軸承6010 ,2.查機(jī)械設(shè)計(jì)得 X

20、=1, Y=0，=3,計(jì)算軸承反力及當(dāng)量動(dòng)載荷：因?yàn)椋狠S承所受得總載荷 ， 由于基本只受軸向載荷，所以當(dāng)量動(dòng)載荷：基本額定動(dòng)載荷所以軸承6010安全，合格1.查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表6-1，得深溝球軸承6010 ,2.查機(jī)械設(shè)計(jì)得 X=1, Y=0,，=3,十七、 計(jì)算軸承反力及當(dāng)量動(dòng)載荷：因?yàn)椋狠S承所受得總載荷 ， 由于基本只受軸向載荷，所以當(dāng)量動(dòng)載荷：基本額定動(dòng)載荷 由于基本只受軸向載荷，所以當(dāng)量動(dòng)載荷：所以軸承6010不安全，不合格。選用6210的安全 1.查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表6-1，得深溝球軸承6016 ,2.查機(jī)械設(shè)計(jì)得 X=1, Y=0,，=3,3.計(jì)算軸承反力及當(dāng)量動(dòng)載荷：因?yàn)椋狠S承

21、所受得總載荷 ， 由于基本只受軸向載荷，所以當(dāng)量動(dòng)載荷：基本額定動(dòng)載荷由于基本只受軸向載荷，所以當(dāng)量動(dòng)載荷：所以軸承6016安全，合格。選擇45號(hào)鋼，其許用擠壓應(yīng)力軸右端連接彈性聯(lián)軸器，鍵槽部分的軸徑為45mm，軸段長(zhǎng)84mm，所以選擇單圓頭普通平鍵(A型)鍵b=14mm,h=9mm,L=70mm軸軸段長(zhǎng)為48mm，軸徑為54mm，所以選擇圓頭普通平鍵（A型）鍵b=16mm,h=10mm,L=36mm軸軸段長(zhǎng)為68mm，軸徑為84mm，所以選擇圓頭普通平鍵（A型）鍵b=22mm,h=14mm,L=56mm 右端連接凸緣聯(lián)軸器，鍵槽部分的軸徑為75mm，軸段長(zhǎng)110mm，所以選擇圓頭普通平鍵(A

22、型)鍵b=20mm,h=12mm,L=90mm軸=127.69N.m ，則強(qiáng)度足夠， 合格軸TN.m ， 則強(qiáng)度足夠， 合格軸T=N.m ，T=3650.83N.m ，則強(qiáng)度足夠， 合格,均在許用范圍內(nèi)。由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮裝拆方便及經(jīng)濟(jì)問題，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器選用LT7型（GB/T 4323-2002）彈性套柱銷聯(lián)軸器，采用型軸孔，A型鍵，軸孔直徑d=4550mm,選d=45mm,軸孔長(zhǎng)度為L(zhǎng)=84mm選用矩形牙嵌式離合器器，A型鍵，軸孔直徑d=80mm,軸孔長(zhǎng)度為L(zhǎng)=110mm名稱符號(hào)參數(shù)設(shè)計(jì)原則箱體壁厚100.025a+3 >=8箱蓋壁厚1100.02a

23、+3 >=8凸緣厚度箱座b15箱蓋b1151底座b225箱座肋厚m20地腳螺釘型號(hào)dfM240.036a+12數(shù)目n6軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1M180.75 df箱座、箱蓋聯(lián)接螺栓直徑尺寸d2M12（）df連接螺栓的間距l(xiāng)150150200軸承蓋螺釘直徑d3M12（）df觀察孔蓋螺釘d4M8（）df定位銷直徑d（）d2d1,d2至外箱壁距離C118C1>=C1mind2至凸緣邊緣距離C216C2>=C2min箱體外壁至軸承蓋座端面的距離l145C1+ C2+(510)軸承端蓋外徑D2135145180軸承旁連接螺栓距離S120 145 180注釋：a取低速級(jí)中心距，amm為了保

24、證減速器的正常工作，除了對(duì)齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予足夠的重視外，還應(yīng)考慮到為減速器潤(rùn)滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時(shí)箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計(jì)。名稱規(guī)格或參數(shù)作用窺視孔視孔蓋140×120為檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況，并向箱內(nèi)注入潤(rùn)滑油，應(yīng)在箱體的適當(dāng)位置設(shè)置檢查孔。圖中檢查孔設(shè)在上箱蓋頂部能直接觀察到齒輪嚙合部位處。平時(shí)，檢查孔的蓋板用螺釘固定在箱蓋上。材料為Q235軸承蓋凸緣式軸承蓋六角螺栓（M12）固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷，軸承座孔兩端用軸承蓋封閉。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種。采用凸緣式軸承蓋，利用六角螺栓固

25、定在箱體上，外伸軸處的軸承蓋是通孔，其中裝有密封裝置。材料為HT200定位銷M9×38為保證每次拆裝箱蓋時(shí)，仍保持軸承座孔制造加工時(shí)的精度，應(yīng)在精加工軸承孔前，在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配裝定位銷。中采用的兩個(gè)定位圓錐銷，安置在箱體縱向兩側(cè)聯(lián)接凸緣上，對(duì)稱箱體應(yīng)呈對(duì)稱布置，以免錯(cuò)裝。材料為45號(hào)鋼油面指示器油標(biāo)尺M(jìn)20檢查減速器內(nèi)油池油面的高度，經(jīng)常保持油池內(nèi)有適量的油，一般在箱體便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位，裝設(shè)油面指示器，選用有氣孔的桿式油標(biāo)油塞M18×換油時(shí)，排放污油和清洗劑，應(yīng)在箱座底部，油池的最低位置處開設(shè)放油孔，平時(shí)用螺塞將放油孔堵住，油塞和箱體接合面間應(yīng)加防漏用的

26、墊圈（耐油橡膠）。材料為Q235起蓋螺釘M18×30為加強(qiáng)密封效果，通常在裝配時(shí)于箱體剖分面上涂以水玻璃或密封膠，因而在拆卸時(shí)往往因膠結(jié)緊密難于開蓋。為此常在箱蓋聯(lián)接凸緣的適當(dāng)位置，加工出1個(gè)螺孔，旋入啟箱用的圓柱端或平端的啟箱螺釘。旋動(dòng)啟箱螺釘便可將上箱蓋頂起。起吊裝置吊耳為了便于搬運(yùn)，在箱體設(shè)置起吊裝置，采用箱座吊耳，孔徑18。十四.減速器潤(rùn)滑方式、密封形式本設(shè)計(jì)采用油潤(rùn)滑，潤(rùn)滑方式為飛濺潤(rùn)滑，并通過適當(dāng)?shù)挠蜏蟻戆延鸵敫鱾€(gè)軸承中。1）.齒輪的潤(rùn)滑采用浸油潤(rùn)滑，由于低速級(jí)周向速度小，所以浸油高度約為3050。取為30。2）.滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑由于軸承周向速度小，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤(rùn)

27、滑。軸與軸承蓋之間用接觸式氈圈密封，型號(hào)根據(jù)軸段選取。15. 設(shè)計(jì)小結(jié) 從這次機(jī)械的課程設(shè)計(jì)，我從中學(xué)到了很多知識(shí)，特別是對(duì)最以前比較生疏或者一些比較模糊的知識(shí)有了一個(gè)較為全面的掌握。這次的課程設(shè)計(jì)在最開始的設(shè)計(jì)階段用到了很多我以前從機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上學(xué)到的知識(shí)，讓我對(duì)已學(xué)到的很多知識(shí)有了一個(gè)比較深刻的鞏固。而且在不斷地學(xué)習(xí)過程中，讓我挖掘到了很多以前都沒有留意到的新知識(shí)。通過各位老師的悉心講解后，獲益匪淺。特別是在關(guān)于很多產(chǎn)品的零部件上的設(shè)計(jì)與加工。本著以質(zhì)量第一，效益第二的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，畢竟做出來的產(chǎn)品要在市場(chǎng)上有競(jìng)爭(zhēng)力。 我從中學(xué)到了很多知識(shí)，特別是加工工藝方面的。就例如，機(jī)座上面聯(lián)接機(jī)座與機(jī)蓋的孔（軸承旁聯(lián)接螺栓的孔），很多