兩級圓柱斜齒輪減速器

1、陳旺強(qiáng)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書 30/30機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書 兩級圓柱斜齒輪減速器目錄設(shè)計任務(wù)書.3設(shè)計方案分析 4電動機(jī)的選擇.5運(yùn)動和動力參數(shù)的計算6V帶傳動的設(shè)計計算.8齒輪傳動的設(shè)計計算10軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及強(qiáng)度計算14滾動軸承的壽命校核計算22鍵連接的選擇與校核24箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算25設(shè)計任務(wù)書（一）題目名稱：設(shè)計兩級圓柱齒輪減速器（二）說明：此減速器用于熱處理車間零件清洗傳送帶的減速。此設(shè)備兩班制工作，工作期限十年，用戶使用。（三）技術(shù)參數(shù)：鼓輪直徑（mm）傳送帶運(yùn)行速度（m/s）傳送帶從動輪所需扭矩（N.m）3800.81050（四）本任務(wù)規(guī)定的設(shè)計計算包括下列各

2、項(xiàng)：1、傳動裝置總體設(shè)計計算；2、各傳動零件的設(shè)計計算；3、一根主要軸的設(shè)計計算；4、一對主要軸承的設(shè)計就算；5、各標(biāo)準(zhǔn)零件的選擇。（五）要求1、主要部件的總裝配圖一張（A1）2、典型零件工作圖2張（ A3）3、20頁左右的說明書一份二、設(shè)計方案分析1、組成：傳動裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。2、特點(diǎn)：齒輪相對于軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。3、確定傳動方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動功率大，將V帶設(shè)置在高速級能吸收震動且起過載保護(hù)作用。傳送簡圖如下：電動機(jī)的選擇1、鼓輪的轉(zhuǎn)速： QUOTE = QUOTE = QUOTE = 40.2r/min2、鼓輪工作所需要的

3、功率: QUOTE = QUOTE 3、傳動裝置的總效率： QUOTE . QUOTE . QUOTE . QUOTE = QUOTE 0.95 QUOTE 0.99=0.8（ QUOTE 為V帶的效率, QUOTE 軸承的效率， QUOTE 為每對齒輪嚙合傳動的效率， QUOTE 為聯(lián)軸器的傳動效率）4、電動機(jī)所需的功率： QUOTE = QUOTE = QUOTE =5.5kw5、電動機(jī)的選擇根據(jù)動力源和工作條件，電動機(jī)的類型選用Y系列三相異步電動機(jī)。電動機(jī)的轉(zhuǎn)速選擇常用的兩種同步轉(zhuǎn)速：1500r/min 和1000r/min，以便比較。根據(jù)電動機(jī)所需功率和同步轉(zhuǎn)速，查設(shè)計手冊表8-53確

4、定電動機(jī)的型號為Y132S-4和Y132M2-6。傳動系統(tǒng)的總傳動比： QUOTE = QUOTE =1440/40.2=35.8 QUOTE = QUOTE =960/40.2=23.88根據(jù)電動機(jī)型號查表8-54確定電動機(jī)的各參數(shù)，將計算數(shù)據(jù)和查表數(shù)據(jù)填入表1，便于比較。表1 電動機(jī)的數(shù)據(jù)及總傳動比方案電動機(jī)型號額的功率/KW 同步轉(zhuǎn)速/(r/min)滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)總傳動比外伸軸徑/mm外伸軸長度/mm中心高/mm1Y132S-45.51500144035.842801322Y132M2-65.5100096023.883880132根據(jù)表1可知，方案1轉(zhuǎn)速高，電動機(jī)價格低，總傳

5、動比雖然大些，但完全可以通過帶傳動和兩級齒輪傳動實(shí)現(xiàn)，所以選用方案1。運(yùn)動和動力參數(shù)的計算1、傳動比分配 QUOTE 1440/40.2=35.82帶的傳動比取為 QUOTE ，則減速器總傳動比為 QUOTE =35.82/3=11.94 則雙級斜齒圓柱齒輪減速器高速級的傳動比 QUOTE 為 QUOTE =3.94低速級的傳動比 QUOTE QUOTE / QUOTE =3.032、各軸的轉(zhuǎn)速計算 QUOTE =1440/3r/min=480r/min QUOTE =480/3.94r/min=121.83r/min QUOTE = QUOTE =40.2r/min3、各軸輸入功率計算 QU

6、OTE . QUOTE =5.5x0.95kw=5.225kw QUOTE . QUOTE . QUOTE =5.225x0.97x0.98kw=4.97kw QUOTE = QUOTE . QUOTE . QUOTE =4.97x0.97x0.98kw=4.72kw4、各軸輸入扭矩計算 QUOTE =9550 QUOTE / QUOTE =104N.m QUOTE =9550 QUOTE / QUOTE =390 N.m QUOTE =9550 QUOTE / QUOTE =1121 N.m將上述結(jié)果列入表2，以供查用表2軸號轉(zhuǎn)速n/(r/min)功率p/kw扭矩T/(N.m) = 1 *

7、ROMAN I4805.225104 = 2 * ROMAN II121.834.97390 = 3 * ROMAN III40.34.721121V帶傳動的設(shè)計計算1、求計算功率查課本表13-8得 QUOTE =1.2 ，故 QUOTE = QUOTE =1.2x5.5kw=6.6kw2、選V帶型號 可用普通V帶或窄V帶，現(xiàn)選普通V帶根據(jù) QUOTE =6.6kw， QUOTE =1440r/min，由課本圖13-15查出此坐標(biāo)點(diǎn)位于A型處，所以V帶選A型普通V帶。3、求大小帶輪直徑 QUOTE 、 QUOTE 由課本表13-9， QUOTE 應(yīng)取不小于75mm,現(xiàn)取90mm，則 QUOTE

8、 = QUOTE / QUOTE . QUOTE (1- QUOTE )=1440/480X90X(1-0.02)=264.6mm由課本表13-9，取 QUOTE =265mm4、驗(yàn)算帶速VV= QUOTE = QUOTE m/s=6.78m/s帶速在5-25m/s范圍內(nèi)，合適5、求V帶基準(zhǔn)長度 QUOTE 和中心距a初步選中心距 QUOTE =1.5（ QUOTE 1.5x(90+265)mm=532.5mm取 QUOTE =540mm，符合0.7（ QUOTE QUOTE ,合適。7、求V帶的根數(shù)Z Z= QUOTE 令 QUOTE =1440r/min， QUOTE ，查課本表13-3，

9、得 QUOTE 由i= QUOTE (1- QUOTE )=3查課本表13-5，得 QUOTE 由 QUOTE = QUOTE ，查表13-7得 QUOTE =0.95，查表13-2得 QUOTE =1.01由此可得Z= QUOTE ，取Z=5根8、求作用在帶輪軸上的壓力 QUOTE 查課本表13-1得，q=0.1 ,得單根V帶的初拉力 QUOTE =137N作用在軸上的壓力 QUOTE =2Z QUOTE =1356N六、齒輪傳動的設(shè)計計算（一）高速級齒輪傳動的設(shè)計計算1、選擇齒輪材料、熱處理、計算接觸應(yīng)力 QUOTE 、許用彎曲應(yīng)力 QUOTE ，考慮此減速器長期工作，載荷有中等沖擊及減速

10、器的功率和工作環(huán)境，故大小齒輪都用硬齒面漸開線斜齒輪。（1）齒輪材料、熱處理及確定許用應(yīng)力小齒輪用45號鋼表面淬火，齒面硬度為4050HRC， QUOTE =1500Mpa , QUOTE =690Mpa ,大齒輪用20Cr滲碳淬火，齒面硬度為5662HRC, QUOTE , QUOTE =850Mpa (查課本表11-1)取 QUOTE ， QUOTE =1（查課本表11-5得）取 QUOTE ， QUOTE =188.8(查課本表11-4得)則， QUOTE = QUOTE = QUOTE = 387 Mpa QUOTE = QUOTE = QUOTE = 1150 Mpa2、初步設(shè)計齒輪

11、傳動的主要尺寸（1）按齒輪彎曲強(qiáng)度計算齒輪按8級精度制造。取載荷系數(shù)K=1.3 （查課本表11-3得）齒輪系數(shù) QUOTE =0.5 (課本表11-6)小齒輪的轉(zhuǎn)矩 QUOTE =9.55 QUOTE = 1.04 QUOTE N.mm初選螺旋角 QUOTE （一般取8 QUOTE ）齒數(shù) 取 QUOTE =19 , 則 QUOTE = QUOTE = QUOTE , 取 QUOTE = QUOTE 則實(shí)際傳動比i= QUOTE =3.95齒形系數(shù) QUOTE = QUOTE =21.08 , QUOTE = QUOTE = 83.21查課本表11-8 得 QUOTE =2.88 , QUOT

12、E =2.25由課本表11-9 得 QUOTE =1.57 , QUOTE =1.783、小齒輪彎曲強(qiáng)度計算法向模數(shù) QUOTE = 2.37mm由課本表4-1 取 QUOTE 中心距a= QUOTE =121.65mm取a=120mm確定螺旋角 QUOTE arc QUOTE = QUOTE 小齒輪分度圓直徑 QUOTE / QUOTE =48.5mm小齒輪齒頂圓直徑 QUOTE = QUOTE mm齒根圓直徑 QUOTE = QUOTE 齒寬b= QUOTE 取 QUOTE =45mm QUOTE 大齒輪分度圓直徑 QUOTE / QUOTE =191.5mm大齒輪齒頂圓直徑 QUOTE

13、= QUOTE 4、驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度、小齒輪齒面彎曲強(qiáng)度 QUOTE =890.8Mpa QUOTE = 1150 Mpa ,安全 QUOTE = 560Mpa43mm 合格（三）輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1、初步估算軸的直徑根據(jù)d=c QUOTE ，軸的材料為45號鋼，通常取C=107118 ，這里取112，則d= QUOTE =54.5mm考慮到鍵槽的影響，d增大5%，則d=1.05x54.5=58mm2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）確定軸的結(jié)構(gòu)方案該軸左端先后裝入大圓柱齒輪、檔油板、軸承、軸承套，右端先后裝入檔油板、軸承。結(jié)構(gòu)如圖：軸段1-2為支撐軸頸，預(yù)選型號為30212的圓錐滾子軸承。其內(nèi)圓直徑d=65

14、mm，寬度B=23mm，為保證軸承的軸向定位用檔油板定位，檔油板寬度為28mm，所以確定軸段1-2的直徑 QUOTE 長度為 QUOTE =50mm;軸段2-3用于安裝大圓柱斜齒輪，其分度圓直徑 QUOTE =218mm，齒寬b=40mm,所以確定軸段2-3的直徑 QUOTE 70mm，長度 QUOTE =40mm;軸段3-4為連接軸身，綜合考慮軸承的支撐跨距和軸身力學(xué)性能，確定其直徑 QUOTE 80mm， 長度 QUOTE =50mm;軸段4-5，用于安裝軸承，型號同樣選擇號為30212的圓錐滾子軸承，其內(nèi)圓直徑d=65mm，寬度B=23mm，為保證軸承的軸向定位用檔油板定位，檔油板寬度為

15、24mm，所以確定軸段4-5的直徑 QUOTE 長度為 QUOTE =50mm;軸段5-6主要用于安裝；聯(lián)軸器，其直徑應(yīng)與聯(lián)軸器的孔徑相配合，根據(jù)工作要求選用彈性柱銷聯(lián)軸器，型號為L QUOTE (課程設(shè)計書表8-36)，公稱轉(zhuǎn)矩為2500N.m。與輸入軸連接的半聯(lián)軸器孔徑d=60mm，因此選取軸5-6的直徑為60mm，與軸配合的輪轂孔長為 QUOTE =107mm，軸套長度L=45mm,因此，確定軸5-6的直徑 QUOTE 長度為 QUOTE =155mm;八、滾動軸承的壽命校核計算（一）輸入軸承30206的壽命校核計算1、當(dāng)量動載荷的計算公式為P=X QUOTE 查表GB/T297-199

16、4 得 X=0.4 Y=1.6 ，則P=(0.4 QUOTE 1594.7+1.6 QUOTE N=2061.88N2、查表GB/T297-1994 得基本額定動載荷C=43200N3、基本額定壽命 QUOTE 查課本表16-7、16-8 取 QUOTE QUOTE ，滾子軸承取 QUOTE 所以 QUOTE . QUOTE .h =87347h滿足設(shè)備中的要求，壽命足夠。（二）中間軸承30208的壽命校核計算1、當(dāng)量動載荷的計算公式為P=X QUOTE 查表GB/T297-1994 得 X=0.4 Y=1.6 ，則P=(0.4 QUOTE 1640+1.6 QUOTE N=2576N2、查表

17、GB/T297-1994 得基本額定動載荷C=63000N3、基本額定壽命 QUOTE 查課本表16-7、16-8 取 QUOTE QUOTE ，滾子軸承取 QUOTE 所以 QUOTE . QUOTE .h =89939h滿足設(shè)備中的要求，壽命足夠。（三）輸出軸承30212的壽命校核計算1、當(dāng)量動載荷的計算公式為P=X QUOTE 查表GB/T297-1994 得 X=0.4 Y=1.5 ，則P=(0.4 QUOTE 4730+1.5 QUOTE N=7142N2、查表GB/T297-1994 得基本額定動載荷C=102000N3、基本額定壽命 QUOTE 查課本表16-7、16-8 取 Q

18、UOTE QUOTE ，滾子軸承取 QUOTE 所以 QUOTE . QUOTE .h =455200h滿足設(shè)備中的要求，壽命足夠。九、鍵連接的選擇與校核（一）輸入軸 QUOTE QUOTE =42mm查表GB/T1096-2003 ，選8 QUOTE 7 QUOTE 的普通平鍵（二）中間軸 QUOTE QUOTE =40mm 查表GB/T1096-2003 ，選14 QUOTE 9 QUOTE 的普通平鍵（三）輸出軸軸段1-2 QUOTE 查表GB/T1096-2003 ，選18 QUOTE 11 QUOTE 的普通平鍵軸段3-4 QUOTE =70mm QUOTE 查表GB/T1096-2003 ，選20 QUOTE 12 QUOTE 的普通平鍵十、箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算（一）確定減速器鑄造箱體的結(jié)構(gòu)尺寸低速軸中心距a=145mm 箱座壁厚 QUOTE ,應(yīng)取 QUOTE 8mm箱蓋壁厚 QUOTE 應(yīng)取 QUOTE 8mm箱座凸緣的厚度b=1.5 QUOTE 箱蓋凸緣的厚度 QUO