二級(jí)斜齒輪減速器設(shè)計(jì)概述

1、列表一課程設(shè)計(jì)書2第二設(shè)計(jì)要求23個(gè)設(shè)計(jì)階段21.變速器總體設(shè)計(jì)32.選擇電動(dòng)機(jī)43.變速器總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比的確定54.變速器的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算55.v型皮帶和皮帶輪6設(shè)計(jì)齒輪設(shè)計(jì)8滾動(dòng)軸承和驅(qū)動(dòng)軸設(shè)計(jì)198.鍵連接設(shè)計(jì)26箱子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27潤滑密封設(shè)計(jì)30耦合設(shè)計(jì)304種設(shè)計(jì)摘要315參考資料32一.課程設(shè)計(jì)書設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)：兩級(jí)展開圓柱齒輪減速器，用于皮帶運(yùn)輸機(jī)。運(yùn)輸機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，負(fù)載變化不大，空載啟動(dòng)，卷筒效率為0.96(包括支撐軸承效率的損失)，少量批量生產(chǎn)減速器，使用期限為8年(300天/年)，兩班作業(yè)，運(yùn)輸容限5%，工作場所三相交換，電壓380%表1 :文豪參數(shù)1 2 3 4 5運(yùn)

2、輸皮帶工作張力(kN)2 . 5 2 . 3 2 . 1 . 9 1 . 8皮帶運(yùn)行速度(m/s) 1.0 1.1.2 1.3 1.4滾動(dòng)直徑(mm) 250 250 250 300 300 300二.設(shè)計(jì)要求1.減速器裝配圖第1章(A1)。2.CAD圖面軸線、齒輪零件圖(A3)。3.設(shè)計(jì)指南第一部分。三.設(shè)計(jì)階段1.變速器總體設(shè)計(jì)2.選取馬達(dá)3.確定變速器的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比4.變速器的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算5.v型皮帶和皮帶輪設(shè)計(jì)6.齒輪設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承和驅(qū)動(dòng)軸設(shè)計(jì)8.鍵連接設(shè)計(jì)9.箱形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10.潤滑密封設(shè)計(jì)11.耦合設(shè)計(jì)1.變速器總體設(shè)計(jì)：1.配置：驅(qū)動(dòng)器由電動(dòng)機(jī)、減速器、工作機(jī)器組成。2

3、.特征：齒輪相對于軸承不對稱分布，因此沿軸向載荷分布不均勻。軸需要更大的剛度。3.確定驅(qū)動(dòng)器方案：考慮到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高、驅(qū)動(dòng)器功率大，將v波段設(shè)置為高速。驅(qū)動(dòng)器方案包括：圖：(驅(qū)動(dòng)器總體設(shè)計(jì)圖)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的總體方案在：驅(qū)動(dòng)器的總體設(shè)計(jì)中列出。選取v型皮帶驅(qū)動(dòng)和次要圓柱斜齒輪減速器(平)。變速器的總效率=0.96 0 . 970 . 96=0.759；v型皮帶的效率，第一對軸承的效率，第二對軸承效率，第三對軸承效率，每個(gè)齒輪對的嚙合傳動(dòng)的效率(齒輪的7級(jí)精度，潤滑脂潤滑)。因?yàn)槭潜”诙芘?，所以使用開放式效率計(jì)算。）2.選取馬達(dá)馬達(dá)所需的工作功率為p=p/=19001.3/10000.759=3.2

4、5kw，執(zhí)行器的曲柄速度為n=82.76r/min，建議的傳動(dòng)比，v型皮帶驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)比I=2 4，次圓柱螺旋齒輪減速器傳動(dòng)比I=8 40，總傳動(dòng)比的合理范圍為I=16到160，電動(dòng)機(jī)速度的選擇范圍為n=I n=(16到160) 82.76=1324.16到13241.6r/min。綜合考慮馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)裝置的大小、重量、價(jià)格、皮帶驅(qū)動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比選定型號(hào)Y112M-4的三相異步電動(dòng)機(jī)(額定功率為4.0)額定電流8.8安，滿載速度1440 r/min，同步速度1500r/min。程序電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率pKw馬達(dá)速度馬達(dá)重量n參考價(jià)格元件變速器的傳動(dòng)比同步速度滿載速度總傳動(dòng)比v帶傳動(dòng)減速器1y 11

5、dm-4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02重心高外形規(guī)格L(AC/2 AD)HD底腳安裝尺寸AB錨螺栓孔徑k軸擴(kuò)展尺寸DE鍵部分尺寸FGD132 515 345 315 216 178 12 36 80 10 413.確定變速器的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比(1)總傳動(dòng)比選定電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的滿載速度n和工人活動(dòng)軸速度n，總可用傳動(dòng)比=n/n=1440/82.76=17.40(2)變速器傳動(dòng)比分配2=驅(qū)動(dòng)器分別是皮帶驅(qū)動(dòng)器和減速器的傳動(dòng)比。為了防止v型皮帶驅(qū)動(dòng)外部輪廓大小過大，如果備用=2.3，則減速器齒輪比=17.40/2.3=7.57根據(jù)每個(gè)原則，如果高速齒輪比=3.24

6、，則=2.334.變速器的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算(1)角度軸速度=1440/2.3=626.09r/min=626.09/3.24=193.24r/min=/=193.24/2.33=82.93r/min=82.93 r/min(2)每個(gè)軸輸入功率=3.250.96=3.12kw=2=3 . 120 . 980 . 95=2.90千瓦= 2=2.970.980.95=2.70kw=24=2 . 770 . 980 . 97=2.57千瓦每個(gè)軸的輸出：=0.98=3.06kw=0.98=2.84千瓦=0.98=2.65kw=0.98=2.52千瓦(3)在每個(gè)軸上輸入轉(zhuǎn)矩=Nm馬達(dá)軸的輸出扭矩=955

7、0=95503.25/1440=21.55 N因此：=21.552.30.96=47.58nm=47.583.240.980.95=143.53nm=143.532.330.980.95=311.35nm=311.350.950.97=286.91 Nm輸出扭矩：=0.98=46.63nm=0.98=140.66nm=0.98=305.12nm=0.98=281.17nm運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果如下表所示軸名稱功率P KW轉(zhuǎn)矩T Nm速度r/min輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸3.25 21.55 14401軸3.12 3.06 47.58 46.63 626.092軸2.90 2.84 143.53 14

8、0.66 193.243軸2.70 2.65 311.35 305.12 82.934軸2.57 2.52 286.91 281.17 82.936.齒輪設(shè)計(jì)(a)高速齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪材料、熱處理和精度考慮到該減速器的功率和現(xiàn)場安裝限制，大型齒輪都使用硬齒面漸開線錐齒輪(1)齒輪材料和熱處理材料：高速小齒輪選擇鋼調(diào)質(zhì)，齒表面硬度小齒輪280HBS小齒數(shù)=24高速大齒輪選擇鋼制正火，齒側(cè)硬度為大齒輪240HBS Z=iZ=3.2424=77.76的Z=78。齒輪精度按Gb/t10095-1998，然后選擇級(jí)別7，齒根快照皮。齒輪傳動(dòng)的初步設(shè)計(jì)主要尺寸根據(jù)齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定每個(gè)參數(shù)的值：考

9、試選擇=1.6教科書中的圖10-30選擇區(qū)域系數(shù)Z=2.433教科書圖10-26郵報(bào)應(yīng)力值環(huán)數(shù)按教科書公式10-13計(jì)算N=60n j=60626.091 (28308)=1.442510 hN=4.4510 h #(3.25是齒數(shù)比，即3.25=)查找教科書10-19圖：K=0.93 K=0.96齒輪疲勞強(qiáng)度極限失敗概率為1%，安全系數(shù)S=1，應(yīng)用公式10-12中的：=0.93550=511.5=0.96450=432允許的接觸應(yīng)力根據(jù)表10-6確認(rèn)教科書：=189.8MP表10-7中的：=1T=95.510=95.510 3.19/626.09=4.8610 N.m3.設(shè)計(jì)計(jì)算小齒輪分度圓

10、直徑d2=計(jì)算圓周速度齒寬b和系數(shù)計(jì)算齒寬度計(jì)算bB=49.53mm觸控?cái)?shù)m計(jì)算備用螺旋角=142=計(jì)算齒寬與高度的比率齒高h(yuǎn)=2.25=2.252.00=4.50=11.01縱向匹配度計(jì)算=0.318=1.903載荷系數(shù)k計(jì)算使用系數(shù)=1根據(jù)步驟7的精確度，課本可在表10-8中找到。動(dòng)態(tài)負(fù)載系數(shù)K=1.07，教科書由表10-4中的計(jì)算公式：確認(rèn)K=0.2310 b=1.12 0.18(1 0.6 1)1 0.2310 49.53=1.42查找課本是表10-13中的： K=1.35查找教科書是表10-3中的： K=1.2因此，負(fù)載系數(shù)：K=k k k=11.071.21.42=1.82實(shí)際載荷

11、系數(shù)計(jì)算的分度圓直徑修正D=d=49.53=51.73計(jì)算系數(shù)2=4.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)按彎曲強(qiáng)度計(jì)算的設(shè)計(jì)公式確定公式的每個(gè)計(jì)算值小齒輪傳動(dòng)力矩=48.6kNm確定齒數(shù)z由于是硬齒側(cè)，因此使用z=24、z z=i z=3.2424=77.76傳動(dòng)比誤差I(lǐng)=u=z/z=78/24=3.25 I=允許0.032% 5%計(jì)算等效齒數(shù)Z=z=z /cos=24/cos 14=26.27Z=z/cos=78/cos14=85.43初步齒寬系數(shù)根據(jù)對稱布局，在表中確定=1初步螺旋角初始螺旋角=14載荷系數(shù)kK=k k k=11.071.21.35=1.73檢查齒形系數(shù)y和應(yīng)力修正系數(shù)y教科書見表10-

12、5 :齒系數(shù)y=2.592 y=2.211應(yīng)力修正系數(shù)y=1.596 y=1.774重合度系數(shù)y端面匹配度大約為=1.88-3.2()=1.88-3.2(1/24 1/78)cos 14=1.655=arc TG(TG/cos)=arc TG(tg20/cos 14)=20.64690=14.07609=cos，因此匹配度系數(shù)為y=0.25 0.75 cos/=0.673螺旋角系數(shù)y軸匹配度=1.825，Y=1-=0.78大小計(jì)算齒輪安全系數(shù)在表格中驗(yàn)證為s=1.25工作壽命量化，8年，每年工作300天小齒輪應(yīng)力循環(huán)數(shù)n1=60 nkt=60271.471830028=6.25510大齒輪應(yīng)力

13、循環(huán)N2=n1/u=6.25510/3.24=1.93510課本在表10-20c中獲得彎曲疲勞強(qiáng)度的限制小齒輪大齒輪表10-18彎曲疲勞壽命系數(shù)：K=0.86 K=0.93彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4=大齒輪的數(shù)量很大。選擇。設(shè)計(jì)計(jì)算模數(shù)計(jì)算比較計(jì)算結(jié)果顯示齒數(shù)大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法向系數(shù)m，標(biāo)準(zhǔn)模塊GB/T1357-1987為m=2mm，但是為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，必須通過接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的分度圓直徑d=51.73來計(jì)算。因此，計(jì)算結(jié)果為：Z=25.097 z=25然后z=3.2425=81幾何尺寸計(jì)算計(jì)算的中心距離a=109.25將中心距離舍入到110單擊舍入中心距離以修改螺旋角=a

14、rccos不需要修改參數(shù)，因?yàn)橹底兓淮?。?jì)算大齒輪。小齒輪的分度圓直徑D=51.53D=166.97齒輪寬度計(jì)算B=圓圓的(b)低速齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算材料：低速小齒輪選擇鋼淬火回火，齒表面硬度小齒輪280HBS小齒數(shù)=30高速大齒輪選擇鋼精火，齒表面硬度大齒輪240HBS z=2.3330=69.9舍入z=70。齒輪精度按Gb/t10095-1998，然后選擇第7級(jí)“伊根快照”“隔離”。根據(jù)齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)1.確定公式中的每個(gè)計(jì)算值試選K=1.6課本在圖10-30中選擇面積系數(shù)Z=2.45努力在圖10-26中確認(rèn)教科書。=0.83=0.88=0.83 0.88=1.71應(yīng)力循環(huán)數(shù)N=60nj

15、l=6016093.241 (28308)=4.4510N=1.9110教科書圖10-19中接觸疲勞壽命系數(shù)的確認(rèn)K=0.94 K=0.97找課本是圖10-21d根據(jù)齒側(cè)硬度檢查小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。大型齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限失敗概率為1%，安全系數(shù)S=1時(shí)，表示接觸疲勞許用應(yīng)力=0.98550/1=517540.5檢驗(yàn)教科書表10-6調(diào)查材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MP選取齒寬度系數(shù)T=95.510=95.510 2.90/193.24=14.3310 N.m=65.712.計(jì)算圓周速度0.6653.齒寬度計(jì)算B=d=165.71=65.714.計(jì)算齒高度與齒寬度的比率模塊m=齒高h(yuǎn)=2.25m=2.252.142=5.4621=65.71/5.4621=12.035.計(jì)算垂直匹配度6.計(jì)算負(fù)載系數(shù)kK=1.12 0.18(1 0.6 0.