二級圓柱齒輪減速器

1、下載可編輯目錄參考 1一、設(shè)計任務(wù)書1二、傳動方案的擬定及說明1三、電動機的選擇3四、計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比3五、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)4六、傳動件的設(shè)計計算51. V 帶傳動設(shè)計計算52. 斜齒輪傳動設(shè)計計算7七、軸的設(shè)計計算121. 高速軸的設(shè)計122. 中速軸的設(shè)計153. 低速軸的設(shè)計19精確校核軸的疲勞強度22八、滾動軸承的選擇及計算261. 高速軸的軸承262. 中速軸的軸承273. 低速軸的軸承29.專業(yè) .整理 .下載可編輯九、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算31十、聯(lián)軸器的選擇32十一 、減速器附件的選擇和箱體的設(shè)計32十二 、潤滑與密封33十三 、設(shè)計小結(jié)34十四

2、 、參考資料35.專業(yè) .整理 .下載可編輯設(shè)計計算及說明結(jié)果一、設(shè)計任務(wù)書設(shè)計一用于帶式運輸機上同軸式二級圓柱齒輪減速器1. 總體布置簡圖2. 工作情況工作平穩(wěn) 、單向運轉(zhuǎn)3. 原始數(shù)據(jù)運輸機卷筒運輸帶卷筒直徑扭 矩 （ N ?速度（ mm ）帶速允許使用年限工作制度偏差（年）（班/m ）（m/s（ %）日）13500.7032051024. 設(shè)計內(nèi)容.專業(yè) .整理 .下載可編輯(1) 電動機的選擇與參數(shù)計算(2) 斜齒輪傳動設(shè)計計算(3) 軸的設(shè)計(4) 滾動軸承的選擇(5) 鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核(6) 裝配圖 、零件圖的繪制(7) 設(shè)計計算說明書的編寫5. 設(shè)計任務(wù)(1) 減速器總裝配

3、圖 1 張（ 0 號或 1 號圖紙 ）(2) 齒輪 、軸零件圖各一張 （ 2 號或 3 號圖紙 ）(3) 設(shè)計計算說明書一份二、傳動方案的擬定及說明如任務(wù)書上布置簡圖所示，傳動方案采用V 帶加同軸式二級圓柱齒輪減速箱，采用 V 帶可起到過載保護作用，同軸式可使減速器橫向尺寸較小。設(shè)計計算及說明結(jié)果.專業(yè) .整理 .下載可編輯601000v6010000.7nwD32041.778r / min三、電動機的選擇1. 電動機類型選擇按工作要求和工作條件，選用一般用途的（ IP44 ）系列三相異步電動機。它為臥式封閉結(jié)構(gòu) 。2. 電動機容量(1) 卷筒軸的輸出功率 Pw2T213500.70Fvv0

4、.320D5.90625kWPw100010001000(2) 電動機的輸出功率PdPwPdPw5.90625kW傳動裝置的總效率3212345式中 ，1 ,2為從電動機至卷筒軸之間的各傳動機構(gòu)和軸承的效率。由機械設(shè)計課程設(shè)計 （以下未作說明皆為此書中查得）表 2-4 查得：V 帶傳動 10.955；滾動軸承 20.9875；圓柱齒輪傳動3 0.97 ；彈性聯(lián)軸器 40.9925；卷筒軸滑動軸承50.955，則0.9550.987530.9720.99250.9550.82015故 PdPw5.96257.2014kW0.82015(3) 電動機額定功率 Ped由第二十章表20-1 選取電動機

5、額定功率Ped7.5kW 。3. 電動機的轉(zhuǎn)速.專業(yè) .整理 .下載可編輯由表 2-1 查得 V 帶傳動常用傳動比范圍i1 '24 ，由表 2-2 查得兩級同軸式圓柱齒輪減速器傳動比范圍i 2 '860 ，則電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為0.82015Pd7.2014kWPed7.5kW設(shè)計計算及說明結(jié)果.專業(yè) .整理 .下載可編輯nd ' nwi1 ' i 2 '66810026 r / min可見同步轉(zhuǎn)速為750r/min、 1000r/min 、 1500r/min和 3000r/min的電動機均符合 。 這里初選同步轉(zhuǎn)速分別為 1000r/min和 150

6、0r/min的兩種電動機進(jìn)行比較，如下表 ：方電 動 機額 定 功電 動機 轉(zhuǎn)速電 動 機傳動裝置的傳動比案型號率（r/min ）質(zhì)量（ kW同步滿載（ kg ）總傳動V 帶兩 級 減）比傳動速器1Y132M-7.5150014408134.4682.513.78742Y160M-7.5100097011923.2182.210.5546由表中數(shù)據(jù)可知兩個方案均可行，但方案1 的電動機質(zhì)量較小，且比價低 。 因此，可采用方案1，選定電動機型號為Y132M-4 。4. 電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形 、安裝尺寸由表20-1 、表 20-2查出 Y132M-4型電動機的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸，并列表

7、記錄備份 。額 定 功同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩型號率 (kw)(r/min)(r/min)額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132M-47.5150014402.22.3質(zhì)量HDEGKL×（ kg ）.專業(yè) .整理 .下載可編輯1323880331251510×81四、計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比1. 傳動裝置總傳動比nm1440i34.468nw41.7782. 分配各級傳動比取 V 帶傳動的傳動比 i 12.5，則兩級圓柱齒輪減速器的傳動比為i2i34.46813.787i 3i12.5i2i 33.713所得 i 2 i3 符合一般圓柱齒輪傳動和兩級圓柱齒輪減速器傳動

8、比的常用范圍設(shè)計計算及說明i34.468i12.5i 2i3。 3.713結(jié)果.專業(yè) .整理 .下載可編輯五、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1. 各軸轉(zhuǎn)速電動機軸為 0 軸，減速器高速軸為 軸，中速軸為 軸 ，低速軸為 軸，各軸轉(zhuǎn)速為n0 nm1440r / minn01440n576r / mini12.5n1576n155.13r / mini 23.713n2155.13n45.78r / mini 33.7132. 各軸輸入功率按電動機額定功率Ped 計算各軸輸入功率，即P0Ped7.5kWPP017.5 0.9557.1625kWPP1237.16250.98750.976.8608k

9、WPP22 36.86080.98750.976.5718kW3. 各州轉(zhuǎn)矩T09550P095507.549.74 N mn01440P7.1625T95509550118.75Nmn576T9550P95506.8608422.36Nmn155.13T9550 P95506.57181370.92N mn45.78電動機軸高速軸 中速軸 低速軸 轉(zhuǎn)速1440576153.640.96（ r/min ）.專業(yè) .整理 .下載可編輯功率 （kW ）7.206.916.646.37轉(zhuǎn)矩49.74118.75422.361370.92（ N m）設(shè)計計算及說明結(jié)果.專業(yè) .整理 .下載可編輯六、傳

10、動件的設(shè)計計算1. V 帶傳動設(shè)計計算（ 1 ） 確定計算功率由于是帶式輸送機，每天工作兩班，查機械設(shè)計 （V 帶設(shè)計部分未作說明皆查此書）表 8-7 得， 工作情況系數(shù)K A1.2PcaK A Pd1.27.59kW（2）選擇 V 帶的帶型由 Pca 、n0 由圖 8-11 選用 A 型Pca9kW（ 3 ）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑d d 并驗算帶速 v 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd 1 。 由表 8-6 和表 8-8 ，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑A 型d d1125mm 驗算帶速v。 按式 (8-13) 驗算帶的速度dd 1n01251440v1000609.425m / s601000因為 5m / sv

11、30m / s ,故帶速合適 。 計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。 根據(jù)式 (8-15a), 計算大帶輪基準(zhǔn)直徑 d d 2d d 1 125mmd d 2i1 dd12.5125312.5mm根據(jù)表8-8 ，圓整為 d d 2315mm（ 4 ）確定 V 帶的中心距a 和基準(zhǔn)長度 Ld 根據(jù)式 (8-20) ，初定中心距a0500mm。 由式 (8-22) 計算帶所需的基準(zhǔn)長度.專業(yè) .整理 .下載可編輯Ld 02a0(d d1(dd 2d d1 )2(d d 1( dd 2 dd 1 ) 2d d 2 )2a0d d 2 )24a024a02500(125(315125)2315)1709.2mm2

12、4500由表 8-2 選帶的基準(zhǔn)長度Ld1800mmd d 2315mmLd1800mm設(shè)計計算及說明結(jié)果.專業(yè) .整理 .下載可編輯 按式 (8-23) 計算實際中心距a。LdLd 15001800 1709.2a a02545.4mm2中心距變化范圍為518.4 599.4mm 。（ 5 ）驗算小帶輪上的包角11 180 (dd 2 dd 1 ) 57.3180 (315 125) 57.3160 90a545.4（ 6 ）確定帶的根數(shù)計算單根V 帶的額定功率由 d d1125mm和 n01440r / min ，查表 8-4a得P0 1.91kW根據(jù) n01440r/ min ， i=2

13、.5和 A 型帶 ，查表 8-4b得 P0 0.03kW查表 85得 K0.95，表 82得K L0.99于是Pr(P0P0 )KK L1.91kW1.8246kW 計算 V 帶的根數(shù) z。Pca94.93z1.8246Pr取5根。（ 7 ）計算單根 V 帶的初拉力的最小值( F0 )m in由表 8-3得 A 型帶的單位長度質(zhì)量q=0.1kg/m，所以(F0 ) min500(2.5K ) Pca2Kzvqv500(2.50.95)90.19.4252 N0.9559.425165N應(yīng)使帶的實際初拉力F0(F0 )min（ 8 ）計算壓軸力 Fpa545.4mm1 1605 根.專業(yè) .整理

14、 .下載可編輯(F p )min2z( F0 ) min sin 12 5 165 sin1521622N22( F0 )min165 N( Fp ) min1622N設(shè)計計算及說明結(jié)果.專業(yè) .整理 .下載可編輯2.斜齒輪傳動設(shè)計計算按低速級齒輪設(shè)計 ：小齒輪轉(zhuǎn)矩 T1T422.36 N m ，小齒輪轉(zhuǎn)速n1n 155.13r / min ，傳動比 ii33.713 。（ 1） 選定齒輪類型 、精度等級 、材料及齒數(shù) 選用斜齒圓柱齒輪 運輸機為一般工作機器 ，速度不高 ，故選 7 級精度 （GB10095-88 ） 由機械設(shè)計 （斜齒輪設(shè)計部分未作說明皆查此書）表 10-1 選擇小齒輪材料為

15、斜齒圓柱齒輪40Cr （調(diào)質(zhì) ），硬度為 280HBS ；大齒輪材料為45 鋼（調(diào)質(zhì) ），硬度為 240HBS ，7 級精度二者硬度差為 40HBS。 選小齒輪齒數(shù) z124 ：大齒輪齒數(shù) z2 iz13.713 24 89 初選取螺旋角14z1 24（ 2）按齒面接觸強度設(shè)計按式 (10-21 ）試算 ，即14d1t 32K t T1 u 1 ( Z H Z E ) 2du H 確定公式內(nèi)各計算數(shù)值a)試選載荷系數(shù) K t1.6b)由圖 10-30選取區(qū)域系數(shù) Z H2.433c)由圖 10-26查得1 0.78, 20.88，120.78 0.88 1.66d) 小齒輪傳遞的傳矩 T1 4

16、22.36N me)由表 10-7選取齒寬系數(shù)d11f)由表 10-6查得材料彈性影響系數(shù) Z E 189.8MPa 2.專業(yè) .整理 .下載可編輯g)由 圖10-21d按 齒 面 硬 度 查 得 小 齒 輪 的 接 觸 疲 勞 強 度 極 限H lim 1600MPa ；大齒輪的接觸疲勞強度極限H lim 2550MPah) 由式 10-13 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ：N 1 60 n1j Lh60 5761 (2 8 365 10) 2.02 109N 12.02109108N 23.7135.44i1設(shè)計計算及說明結(jié)果.專業(yè) .整理 .下載可編輯i) 由圖 10-19 查得接觸疲勞壽命系數(shù)K

17、HN10.90, K HN 20.94j) 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 ：取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1 ，由式 (10-12) 得K HN1H lim 10.90600540MPa;H 1MPaS1H 2H lim 20.94550 MPa517MPaKHN2S1k) 許用接觸應(yīng)力H 1H 2540 517H528.5MPa22 計算a) 試算小齒輪分度圓直徑 d1t ，由計算公式得21.6422.361033.71312.43323189.8mm 92.40mmd1t11.663.713528.5b) 計算圓周速度vd1t n192.40 155.13100060m s 0.7505m s60

18、1000c) 齒寬 b 及模數(shù) m ntbd d1t1.0 92.40mm 92.40mmmntd1t cos92.40 cos14z1mm 3.74mm24h 2.25mnt2.253.74mm 8.41mmb / h92.40 / 8.4110.76d) 計算縱向重合度0.318 d z1 tan0.318 1 24 tan14 1.903e) 計算載荷系數(shù) K由表 10-2 查得使用系數(shù)K A1 根據(jù) v0.7505m s， 7 級精度 ，由圖 10-8d1t92.40mmv0.7505m s.專業(yè) .整理 .下載可編輯查得動載系數(shù)K v1.04 ；由表 10-4查得K H 的值與直齒輪

19、的相同，故K H1.321；因K A Ft / b1 422.36/(92.4 / 2) / 92.498.9N / mm 100N / mm 表 10-3查得 KHK F1.4；圖 10-13 查得 K F1.28設(shè)計計算及說明結(jié)果.專業(yè) .整理 .下載可編輯故載荷系數(shù) ：KKAKVKHKH11.041.41.3211.92f)按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式 (10-10a) 得d1d1t 3 K90.403 1.92 mm98.19mmK t1.6g) 計算模數(shù) mnmnd1 cos98.19 cos14z1mm 3.97mm24（ 3）按齒根彎曲強度設(shè)計由式 (10-17)

20、mn 3.97 mm2KT1Y cos2YFa YSamn 3 F d z12 確定計算參數(shù)a) 計算載荷系數(shù)K KAKVK FK F1 1.04 1.41.28 1.86b)根據(jù)縱向重合度1.903，從圖 10-28查得螺旋角影響系數(shù) Y 0.88c)計算當(dāng)量齒數(shù)z12426.27zv1cos314cos3z28997.43zv2cos314cos3d) 查取齒形系數(shù)由表 10-5 查得 YFa 12.592, YFa 22.185e) 查取應(yīng)力校正系數(shù).專業(yè) .整理 .下載可編輯由表 10-5 查得 YSa11.596,YSa21.787f) 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖 10-20c 查得小

21、齒輪的彎曲疲勞強度極限FE 1500MPa ；大齒輪的彎曲疲勞強度極限FE 2380MPa設(shè)計計算及說明結(jié)果.專業(yè) .整理 .下載可編輯由圖 10-18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù)K FN 10.84, K FN 20.88取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 ，由式 (10-12) 得K FN1FE1F1S0.845001.4300.0MPaKFN2FE2F 2S0.885001.4238.9MPag) 計算大 、小齒輪的 YFa YSa ，并加以比較 F YFa1YSa12.5921.5960.01379F1300YFa 2YSa22.1851.7870.01634F 2238.9大齒輪的數(shù)值大 設(shè)計計

22、算21.86422.3610 30.8823cos140.01634mm 2.81mmmn12421.66對比計算的結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)mn 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，取 mn3mm ，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度 ，需按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d198.19mm 來計算應(yīng)有的齒數(shù) 。于是由d1 cos98.19cos1431.76z1mn3取 z132，則 z2uz13.71324119mn 2.81mm（ 4） 幾何尺寸計算 計算中心距Z1Z 2mn321193233.43mma2 cos2cos14mm.專業(yè) .整理 .下載可編輯將中心距

23、圓整為233mm 按圓整后的中心距修正螺旋角z132z2119a233.43mm設(shè)計計算及說明結(jié)果.專業(yè) .整理 .下載可編輯Z1Z 2 mn(32119) 3arccos2aarccos213 33 55233因值改變不多 ，故參數(shù),K ,ZH 等不必修正 計算大 、小齒輪的分度圓直徑d1Z1 mn32398.75mmcosmmcos13 33 55d 2Z 2 mn1193367.24mmcosmmcos13 33 55 計算齒輪寬度bdd1198.75mm98.75mm圓整后取 B1105mm, B2100mm由于是同軸式二級齒輪減速器，因此兩對齒輪取成完全一樣，這樣保證了中心距完全相等

24、的要求，且根據(jù)低速級傳動計算得出的齒輪接觸疲勞強度以及彎曲疲勞強度一定能滿足高速級齒輪傳動的要求。d1 98.75mm d2 367.24mmB1105mmB2100mm為了使中間軸上大小齒輪的軸向力能夠相互抵消一部分，故高速級小齒輪采用左旋，大齒輪采用右旋，低速級小齒輪右旋大齒輪左旋。高速級低速級小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪傳動比3.713.專業(yè) .整理 .下載可編輯模數(shù) (mm)3螺旋角13 33 55中心距 (mm)233齒數(shù)3211932119齒寬 (mm)105100105100直徑分度圓98.75367.2498.75367.24(mm齒根圓91.25359.7491.25359.74

25、)齒頂圓104.75373.24104.75373.24旋向左旋右旋右旋左旋設(shè)計計算及說明結(jié)果.專業(yè) .整理 .下載可編輯七、軸的設(shè)計計算1. 高速軸的設(shè)計(1) 高速軸上的功率 、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速高速軸功率 （ kw ）轉(zhuǎn)矩 T（ Nm ）（ r / min ）7309.19119.8(2) 作用在軸上的力已知高速級齒輪的分度圓直徑為d =98.75 mm ，根據(jù)機械設(shè)計 （軸的設(shè)計計算部分未作說明皆查此書）式 (10-14) ，則Ft2T / d2119.82426.33N98.7510 3FrFt tann2426.33tan20913.89coscos15FaFt tan2426.33t

26、an15 650.13Fp1622 N(3) 初步確定軸的最小直徑先按式 (15-2) 初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45 鋼，調(diào)質(zhì)處理 。 根據(jù)表Ft2426.33NFr913.89N15-3 ，取 A0112 ,于是得Fa650.13Nd min C 3P11339.1916.19mmFp1622Nn730軸上存在兩個鍵槽，加大 10%d min 1.117.81mm標(biāo)準(zhǔn)的軸的直徑有20、 25、 30 等故dmin20mmdmin20mm.專業(yè) .整理 .下載可編輯(4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1）擬訂軸上零件的裝配方案（如圖 ）設(shè)計計算及說明結(jié)果.專業(yè) .整理 .下載可編輯2 ）根據(jù)軸向定

27、位的要求確定軸的各段直徑和長度 為了滿足V 帶輪的軸向定位， - 軸段右端需制出一軸肩，故取 - 段的直徑d - =22mm 。 V 帶輪與軸配合的長度L1=80mm ，為了保證軸端檔圈只壓在V 帶輪上而不壓在軸的端面上，故 - 段的長度應(yīng)比L1 略短一些 ，現(xiàn)取 L-=75mm 。 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承 。 參照工作要求并根據(jù)d -=22mm ，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0 基本游隙組 、 標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30307 ， 其尺寸為d ×D ×T=35mm×80mm ×22.75mm ，故

28、d - =d - =35mm；而L - =21+21=42mm， L - =10mm 。右端滾動軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。 由手冊上查得30308型軸承的定位軸肩高度 h=4.5mm ，因此 ，套筒左端高度為 4.5mm ， d - =44mm 。 取安裝齒輪的軸段- 的直徑 d- =40mm ，取 L-=103mm齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位。 軸承端蓋的總寬度為36mm （由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。 根據(jù)軸承端蓋的裝拆，取端蓋的外端面與V 帶輪右端面間的距離L=24mm ，故取L- =60mm 。至此 ，已初步確定了軸的各段直徑和長度。3 ）軸上零件的軸向定位V 帶輪與軸

29、的周向定位選用平鍵10mm ×8mm ×63mm ， V 帶輪與軸的配合為H7/r6 ；齒輪與軸的周向定位選用平鍵12mm ×8mm ×70mm ，為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6 ；滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6 。.專業(yè) .整理 .下載可編輯4 ）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表 15-2 ，取軸端倒角 1.245 ，各圓角半徑見圖長度直徑軸段編號配合說明（ mm ）（ mm ） - 7520與 V 帶輪鍵聯(lián)接配合 - 6022定位軸肩- 4235與滾動軸承 30307 配合，套筒定位- 10330與小齒輪鍵聯(lián)接配合- 1044定位軸環(huán)- 2335與滾動軸承 30307 配合總長度313mm（ 5）求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。 在確定軸承支點位置時 ，從手冊中查取 a值 。 對于 30307型圓錐滾子軸承 ，由手冊中查得a=