二級(jí)圓柱圓錐齒輪減速器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、ReijiatgJLacLongIniversiLy機(jī)械設(shè)計(jì)減速器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課程名稱：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：展開(kāi)式二級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器院系：機(jī)電學(xué)院機(jī)械工程系班級(jí)：0603班姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)時(shí)間：2009年12月29日至1月16日機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 CONTENTSTOC o 1-5 h z一，設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)3二，總體方案分析4三，電動(dòng)機(jī)的選擇4 HYPERLINK l bookmark4四，傳動(dòng)比的分配6五，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)7六，高速級(jí)圓錐齒輪的計(jì)算8七，低速級(jí)圓柱齒輪的計(jì)算13八，鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算13 HYPERLINK l bookmark8九，減速器軸的結(jié)

2、構(gòu)設(shè)計(jì)15十，減速器軸的強(qiáng)度校核計(jì)算18十一，滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算22 HYPERLINK l bookmark22十二，鍵連接的選擇及校核計(jì)算25十三，聯(lián)軸器的選擇26 HYPERLINK l bookmark24十四，箱體尺寸大的設(shè)計(jì)27十五，其它軸系部件的確定29十六，設(shè)計(jì)小結(jié)30十七，附圖,設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目：鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的專用傳動(dòng)裝置原始數(shù)據(jù).運(yùn)輸連牽引力F=6kN；運(yùn)勢(shì)練速度v=0.8m/s,運(yùn)輸連輪節(jié)圓直徑D=518mm;輸送機(jī)效率耳=0.96；W輸送帶速度允許誤差為,5%工作條件：室內(nèi)，灰塵較多；動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流，電壓380V；檢修間隔期：三年一次大修，二年一次中修，半年

3、一次小修；制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。傳動(dòng)方案：二級(jí)展開(kāi)式圓錐-圓柱齒輪減速器介紹運(yùn)輸機(jī)相關(guān)參數(shù)和工作條件一，總體方案分析本題方案有兩個(gè)傳動(dòng)部分組成，即鏈傳動(dòng)與減速器齒輪傳動(dòng)。由于減速器工作環(huán)境比較惡劣，而且要求平穩(wěn)高效率的傳動(dòng)，故選用鏈傳動(dòng)，一是可以更好的在惡劣的環(huán)境中工作（如高溫和潮濕的環(huán)境），還可以保證準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)和高效率的傳動(dòng)。而且，鏈傳動(dòng)的整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)較為緊湊。減速器部分是本次課題的重點(diǎn)設(shè)計(jì)部分，本課題中的減速器是展開(kāi)式圓錐-圓柱齒輪減速器。展開(kāi)式的減速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪的位置不對(duì)稱。咼速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端?？墒馆S在轉(zhuǎn)矩作用卜產(chǎn)生的扭矩變形和軸在彎

4、矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形部分相互抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。二，電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)的選擇因?yàn)楸緜鲃?dòng)的工作狀況是：兩班制，工作環(huán)境較惡劣，380v交流電，選用Y系列全封閉自扇冷式籠形三相異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的容量1）工作機(jī)所需功率pWFV根據(jù)公式P-,F為運(yùn)輸牽引力，V為運(yùn)輸鏈速度。由W1000W此得出：P-6000X0.8KW-4.8kWW10002）計(jì)算傳動(dòng)裝置總效率由于動(dòng)力經(jīng)過(guò)個(gè)傳動(dòng)副或者運(yùn)動(dòng)副就會(huì)發(fā)生次損失，故多級(jí)介紹展開(kāi)式二級(jí)減速器的特點(diǎn)根據(jù)情況選擇Y系列全封閉自扇冷式籠形三相異步電動(dòng)機(jī)。工作機(jī)所需功率P，4.8kWW串聯(lián)總效率，12w本題中：鏈傳動(dòng)效率=0.96一

5、對(duì)滾動(dòng)軸承的效率，本題中一共3對(duì)滾動(dòng)軸承，=0.99圓柱齒輪的傳遞效率，=0.983圓錐齒輪的傳遞效率，=0.984聯(lián)軸器效率，=0.985運(yùn)輸機(jī)效率，=0.966.，3，0.85123456所以電動(dòng)機(jī)效率P，旦，5.6kWr總效率，0.85電動(dòng)機(jī)效率P，匕，5.6kWr機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 3）運(yùn)輸機(jī)的轉(zhuǎn)速nW機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 #機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 #60 xl000v_60 xlOOOx0.8,x51829.5r.minn29.5r；minW機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 #機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 選擇Y132M2-6確定傳動(dòng)比i3.1701萬(wàn)案電動(dòng)機(jī)型號(hào)滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比1Y112M2-6144019.9

6、62Y132M2-696039.6633Y132S-4144059.494比較三個(gè)方案，選擇方案2比較合適。所選電機(jī)的基本參數(shù)如下:Y132M2-6額定功率P0同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速電壓電流功率因數(shù)5.51000%960監(jiān)380V12.6A0.78質(zhì)量總傳動(dòng)比滿載扭矩電動(dòng)機(jī)外伸軸直徑D電動(dòng)機(jī)外伸軸長(zhǎng)度E電動(dòng)機(jī)中心咼H84kg21.522.038mm80mm132mm四，傳動(dòng)比的分配總傳動(dòng)比的分配ii/39.663/鏈傳動(dòng)i13.170，減速器傳動(dòng)比f(wàn)zi173.170考慮到兩級(jí)齒輪潤(rùn)滑問(wèn)題，兩級(jí)大齒輪應(yīng)有相近的浸油深度。兩級(jí)齒輪減速器高速級(jí)傳動(dòng)比J與低速級(jí)傳動(dòng)比-的比值取為1.3,即i213；。則i

7、2尸J1.3X12.5124.033；13=%12.51%033=3.102五，傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算n960r/.o/minnn/238”i/i/min2nn/238/76724n”/i旳.102/6./243叫啜76.72%.170242rmm1nnn24.2r/iviiiw/min2,各軸輸入功率P=5.474kwdPP耳耳=5.474x0.99x0.985.31kwd24PP，n，n5.31X0.99X0.985.15kwI23PP，n，n5.15X0.99X0.964.89kwII21PP，n4.89X0.984.79kwIII63,各軸輸入轉(zhuǎn)矩4.0332i3

8、.1023機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 T=9550p=9550 x5.474.9=54.455nmd/n-960oT=9550P/=9550，5.3%=213nm/n/238iT=9550P/=9550 x5.1576724=641.03nm#n76.724IIT=9550P/9550 x4.89242=1929.7nmn/24.2in=9550 x4.7絲42=1890.26nm六，高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)1,選定高速級(jí)齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)按傳動(dòng)方案選用直齒圓錐齒輪傳動(dòng)。輸送機(jī)為一般工作機(jī)械，速度不高，故選用8級(jí)精度。材料選擇引用教材表10-1選擇小齒輪45鋼，調(diào)制處理，平均硬度為235HBS。大

9、齒輪材料為45鋼，正火，硬度為190HBS，二者硬度差為45HBS。選小齒輪齒數(shù)z1=24則z=iz=4.033,24=96.79，取z=97。齒數(shù)2212u=97,24=4.0422,按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算3d2.921bZKT:刃1-0.5uTOC o 1-5 h zHRR=，一般取=1/3RRR教材表10-6查的材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8jMKE已經(jīng)算出T=T=54.455nm；u=4.0421d查表得K=KKKKr=1.15x1.2x1.4x1.098=2.3avaP機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器5)查表得KHN1=L01，%n1=550mPa，取S=1C=Khn%=555.5mPa計(jì)算HS

10、2.3x54.455x103647mm0.3x(1-0.5x0.3)2x4.042.m=d=647=2.69一所以，模數(shù)z124，取標(biāo)準(zhǔn)m=3mm。大端分度圓直徑d1=mz1=3x24=7264.7齒輪相關(guān)參數(shù):1)取Z1=22，則d1=mz1=22x3=66；d2=mz2=22x4.033=88.7，取z2=89，d2=3x89=247mm2)節(jié)錐頂鉅：R=養(yǎng))()1+u=661+4.0422137.408mm23)61=arCtan1=arCtan4.042=1353334)62=76626大端齒頂圓直徑:小齒輪：da1=d1+2mcos61=71.85mm大齒輪：da2=d2+2mcos

11、62=231.3mm5)齒寬b=札R0.3x137.408=41.22mm取b=b2=42mm3,按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算4KT10R(1-0.5%)2Z2；1+u21)已得出T1=213NM；Z1=24；U=4.042；K=KaKvKfKfP=2.32)查表10-5得YFa1=2.65Ya2=2.20YSa1=I，58YSa2=1-78Sa23)查圖10-20c得cf1=420mPac2=320mPaF2機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 ,1一arctan1一arctan1一1353333）u4.042,2-76。6264）大端齒頂圓直徑：小齒輪：dai一d1+2mcos,i一71.85mm大齒輪：da2一d2

12、+2mcos,2一231.3mm5）齒寬b一札R一0.3137.408一41.22mm取耳一b2一42mm6）平均分度圓直徑dm一d0.5%）dm1-d（1-0.5R）-660.85-56.1mmdm2一d（1-0.5R）一2670.85一226.95mmdrm7）當(dāng)量分度圓半徑v2cos,d56.1小r一m1一一31.2mmv12cos,120.91d2226.95r一m_一一1260.8mmv22cos,220.098）當(dāng)量齒數(shù)ZvZ1-dv1-賈-66-73.3vm.cos,.0.9m11dz247Z2一一2一一一2470vm2cos,20.1m229）當(dāng)里齒輪的齒數(shù)比uZv224703

13、3vz,73.7v110）平均模數(shù)mm一m（10.5札）一30.85一2.55機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的尺寸如下：名稱計(jì)算公式結(jié)果模數(shù)M齒數(shù)ZiZ2分度圓直徑dmzdmzi22x3一66d?mz23x89一267mmmm齒頂圓直徑dad+2mcos,da1d1+2mcos,1一71.85mmda2d2+2mcos，2-231.3mm齒寬b=%Rbb242mm節(jié)錐頂鉅Rd(1+U2)2137.408mm平均分度圓直徑dmd(1-0.5Mr)dm1q(1-0.5x%)66x0.85-56.1mdm2(1-0.5xR)267x0.85-226.當(dāng)量分度圓半徑dr一mv2cos,r1m156

14、.131.2mmv12cos,12x0.91d2226.95rm21260.8mmv22cos,22x0.09當(dāng)里齒數(shù)ZvdzZvmcos，mZ1dv1z!6673.3vm1cos,10.9m11dz247Z222470vm2cos,20.1m22當(dāng)里齒輪的齒數(shù)比U112.vz1uzv2247033vz173.7平均模數(shù)mmm(1-0.5牧)2.55機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 七，低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)與高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)是一樣的，其中包括齒面解除疲勞強(qiáng)度計(jì)算、齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算和校核。計(jì)算過(guò)程省略，得一下數(shù)據(jù)：名稱計(jì)算公式結(jié)果法面模數(shù)m3.0mm法面壓力角20齒數(shù)Z1Z23197傳動(dòng)比i33.

15、102分度圓直徑d1d293mm291mm齒頂圓直徑da1二d1+2ha*mda2二d2+2ha*科99mm297mm中心矩m(z1，z2)a192mmCt2cos齒根圓直徑dfd-2(ha*+c*)mdf184mmdf2282mm齒寬BB198mmB293mm八，鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)傳動(dòng)比i=3.170主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n二%=朗.2久迅虛擬電動(dòng)機(jī)額定功率P=Piii=4.89kw機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 (1)輪齒取Z119,則Z2i，Z13.17x1960.23，取Z2=61計(jì)算功率查表9-6,kA卩查圖9-13,kzL35單排鏈Pk.kp=1.5x1.35x4.89=9.9kwcaAz鏈條型號(hào)和節(jié)距由Pca

16、和n查表選型號(hào)32A，查表9-1，p=50.8mm連接和中心矩初選a0(3050)p(3050)x50.8二(15002500)mm取a01800mmLP0晉+寧(罟)2彳2x皿()2坐50.8221800112.13取Lp112mm查表9-7匚0.24467af1P2Lp-(z1+z2)最大中心矩二0.24467x2x112-(19+61)1789.8mm5）鏈速v和潤(rùn)滑方式n1zL24.2xl9x50.8v一1_一一0.389m/s60 x100060 x1000查圖9-14采用地油潤(rùn)滑6）壓軸力Fpp489有效圓周力Fe-1000p-1000 x,12570.69Nv0.389水平布置K

17、p一1-15Fp，$Fe-口5x12570.69-144555N九，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（一）軸的材料選擇和最小直徑估算根據(jù)工作條件，初選軸的材料為45鋼，調(diào)制處理。按扭矩強(qiáng)度法31p進(jìn)行最小直徑估算，即：di-A0P。除算軸徑時(shí)，若最小直徑軸段minln開(kāi)有鍵槽，還要考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的影響。當(dāng)該軸段截面上有一個(gè)鍵槽時(shí)，d增大5%7%，兩個(gè)鍵槽增大10%15%,A0值杳表可知，對(duì)于45鋼A0為103126.確定高速軸A01-126，中間軸A02-120,低速軸A03-112機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器最小直徑估算機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器d1mm225mmd2.33.78mm2mind3.45.517

18、mm3min高速軸：d1125mmd12=30mmd13=35mmd14=40mmd15=35mmd16=25mml11=60mml12=52mmd1iA匕126X】547422.5mm高速軸：Iniv960，最小直徑處要安裝一鍵槽來(lái)連接聯(lián)軸器d1mind1min（1，7%）=09呦,取犒“2歸3p3531d2iA02J匕120 x33.78mm中間軸：minn2238，取d2min=35呦33515d3iA03和匕112xJ45.517mm低速軸：3mm03l叫26.724最小直徑處安裝一鍵槽來(lái)連接鏈d345517x（1+7%）487mm取d3mln50mm（二）減速器的裝配草圖設(shè)計(jì)根據(jù)軸上

19、零件的結(jié)構(gòu)、定位、裝配關(guān)系、軸向?qū)挾燃傲慵g的相對(duì)位置等要求，初步設(shè)計(jì)減速器草圖。草圖相見(jiàn)附圖（三）減速器軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）各軸段直徑的確定d11:最小直徑，安裝聯(lián)軸器。d11=d1min25mmd12:密封處軸段，采用氈圈密封，取標(biāo)準(zhǔn)值d12=30mmd13:滾動(dòng)軸承處，d13=35mmd14:軸肩處，d14=40mmd15:滾動(dòng)軸承處,d15=35mmd16:最小直徑安裝高速級(jí)齒輪，d16=25mm（2）各軸段的長(zhǎng)度確定l11:由聯(lián)軸器的寬度決定，選擇具有彈性元件的撓性聯(lián)軸器HL2，Y型，軸空長(zhǎng)度為52mm，d=25mm，ln=60mm機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 低速軸：d31=

20、50mmd32=55mmd33=61mmd34=50mm131=35mm=91mm=10mm=96mm3,低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）各軸段直徑的確定d31:安裝軸承d31=d3min=50呦d32:安裝低速大齒輪，d32=55mmd33:定位軸肩，d33=61mmd34:安裝軸承，d34=50mm（2）各軸段長(zhǎng)度的確定131:由軸承，擋油環(huán)，裝配關(guān)系確定，13i=35mm:由低速大齒輪寬度確定，B=93mm,132=91mm:軸肩定位，133=10mm=123+122+121-10=96mm十，減速器軸的強(qiáng)度校核計(jì)算（以中間軸齒輪軸為例）1力學(xué)模型建立軸的力學(xué)模型圖機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 #機(jī)械設(shè)計(jì)二

21、級(jí)減速器 左圖為軸的力學(xué)模型圖2,計(jì)算軸上作用力軸上作用力:機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 RAV1331.678NRbv137.2N工MBVRAV(l1+12+13)-Fr3(l213)Fr213-Fa2，=0nRv1331.678NAV工MAVFr311+RBV(11+12+13)+Fr2(11+12)+Fa2=0nR137.2NBV2,水平支反力Ft?機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 #機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 #左圖為水平支反力圖機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 #機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 #Rbh235.5NRAH-2574.05N(3)總支反力A點(diǎn)總支反力:FraRah2+Rav22574.052+1331.672總支反力：人289

22、8NRAFrb272.56NFt3工MAHFt311-Ft2(11+12)+RBH(11+12+13)=0nR口235.5NBH工MBHRAH(11+12+13)-Ft3(12+13)+Ft23=0nRg2574.05NAH機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 #2898NB點(diǎn)總支反力FrbRbh2+Rbv2機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 272.56N機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 MCV=103866.2NmmMDV左=68976.96Nmm左圖為垂直彎矩圖4,繪制轉(zhuǎn)矩、彎矩圖(1)垂直彎矩圖C處彎矩：MCV二RAJ1=1331.68,78二103866.2NmmMDV左=RAV(1112)-Fr312二1331.68,182-1667.2,104D處彎矩：=68976.96N-mmMdv右=-137.2,50-585.16x123.5=-79127.26N-mm機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 #機(jī)械設(shè)計(jì)二級(jí)減速器 #M=-200772NmmCHMg=11775NmmDH(2)水平面彎矩圖C處彎矩：Mcch=-Rah11=-2574x78=-200772NmmD處彎矩：Mdh=Rbh13=235.5x50=11