二級(jí)減速器課程設(shè)計(jì) 青島大學(xué)模板強(qiáng)大

四、減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及傳動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算一、運(yùn)動(dòng)簡圖 圖11電動(dòng)機(jī) 2V帶 3齒輪減速器 4聯(lián)軸器 5滾筒 6輸送帶二、工作條件該裝置單向傳送,載荷稍有波動(dòng)，多灰塵，小批量，兩班制工作,使用期限10年(每年按300天計(jì)算)。三、原始數(shù)據(jù)滾筒直徑D（mm）：450運(yùn)輸帶速度V（m/s）：0.28滾筒周圍力F（N）：12000滾筒長度L(mm)：800四、設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容1 電動(dòng)機(jī)選擇2 主要參數(shù)計(jì)算3 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算4 減速器斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核6.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7. 潤滑密封設(shè)計(jì) 8 參考文獻(xiàn)1 電動(dòng)機(jī)選擇(1)選擇電動(dòng)機(jī)類型 按工作要求和條件，選用Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓380V.(2)選用電動(dòng)機(jī)容量nw =（60×1000）v/D=11.89r/minPw=FV/1000=3.36kwV帶傳動(dòng)效率1=0.96滾動(dòng)軸承效率2=0.99 ， 閉式齒輪傳動(dòng)效率3=0.97 ， 聯(lián)軸器效率4=0.99 ， 傳功滾筒效率5=0.96,其中總效率為 Pd=Pw/=4.034kw選用電動(dòng)機(jī)額定功率為4kw通常，V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比范圍為2到4，二級(jí)圓柱齒輪減速器為8到40，則總傳動(dòng)比的范圍為16到160，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：n1d=(16160)×11.89=1901900r/min.符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min、 1000 r/min、 1500 r/min現(xiàn)以這三種對(duì)比查表可得Y132M-6符合要求,故選用它。 Y132M-6 (同步轉(zhuǎn)速1000r/min)的相關(guān)參數(shù) 表1額定功率滿載轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)質(zhì)量價(jià)格傳動(dòng)比4.0kw960r/min75kg1443 元i2. 主要參數(shù)的計(jì)算(1)確定總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比ia=nm/nw=960/11.89=80.74取V帶傳動(dòng)單級(jí)傳動(dòng)比i01=2.8，減速器的總傳動(dòng)比i為：i=ia/i01=28.836 i12=(1.4i)1/2=6.354 i23=i/i12=4.538初分傳動(dòng)比為i1=2.8，i2=6.354 ，iv帶=4.538 (2)計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 本裝置從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)有三軸，依次為，軸，則1、各軸轉(zhuǎn)速n1=nm/iw=343 r/minn2=n1/i1=54 r/minn3=n2/i2= 11.9 r/min2、各軸功率P1=Pd01=Pd×v帶= 4.0 × 0.96=3.84kwP2=P112=P1×軸承×齒輪=3.84× 0.99×0.97=3.69 kwP3=P223=P2×軸承×齒輪= 3.69× 0.99×0.97=3.54kw3、各軸轉(zhuǎn)矩Td=9550Pd/nd=40.1N.mT1=Tdi帶01=107.79 N.mT2=T1i112=657.7 N.mT3=T2i223=2866.15 N.m表2項(xiàng)目電機(jī)軸高速軸中間軸低速軸轉(zhuǎn)速9603435411.9功率4.03.843.693.54 轉(zhuǎn)矩 40.01107.79657.7 2866.15 傳動(dòng)比2.86.3544.538效率0.96 0.960.9223. V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)確定計(jì)算功率查表可得工作情況系數(shù)故Pca=kA×P= 1.2×4.0=4.8 kw(2)選擇V帶的帶型根據(jù)，由圖可得選用A型帶。(3)確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速1、初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。查表8-6和8-8可得選取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1= 125 mm2、驗(yàn)算帶速按計(jì)算式驗(yàn)算帶的速度v=dd1n/60×1000= 6.28s因?yàn)?，故此帶速合適。3、計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑按式(8-15a)計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2=iv帶dd1=2.8×125=350mm根據(jù)教材表8-8，圓整得dd2= 355mm。(4)確定V帶的中心距和基準(zhǔn)直徑（1）按計(jì)算式初定中心距 （2）按計(jì)算式計(jì)算所需的基準(zhǔn)長度=1644mm查表可選帶的基準(zhǔn)長度Ld=1600mm（3）按計(jì)算式計(jì)算實(shí)際中心距aa0+(LdLd0)= 452mm(5)驗(yàn)算小帶輪上的包角(6)計(jì)算帶的根數(shù)由查表可得根據(jù)和A型帶，查表可得、。 故取V帶根數(shù)為4根4 減速器斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)高速級(jí)齒輪1、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）按圖所示的傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）運(yùn)輸裝置為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度。（3）材料選擇：查表可選擇小齒輪材料為40(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS；大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。（4）選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，?。?）選取螺旋角，初選螺旋角2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按計(jì)算式試算即（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值因?yàn)樵瓌?dòng)機(jī)為電機(jī)所以試選，由圖10-26，則有小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩查圖10-30可選取區(qū)域系數(shù) 查表10-7可選取齒寬系數(shù)查表10-6可得材料的彈性影響系數(shù)。查圖10-21d得按齒面硬度選取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。按計(jì)算式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查圖可選取接觸疲勞壽命系數(shù)，。計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)，按計(jì)算式(10-12)得（2）計(jì)算相關(guān)數(shù)值試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得計(jì)算圓周速度計(jì)算齒寬及模數(shù)計(jì)算總相重合度計(jì)算載荷系數(shù)查表可得使用系數(shù)，根據(jù)，7級(jí)精度，查表10-8可得動(dòng)載系數(shù)，由表10-4查得的值與直齒輪的相同，為1.419 ，故載荷系數(shù)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，按計(jì)算式得計(jì)算模數(shù)3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按計(jì)算式(10-17)試算即（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值、計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)縱向重合度，查圖10-28可得螺旋角影響系數(shù)。查圖可選取區(qū)域系數(shù)，則有查表取應(yīng)力校正系數(shù)，。查表取齒形系數(shù)，。(線性插值法)查圖10-20C可得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。查圖可取彎曲疲勞壽命系數(shù)，。計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 ，取彎曲疲勞安全系數(shù)，按計(jì)算式(10-22)計(jì)算得計(jì)算大、小齒輪的并加以計(jì)算大齒輪的數(shù)值較大。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，故取，已可滿足彎曲強(qiáng)度，但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)，于是有取，則4、幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距將中心距圓整為。（2）按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。（3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑（4）計(jì)算齒輪寬度圓整后取，。5、 三維建模 低速軸大齒輪 （1）從toolbox調(diào)用齒輪如下圖（2） 填入相關(guān)數(shù)據(jù)如下圖（3） 生成齒輪如下圖（4） 再把齒輪作進(jìn)一步修改以下面早圖為輪廓以齒輪軸線為軸，做旋轉(zhuǎn)切除。 （5） 在做倒角和圓角（6） 以PlaneMid為對(duì)稱面做旋轉(zhuǎn)切除、圓角、倒角的鏡像（7） 作如下草圖進(jìn)行拉伸切除（8） 在做此特征的圓周陣列，如下圖（9） 作如下草圖，在做拉伸切除繪制其他齒輪都很類似，在此不在敘述(2)低速級(jí)齒輪1、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）按圖所示的傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）運(yùn)輸裝置為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度。（3）材料選擇，在同一減速器各級(jí)小齒輪(或大齒輪)的材料，沒有特殊情況，應(yīng)選用相同牌號(hào)，以減少材料品種和工藝要求，故查表可選擇小齒輪材料為40(調(diào)質(zhì))，硬度為52HRC；大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為45HRC.（4）選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)（5）選取螺旋角，初選螺旋角2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按計(jì)算式試算即（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩查表10-7可選取齒寬系數(shù), 查圖10-26可選取區(qū)域系數(shù)，則有查表可得材料的彈性影響系數(shù)。查圖得按齒面硬度選取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。按計(jì)算式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查圖可選取接觸疲勞壽命系數(shù)，。計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù),于是得（2）計(jì)算相關(guān)數(shù)值試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得計(jì)算圓周速度計(jì)算齒寬及模數(shù)計(jì)算總相重合度計(jì)算載荷系數(shù)查表可得使用系數(shù)，根據(jù)，7級(jí)精度，查表可得動(dòng)載系數(shù)，故載荷系數(shù)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，按計(jì)算式得計(jì)算模數(shù)3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按計(jì)算式試算即（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)縱向重合度，查圖可得螺旋角影響系數(shù)。計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)查表可取齒形系數(shù)，。查表可取應(yīng)力校正系數(shù)，。(線性插值法)查圖可得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。查圖可取彎曲疲勞壽命系數(shù)，。計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)，按計(jì)算式計(jì)算計(jì)算大、小齒輪的并加以計(jì)算大齒輪的數(shù)值較大。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，故取，已可滿足彎曲強(qiáng)度，但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)，于是有取，則4、幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距將中心距圓整為。（2）按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。（3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑（4）計(jì)算齒輪寬度圓整后取，。5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算因?yàn)闇p速器的各軸設(shè)計(jì)基本類似，所以以低速軸為例進(jìn)行設(shè)計(jì)及校核！低速軸的設(shè)計(jì)1、求作用在齒輪上的力因?yàn)楦咚佥S的小齒輪與中速軸的大齒輪相嚙合，故兩齒輪所受的、都是作用力與反作用力的關(guān)系，則2、選取材料可選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3、計(jì)算軸的最小直徑，查表可取軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器，下面進(jìn)行聯(lián)軸器的選擇：1、）聯(lián)軸器類型選擇為了隔離振動(dòng)與沖擊，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。2、）載荷計(jì)算公稱轉(zhuǎn)矩T=9.55106P/n=2841N.M由表14-1 查得KA=1.3，故由式（14-1）得計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 Tca=KAT=3693.3 N.M3、）型號(hào)選擇從GB 4323-84 中查得TL11型彈性套柱銷聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為4000N.M 符合 要求，軸徑為80 mm。4、軸徑和軸段：（1）、為了滿足半聯(lián)軸器安裝的軸向定位要求，最外段的長為172mm，它的臨段徑向要有軸肩定位。（2） 、初選圓錐滾子軸承30220，其尺寸為dDTBC=100180373429 （3） 、取齒輪1、3距箱體內(nèi)壁距離為12.5mm，中速軸中間的軸肩厚度為15mm，及齒輪2、3厚度可得箱體內(nèi)寬為210mm（4） 、軸肩定位高度h=（0.070.1）d（5）、非定位軸肩是為了加工和裝配方便而設(shè)置的，其高度沒有嚴(yán)格要求，一般取為12。（6）、擋油環(huán)，軸套的部分尺寸參考軸肩定位。（7）、聯(lián)軸器內(nèi)端距端蓋螺帽外端為20mm螺釘M18 的k=11.5 ，墊片厚度均為2mm。（8）、軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用普通平鍵型連接。軸與齒輪連接采用平鍵，L=80，齒輪輪轂與軸的配合為。同樣半聯(lián)軸器與軸連接，采用鍵。半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為。5、軸上齒輪所受切向力，徑向力，軸向力，。6、求兩軸承所受的徑向載荷和將軸系部件受到的空間力系分解到鉛垂面和水平面上兩個(gè)平面力系圖一圖二圖三 9、求兩軸承的計(jì)算軸向力和對(duì)于型軸承，軸承的派生軸向力故 10、求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷和查表可得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)分別為：對(duì)于軸承1 ，對(duì)于軸承2 ，因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)載荷平穩(wěn)，按表13-6，取則。11、求該軸承應(yīng)具有的額定載荷值因?yàn)閯t有預(yù)期壽命 故合格12、彎矩圖的計(jì)算水平面： ,.AB段：彎矩為0BC段： CD段： 鉛垂面：,.AB段彎矩為0BC段: CD段： 做彎矩圖如下從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面處的、及的值列于下表 表5載荷水平面垂直面支持力彎矩總彎矩扭矩13、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險(xiǎn)截面)的強(qiáng)度。根據(jù)計(jì)算式及上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表可得，因此，故安全。7、確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為，各軸肩處圓角半徑為2。6.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，大端蓋分機(jī)體采用配合.1. 機(jī)體有足夠的剛度在機(jī)體為加肋，外輪廓為長方形，增強(qiáng)了軸承座剛度2. 考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱。因其傳動(dòng)件速度小于12m/s，故采用侵油潤油，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH為27mm為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為3. 機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性.鑄件壁厚為12，圓角半徑為R=3。機(jī)體外型簡單，拔模方便.4. 對(duì)附件設(shè)計(jì) A 視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M8緊固B 油螺塞：放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。C 油標(biāo)：油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出.D 通氣孔：由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡.E 蓋螺釘：啟蓋螺釘上的螺紋長度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋.F 位銷：為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度.G 吊鉤：在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體.減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱符號(hào)計(jì)算公式結(jié)果箱座壁厚12箱蓋壁厚10箱蓋凸緣厚度18箱座凸緣厚度18箱座底凸緣厚度30地腳螺釘直徑M22地腳螺釘數(shù)目查手冊(cè)4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑M18機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑=（0.50.6）M14軸承端蓋螺釘直徑=（0.40.5）10視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）8定位銷直徑=（0.70.8）10，至外機(jī)壁距離查機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表4342622，至凸緣邊緣距離查機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表42820外機(jī)壁至軸承座端面距離=+（812）55大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離>1.215齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離>15機(jī)蓋，機(jī)座肋厚m1=9 m= 9軸承端蓋外徑+（55.5）112（1軸）130（2軸）230（3軸）軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離127. 潤滑密封設(shè)計(jì)對(duì)于二級(jí)圓柱齒輪減速器，因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號(hào)潤滑，裝至規(guī)定高度.油的深度為H+其中油的粘度大，化學(xué)合成油，潤滑效果好。密封性來講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗度應(yīng)為 密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大，國150mm。并勻均布置，保證部分面處的密封性。8、 減速器裝配體及部分零件圖片9、參考文獻(xiàn)1濮良貴,紀(jì)明剛. 機(jī)械設(shè)計(jì). 7版. 北京:高等教育出版社, 2001 2劉會(huì)英，楊志強(qiáng)。 機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計(jì)43