二級(jí)減速器同軸式說(shuō)明書.doc

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目錄 1 任務(wù)書 2 2 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 3 2.1電動(dòng)機(jī)的選擇 3 2.1.1電動(dòng)機(jī)類型的選擇 3 2.1.2電動(dòng)機(jī)功率的確定 3 2.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 3 2.2總傳動(dòng)比的計(jì)算和分配各級(jí)傳動(dòng)比 4 2.3傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 4 3 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 5 3.1第一級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 5 3.2第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 10 4 箱體尺寸計(jì)算與說(shuō)明 15 5 裝配草圖的設(shè)計(jì) 16 5.1初估軸徑 16 5.2初選聯(lián)軸器 17 5.3初選軸承 17 5.4潤(rùn)滑及密封 18 6 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 18 6.1中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 18 6.2低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 21 7 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算 25 7.1高速軸軸承的計(jì)算 25 7.2中間軸軸承的計(jì)算 26 7.3低速軸軸承的計(jì)算 27 8 鍵連接的選擇和計(jì)算 28 8.1 高速軸與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算 28 8.2 中間軸與小齒輪鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算 28 8.3 中間軸與大齒輪鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算 28 8.4 低速軸與齒輪鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算 29 8.5 低速軸與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算 29 9 減速器附件的選擇及說(shuō)明 29 9.1減速器附件的選擇 29 9.2減速器說(shuō)明 30 10 結(jié)論 30 參考文獻(xiàn) 31 1 任務(wù)書 設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的同軸式兩級(jí)圓柱齒輪減速器（如圖），連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn);空載啟動(dòng)較平穩(wěn)。運(yùn)輸帶容許速度誤差為5%。每天8小時(shí)，使用期限8年。設(shè)計(jì)參數(shù)：運(yùn)輸機(jī)最大有效拉力2600N，運(yùn)輸帶速度v=1.5m/s，卷筒直徑D=400㎜。 圖1-1帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 同軸式兩級(jí)減速器徑向尺寸緊湊，但軸向尺寸較大。減速器的輸入輸出軸位于同一軸線兩端。 2 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 電機(jī)的選擇 = = 電動(dòng)機(jī)工作效率 電動(dòng)機(jī)到輸送機(jī)的總效率 根據(jù)表9-6取滾動(dòng)軸承傳遞效率（三對(duì)和卷筒軸承），齒輪傳動(dòng)效率，卷筒傳動(dòng)效率，聯(lián)軸器傳動(dòng)效率 查zd表2-1選電動(dòng)機(jī)額定動(dòng)率為5.5kW 3.2.2 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒軸工作轉(zhuǎn)速 二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比, 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍 =（8~40）71.6 r／min =（560~3200）r／min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為750 r／min、1000 r／min、1500 r／min和3000 r／min四種。選取合適的電機(jī)參數(shù)如下 型號(hào) 功率 kW 同步轉(zhuǎn)速 r／min 滿載轉(zhuǎn)速 r／min Y132S-4 5.5 1500 1460 額定轉(zhuǎn)矩 2.2 最大轉(zhuǎn)矩 2.3 電機(jī)軸直徑D(mm) 38 4、 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算。 4.1傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 4.1.1傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 = = 20.11 4.1.2分配各級(jí)傳動(dòng)比 其中，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，取，兩級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 = = 符合一般圓柱齒輪傳動(dòng)和兩級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比的常用范圍。 4.2 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參考數(shù)的計(jì)算 4.2.1 各軸轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)軸為0軸，減速器高速軸為Ⅰ軸，中速軸為Ⅱ軸，低速軸為 Ⅲ 軸。 ==1440r/min 4.2.2 各軸功率 4.2.3 各軸扭矩 Nm Nm Nm Nm Nm 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)如下表： 軸名 參數(shù) 電動(dòng)機(jī)軸 高速軸Ⅰ 中速軸Ⅱ 低速軸Ⅲ 卷筒軸 轉(zhuǎn)速n (r／min) 1440 1440 321.1 71,606 71.606 功率P（kW） 5.5 5.445 5.18 4.92 4.774 扭矩T（Nm） 36.48 36.11 154.06 656.17 636.7 傳動(dòng)比 i 1 4.484 4,484 1 效率η 0.99 0.98 0.96 0.93 5.2 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 5.2.1 高速級(jí)齒輪強(qiáng)度設(shè)計(jì) 輸入功率，轉(zhuǎn)速，齒數(shù)比，工作壽命8年（每天8 h ）。 1、 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。 1） 根據(jù)傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2） 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級(jí)精度。選用軟齒面齒輪傳動(dòng) 3） 材料選擇。 選擇小齒輪材料為45，調(diào)質(zhì)，硬度為240HBS， 大齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為220HBS，二者材料硬度差為20HBS。 4） 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取。 2、 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值。 ① 試選載荷系數(shù)， ② 計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩， ③ 由于同軸式聯(lián)軸器需要軸向尺寸，由jxsj表10-13選取齒輪寬系數(shù)， ④ 由jxsj表10-12查得材料的彈性影響系數(shù)，節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)(@=20) ⑤ 由jxsj圖10-26按齒面硬度查得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， ⑥ 有jxsj表10-14得查取，有試（10-27）得 10MPa，取 ⑦ 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 ① 計(jì)算圓周速度 <6m/s 6）計(jì)算載荷系數(shù) 有jxsj表10-9差得使用系數(shù)=1由=1.88m/s,8級(jí)精度，由jxsj圖10-10查得動(dòng)載荷系數(shù)=1.12 由jxsj表10-11查得，直齒齒輪傳動(dòng)，齒間載荷分配系數(shù) 故載荷系數(shù) ② 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的的分度圓直徑 ③ 計(jì)算模數(shù)m 有表10-1取2.5mm 分度圓直徑d1=mZ1=2.520=50mm d2=mZ2=2.590=225mm 傳動(dòng)中心距 a=m(Z1+Z2)/2=2.5(20+90)/2=137.5mm 齒寬 b2=b=φdd1=1.250=60mm mm，mm， 驗(yàn)算齒輪圓周速度 V齒=πd1n1/601000=3.14144050/601000=3.77m/s 由jxsj表10-10選齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)8級(jí)合宜 4)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 由課本P148式（10-26）得 =(2kT1/d1mb)YFS1≤[] 由表10-15查得： ， ， 由圖10-28查得， 由圖10-28查得取彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù) 計(jì)算兩輪的許用彎曲應(yīng)力 =(2kT1/d1mb)YFS1 =（21.187236110)/(40502.5）2.81.55Mpa =74.42Mpa＜[σF1]=368MPa σF2=(2kT1/d1mb)YFS2 =（21.187236110)/(40502.5）2.21.78Mpa =67.15Mpa＜[σF2]=344MPa 2） 低速軸 輸入功率，轉(zhuǎn)速，齒數(shù)比，工作壽命8年（每天8 h ）。 因?yàn)榇寺?lián)軸器同軸式聯(lián)軸器，故選用相同時(shí)輪用高速齒輪進(jìn)行校核。看是否符合條件。 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 由課本P148式（10-29）得 =(2kT1/d1mb)YFS1≤[] 由表10-15查得： ， ， 由圖10-28查得， 由圖10-28查得取彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù) 計(jì)算兩輪的許用彎曲應(yīng)力 =(2kT1/d1mb)YFS1 =（21.1872154060)/(40502.5）2.81.55Mpa =317.5Mpa＜[σF1]=368MPa σF2=(2kT1/d1mb)YFS2 =（21.187236110)/(40502.5）2.21.78Mpa =286.5Mpa＜[σF2]=344MPa 有結(jié)果得符合強(qiáng)度校驗(yàn) 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。 高速級(jí) 低速級(jí) 小齒輪 大齒輪 小齒輪 大齒輪 傳動(dòng)比 4.484 模數(shù)（mm） 2.5 中心距（mm） 137.5 嚙合角 齒數(shù) 20 90 20 90 齒寬（mm） 65 60 65 60 直徑 （mm） 分度圓 50 225 50 225 齒根圓 46.875 221.875 46.875 227.5 齒頂圓 52.5 227.5 52.5 227.5 ）輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 高速軸 參數(shù)=5.445，n=1440 1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 由于設(shè)計(jì)的是單級(jí)減速器的輸入軸，屬于一般軸的設(shè)計(jì)問(wèn)題，選用45#正火鋼，硬度170～217HBS，抗拉強(qiáng)度σb=650Mpa，許用彎曲應(yīng)力600 2、估算軸的基本直徑 根據(jù)jxsi式14-2，對(duì)45鋼取A=110 考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d1=17.449(1+5%)mm =18.375mm 3)確定各軸段軸頸直徑和長(zhǎng)度 1）周徑。 因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)直徑為38 故從聯(lián)軸器開始向左取為=19mm=22mm（d+0.14d）=25mm查軸承內(nèi)徑=35=25mm軸承內(nèi)徑 2）軸長(zhǎng)。取決于軸零件的寬度以及他們的相對(duì)位置 。選用N209E其寬度為B=10；齒輪端面到箱體壁間距離a=15mm；考慮鑄造誤差，裝配時(shí)留有余地，取滾輪軸承與箱體內(nèi)邊距s=5mm；軸承處箱體凸緣寬度，應(yīng)按箱體與箱座連接螺母尺寸及結(jié)構(gòu)要求確定，暫定：該寬度B=軸承寬+0.1a+20mm.綜上，每段取值為=28mm，=56mm，=35mm，=65mm，=20mm，=15mm 3)考慮軸的工藝特性 考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝特性，在軸的左右端均制成2*45倒角；左端支撐軸軸承的軸頸磨削加工到位，留有砂輪越程槽；為便于加工，齒輪，半聯(lián)軸器處的鍵槽不知在鍵槽處在同一母線上。 強(qiáng)度計(jì)算 1）求齒輪上作用力大小和方向 先做出力學(xué)模型，如圖取集中載荷作用于齒輪及軸承中點(diǎn)。 轉(zhuǎn)矩 T=9550*P/n=36110N/mm 圓周力 =9550*P*2/（d*n）=1444.4N 軸向力 各力方向如圖所示 按平面力系列平衡方程式進(jìn)行計(jì)算 Xy面 得 , zy面 得 ,得 畫當(dāng)量彎矩圖 6】判斷危險(xiǎn)面及驗(yàn)算強(qiáng)度 （1）當(dāng)剖面在處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與旁邊相差不大故剖面為危險(xiǎn)面。 已知,=59MPa < (2)剖面處雖然扭矩小，但直徑小，也為剖面危險(xiǎn)面。 ， }}}}]]]]】】】軸零件圖 中速軸速軸 參數(shù)=5.18Kw，n=321r/min，T=154N/m 1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 由于設(shè)計(jì)的是單級(jí)減速器的輸入軸，屬于一般軸的設(shè)計(jì)問(wèn)題，選用45#正火鋼，硬度170～217HBS，抗拉強(qiáng)度σb=650Mpa，許用彎曲應(yīng)力600 2、估算軸的基本直徑 根據(jù)jxsi式14-2，對(duì)45鋼取A=110 3)確定各軸段軸頸直徑和長(zhǎng)度 1）周徑。初選滾動(dòng)軸承。因軸承只受有徑向力的作用，故zds書14-4選用圓柱滾子軸承選軸承N207E參數(shù)為d*D*B=35*62*16 故從軸承開始向左取為=35mm=42mm（d+0.14d）=48mm=齒輪安裝尺寸=35mm軸承內(nèi)徑 2）軸長(zhǎng)。取決于軸零件的寬度以及他們的相對(duì)位置 。選用N209E其寬度為B=10；齒輪端面到箱體壁間距離a=15mm；考慮鑄造誤差，裝配時(shí)留有余地，取滾輪軸承與箱體內(nèi)邊距s=5mm；軸承處箱體凸緣寬度，應(yīng)按箱體與箱座連接螺母尺寸及結(jié)構(gòu)要求確定，暫定：該寬度B=軸承寬+0.1a+20mm.綜上，每段取值為=36mm，=60mm，=110mm，=65mm，=36mm 低速軸速軸 參數(shù)=4.92Kw，n=79.6r/min，T=656.17N/m 1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 由于設(shè)計(jì)的是單級(jí)減速器的輸入軸，屬于一般軸的設(shè)計(jì)問(wèn)題，選用45#正火鋼，硬度170～217HBS，抗拉強(qiáng)度σb=650Mpa，許用彎曲應(yīng)力600 2、估算軸的基本直徑 根據(jù)jxsi式14-2，對(duì)45鋼取A=110 有鍵槽軸頸增加5%=47.4.查zds表13-4的聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)。故=48 3)確定各軸段軸頸直徑和長(zhǎng)度 1）周徑。開始向左取為=48mm=54mm（d+0.14d）=55mm查軸承內(nèi)徑初選滾動(dòng)軸承。因軸承只受有徑向力的作用，故查指導(dǎo)書表14-4選用圓柱滾子軸承選軸承N211E參數(shù)為d*D*B=55*100*21 故=60安裝尺寸=70mm軸承內(nèi)徑=74mm=55mm軸承內(nèi)徑 2）軸長(zhǎng)。取決于軸零件的寬度以及他們的相對(duì)位置 。選用N209E其寬度為B=10；齒輪端面到箱體壁間距離a=15mm；考慮鑄造誤差，裝配時(shí)留有余地，取滾輪軸承與箱體內(nèi)邊距s=5mm；軸承處箱體凸緣寬度，應(yīng)按箱體與箱座連接螺母尺寸及結(jié)構(gòu)要求確定，暫定：該寬度B=軸承寬+0.1a+20mm.綜上，每段取值為=84mm，=56mm，=41mm，=65mm， =10mm=10mm=20mm=21mm