减速器二级圆柱齿轮.docx

1传动系统1选择电动机类型按工作要求和工况条件，选用三相笼异步电动机，封闭式结构，电压为380V, 丫型。2选择电动机的容量电动机的功率为由电动机至运输带的传动总效率为人=小博"”4 ”5式中：小,久,%,人,“分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器 和卷筒的传动效率。取尸0.96 （带传动）,该=0.98 （滚子轴承）， 7/3=0.97 （齿轮精度为8级）,-4=0.99 （弹性联轴器）,775=0.96（条件），那么片0.96 - 0,984 - 0,972 - 0.99 - 0.96=0.79所以匕二Fv _ 2300X1.4IOOO77J1000X0.79=4.08KW3确定电动机转速卷筒轴转速为n=6OX1OOOV_6OX1OOOX1.4TlD - 3.14X350=76.4r/min按表推举的传动比合理范围，取V带传动的传动比弓二24,二级圆柱齿轮减速器传动比 力二840,那么电动机到卷筒的总传动比合理范围为4=16160。故电动机转速的可选范围为 nfd=i -n= （16160） X76.4=1222.412224r/min从表中查出电动机的型号，综合考虑多方面因素，选择电动机型号为Y132S-4。4二级减速器传动比安排按绽开式二级圆柱齿轮减速器推举高速级传动比“二（1.3-1.5） %，取“二142,得 i1=V1.4i=V1.4 X 27.33=6.19低速轴结构简图依据轴向定位要求，确定轴的各段直径和长度(1) I段与联轴器协作取4 =70mm,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上取4二60mm。(2)为了满意半联轴器的轴向定位，II段右侧设计定位轴肩，由表毡圈油封的轴颈取二75mm，由轴从轴承孔端面伸出15-20mm,由结构定取Ln =56mmo(3)轴肩m为非定位轴肩初选角接触球轴承，取d广80mm考虑轴承定位稳定，与略小于轴承宽度加挡油环长度，取乙二35mm。(4)依据轴上零件(轴承)的定位要求及箱体之间关系尺寸，取dw=90mm, LIV =48mmo(5)轴肩V为定位轴肩，直径应大于安装于轴上齿轮内径6-10mm,且保证/ 210mm，取外=100mm, Lv =10mmo(6) VI段安装齿轮，取d/"90mm,考虑齿轮轴向定位，乙丫略小于齿宽，齿轮右端用套筒定位。取L/y=84mm(7)轴肩Vin间安装角接触球轴承为7014AC取(/=80mm,依据箱体结构取40mm(8)轴上齿轮、半联轴器零件的轴向定位均采纳平键连接。由表查得平键bXh=20X12 (GB1095-2003),键槽用键槽铳刀加工，长为80mm。同样半联轴器与轴的联接，选用平键bXh=20X 12,键长选择 55mmo轴端倒角1.5义45° ,各轴肩处圆角半径R=l.6mm。2 .中速轴尺寸中速轴结构简图3.高速轴尺寸高速轴结构简图4低速轴的校核由于低速轴上所承受的转矩最大，所以仅对低速轴按弯扭合成强度条件进行 校核计算。（1）轴强度的校核计算1）轴的计算简图2）由于水平面受力未知，所以只按垂直面进行校核。（2）弯矩图依据上述简图，按垂直面计算各力产生的弯矩，做出垂直面上的弯矩用v图。丁/=1956.68 Nni, 7=1996.61111 Tin ,齿轮分度圆直径 d=333mni,对于7016AC型轴承，由手册中查得a=34.9mm,得到做为简支梁的轴的支撑跨距 Z2H3=62+117. 5=179. 5mm及二2TIII 2X1956.8X1000 - cii z=11. 81kN333Ft'tana tan20°cos/? COS18.417X11.81=4. 53kNFa=Ft - tanp=ll. 81xtanl8.41°=3. 93kNFnvi=Ft'FnV2 =Ft "-=11. 81x 117,5 =7. 73kNG+b117.5+62-=11. 81x -=4. 08kNl2+l3117.54-62MvFNV2 x %=4 08x0. 1175=0. 4794kN-m载荷分析图水平垂直面由装配图俯视受力视角打算 水平面M 厂 d 3.93X0.333 八 NTMa=Fa -=0.65kN-m2Nhl =82-Mq_ - 0.65 Z2 + Z3 -0.1795=-2.06kNFn/i2 二Fr'l3+Ma 4.53X0.1175+0.6512 +，30.1795=6.61kNMH1=FNV1 x /2=7.73x0.062=0.48kN- mMH2=FNV2 X Z3=4.08x0.1175=0.48kN- m总弯矩Mi=/V0.482 + 0.482=0.68kN- m+ M2=V0.482 + 0.482=0.68kN- m(3)扭矩图轴的载荷分析图(4)校核轴的强度取a=0.6,由表查得"_i=60MPa,由表查得t=7. nd3 bt(b-t)2 7TX903 22x7x(90-7)2 (W=-=-=65. 64m32 2d 322x90品二叵严=3口8. 345MPa<5_1>60MPa 故强度足够。4润滑及密封类型选择润滑方式齿轮采纳飞溅润滑，在箱体上的四个轴承采纳脂润滑，在中间支撑上的两个轴承采纳油润滑。4.1 密封类型的选择.轴伸出端的密封轴伸出端的密封选择毛毡圈式密封。1 .箱体结合面的密封箱盖与箱座结合面上涂密封胶的方法实现密封。2 .轴承箱体内，外侧的密封(1)轴承箱体内侧采纳挡油环密封。(2)轴承箱体外侧采纳毛毡圈密封。5减速器附件设计观看孔及观看孔盖的选择与设计观看孔用来检查传动零件的啮合，润滑状况，并可由该孔向箱内注入润滑油。平常观看孔盖 用螺钉封住，。为防止污物进入箱内及润滑油渗漏，在盖板与箱盖之间加有纸质封油垫片， 油孔处还有虑油网。5.1 油面指示装置设计油面指示装置采纳油标指示。5.2 通气器的选择通气器用来排出热膨胀，持气压平衡。查表表15-6选/36x2型通气帽。5.3 放油孔及螺塞的设计放油孔设置在箱座底部油池的最低处，箱座内底面做成L5。外倾斜面，在排油孔四周做成 凹坑，以便能将污油放尽，排油孔平常用螺塞堵住。5.4 起吊环的设计为装卸和搬运减速器，在箱盖上铸出吊环用于吊起箱盖。5.5 起盖螺钉的选择为便于台起上箱盖，在上箱盖外侧凸缘上装有1个启盖螺钉，直径与箱体凸缘连接螺栓直径 相同。5.6 定位销选择为保证箱体轴承座孔的锤孔精度和装配精度，在精加工轴承座孔前，在箱体联接凸缘长度方 向的两端，个装配一个定位销。采纳圆锥销，直径是凸缘连接螺栓直径的0.8倍。6.主要尺寸及数据箱体尺寸：箱体壁厚5=9mm箱座凸缘厚度 b=13.5mm箱盖凸缘厚度瓦=13.5mm箱座低凸缘厚度b2=22.5mm地脚螺栓直径d尸20mm地脚螺栓数目n=4轴承旁联接螺栓直径由二M16机座与机盖联接螺栓直径刈二M12轴承端盖螺钉直径区二M10df ,dizd2至外箱壁的距离ci =21mmdf , d2至凸缘边缘的距离C2 =24mm轴承旁凸台半径Ri=24mm凸台高度依据低速轴承座外半径确定外箱壁至轴承座端面距离Li二55mm 以上数据参考机械设计课程设计指导书所以 %=i/ii=2733/619=4425计算各轴转速按公式计算，得I 轴几 r =i=464.52 r/ m i n / Iq 3.1II 轴九= U二，；：；2=75.04r7minin 轴 n 尸，=16.98r/min卷筒轴九/尸i/犷lGS817min6计算各轴输入功率、输出功率按公式计算各轴的输入功率，得I 轴尸/二Pd -01=Pd 小二408)<0.96=3.92 kWII 轴P =P / /2=P / “2 ”3=3.93 X 0.98 X 0.97=3.73kWHI轴P广P 叩23二P “2 ”3=3.73 X 0.98 X 0.97=3.55kW卷筒轴P=P/%4=P/,' 774=3.55X0.98X0.99=3.44 kW各轴的输出功率为输入功率乘轴承效率0.98,分别为I 轴P：=P 1 -7/2=3.92 X 0.98=3.84 kWII 轴P，二尸 - 772=3.73 X 0.98=3.66 kWIII轴P；=P/ 以=3.55 X 0.98=3.48 kW卷筒轴P1.二P/ 2=3.44X0.98=3.37 kW JI /I7计算各轴的输入、输出转矩按公式计算各轴的输入、输出 转矩。电动机轴输出转矩Td=9550=9550 X -=27. 06 N- ma71m1440I 轴输入转矩T z =9550=9550 X 三一二80. 59 N- m1n 464.52II 轴输入转矩T z/=9550=9550 X 2旦=474. 7 N-m n75.04III轴输入转矩T/厅9550=9550 X 急二 1996. 61 N- mp卷筒轴输入转矩 TZ1/=955O=9550 X -= 1934. 75N- m n.16.98各轴的输出转矩分别为各轴的输入转矩乘轴承效率0. 98o轴名功率 P ( k W )转矩T (N-m)转速n r / m i n传动比效 率n输 入输 出输入输出电动机 轴4.0827. 0614403. 10. 96I轴3.923.8480. 5978. 98464.52n轴3.733.66474.7465.2175.046. 190. 95in轴3.553.481996. 611956.6816.984. 420. 95卷筒轴3.443.371934.751896. 0616.981.000. 972传动零件的设计计算2.1V带设计(1)计算功率Pc由表查得工作状况系数勺=12故Pc=KaP=1.2 X 4.08=4.90kW(2)选取一般V带型号依据外=4.90kW, %=1440r/min,确定选用A型。(3)确定小带轮和大带轮基准直径。八D2由表取D/lOOmm, 8=1%,由公式得D2=iQ - Dr - (1-8)=3.1 X 100 X (1-0.01) =306.9mm 由表取 £>2=300mm。大带轮转速九小(1一£)1440X100X0.99-300300n2 =475.2其误差肯定值小于5%,故允许。(4)验算带速v在5m/s25m/s范围内，带速合适。(5)确定带长和中心距a初步选取中心距a=650mm,由公式得带长L=2a岩仙+” +色萨3.14ccc、 (300-100)=2 X 650h(100+300) +-24X650=1943.4mm由表选用基准长度Ld=2000mm。 由公式计算实际中心距2乙一万(。2+。1)+>/2乙兀(02+01)2 8(02 01)282X2000-3.14X(100 + 300)+72x2000-3.14X(100 + 300)2-8X(300-100)2=678.6mm<700mm(6)验算小带轮包角。i，由公式得%=180°2子义 57.3°=163.11° > 120° 合适(7)确定V带根数z传动比曲二3.1由表查得Po=l32kW由表查得入二0.17kW,七二0.95, KL=1.03z=(P0+APo)KaKL取Z=5根。(8)求压轴力Fq由表查得 q=0.10kg/m,由公式得单根V带的张紧力_500Pc /2,52. 500X4.9Fo-wigTJ + q17 -五百_500Pc /2,52. 500X4.9Fo-wigTJ + q17 -五百-1) +由公式，压轴力为OF0=2zF0sin=2 X4X 138.2 X sin 丝比二1093.6N 222.2高速级齿轮设计1选定齿轮类型，精度等级，材料1）按要求的传动方案，选用圆柱直齿轮传动；2）运输机为一般工作机器，速度不高，故用8级精度；（GB10095-88）3）材料的选择。由表选择小齿轮材料为40G钢（调质），硬度为280HBS,大齿轮的材料为45钢（正火），硬度为240HBS,两者硬度差为40HBS；4）选小齿轮齿数为Zi=21,大齿轮齿数Z2可由Z2="Zi得z2=130,取 130；2确定许用应力由表得OFEirniNOFdnizNSGOM Pa,取 S尸=1.5,那么苧4。MPa由表得OT/NMiNCTHNmzhlZOOMPa,取Sh=1.2,那么二卷詈二 12。MPa3按齿轮弯曲强度设计计算齿轮按8级精度制造，取载荷系数K=l.5,齿宽系数0a=0.4。小齿轮上的转矩7>9.55 X 106 £=9.55 X 106言|f8.06x 104 Nm初步选择螺旋角炉15°。齿形系数=23.30, z2二1=144.25cos315cos315由图查得/i=2.78, YF2=2. 18o因 斤工呈空 > 号2aFl 240fz故应将磊代入公式计算法向模数3 l3.2K,T1y>1COS2/?34X2.78XCOS215°0.4x(6.19+1)x212x240=1. 49mm按表取mn=l. 5mmo中心距中心距=117.2_mn(z14-z2)_l-5x(21 + 130)2cosp 2xcosl5°取 120mm。确定螺旋角叩 arccosmg+z2)=arccosL5x(2i+i30)=193。 l2a2X120齿宽 b=aa=0. 4X 120=48mm取/?2=48mnb b1=53mm4验算齿面接触强度将各参数代入公式可得I(i+1)3KT1 航二305ylI(i+1)3KT1 航二305yl=305 X(6.19+1)346.19X48X12025齿轮的圆周速度7rdini 3.14x1.5x21x464.52 _ _.v=；=0.8m/s60x1000 60X103XCOS19.30°名称小齿轮大齿轮中心距a120mm传动比i6.19模数mn1.5mm螺旋角B19.3°齿数z25130分度圆直径d37.5mm195mm齿顶圆直径40.5mm198mm齿根圆直径力33.75mm191.3mm齿宽b53mm48mm2.3低速级齿轮设计1选定齿轮类型，精度等级，材料1）按要求的传动方案，选用圆柱直齿轮传动；2）运输机为一般工作机器，速度不高，故用8级精度；（GB1009588）3）材料的选择。由表选择小齿轮材料为40。钢（调质），硬度为52HRC,大齿轮的材料为 45钢（正火），硬度为240HBS；4）选小齿轮齿数为Zi=25,大齿轮齿数Z2可由Z2=iZi得 z2=lll;2确定许用应力由表得bFEiml 二。Fdm2=360M Pa,取 Sf=1.5,那么%二瓦2上哭辿1二答二240 MPa、F L5由表得bHUiUbHNNlZOOMPa, 取Sh=1.2, 那么MPa3按齿轮弯曲强度设计计算齿轮按8级精度制造，取载荷系数K=l.5,齿宽系数0a=。4。小齿轮上的转矩72二9.55 X 106 =9.55 X 106 =4. 74x 105 N- m初步选择螺旋角产15°。齿形系数 z皿二苔右二27.74, zv2=-,=123. 17 人 cos315” cos315由图查得/=2.67,田2=2.2。因其旦区laFi 240。尸2故应将需代入公式计算法向模数mn > 3法向模数mn > 33.2KTyYF1cos2P5x2.67xcos215°9a。+1氏2 瓦 JO.4X(4.42 + 1)X252X24O-2. 59mm按表取mn=3mmo中心距a.nln(z1+z2)3x(25+lll)=21L2mm2cosp 2xcosl5取 a=215mmo确定螺旋角 0二arccos四当上包二arccos 3x(25+ui)=1841o 2 cl2x215齿宽 b=aa=O. 4X215=86mm取匕2=86mm,瓦二94mm4验算齿面接触强度将各参数代入公式可得5h=305 卜+?r=305X n 7 iba2(4.42 + 1)354.42X86X2152=777. 42MPa<(TH,平安5齿轮的圆周速度nd1n2 3.14x3x25x75.04 C.v=；=0.31m/s60x1000 60x103xcos18.41°名称小齿轮大齿轮中心距a215mm传动比i4.42模数m几3mm螺旋角B18.41°齿数Z25111分度圆直径d75mm333mm齿顶圆直径481mm339mm齿根圆直径力67.5mm325.5mm齿宽b94mm86mm3轴的设计及效核3.1初步估算轴的直径在进行轴的结构设计之前，应首先初步计算轴的直径。一般按受扭作用下的扭转强度估算各轴的直径，计算公式为式中：7 nP轴所传递的功率，kw；n一轴的转速，r/min;A由轴的需用切应力所确定的系数。由于减速器传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特别要求，应选择常用材料45钢，调质 处理，查得A=103126,那么I 轴八 > 3口=H5x 3/3_=23, 41mm17 nlN 464.52II 轴d/口二 115X,户=42.31nm17 n2 75.04III 轴刈 > 3-115x 3 rHE=66e 94mm1 n3q 16.98将各轴圆整为di=25mni , d2=45 , d3=70 mmo3.2 联轴器的选取iii轴段需要与联轴器连接，为使该段直径与联轴器的孔径相适应，所以需要同时选用联轴 器，又由于本减速器属于中小型减速器，其输出轴与工作机的轴线偏移不大。其次为了能够 使传送平稳，所以必需使传送装置具有缓冲，吸振的特性。因此选用弹性注销联轴器Tccl = kA >,由表查得:工作状况系数Ka =15由表8.5查得：选用LT9型弹性注销联轴器LT9型弹性注销联轴器主要参数为：公称转矩Tn=2OOON m 轴孔长度142mm（Y型）孔径4 =70mm表5-3联轴器形状及安装尺寸型号公称 扭矩 N m许用 转速 r/min轴孔 直径mm轴孔 长度mmD mm转动惯 量 kg m2许用补偿量轴向径向角向TL1O20002300701423150. 66±1.50.41°3.3 初选轴承I轴选轴承为：7006AC；II轴选轴承为:7009AC；III轴选轴承为:7016ACo所选轴承的主要参数如表2-8表5-4轴承的型号及尺寸轴承代 号基本尺寸/mm安装尺寸/mm基本额定/kNammdDBdnDa动载荷 cr静载荷Cor7006AC305513364914.59. 8516.47009AC457516516925.819.521.97016AC80125228911655. 553.234.93.4 轴的结构设计（直径，长度来历）L低速轴的结构图