两级直齿圆柱齿轮减速器项目设计方案

1 两级直齿圆柱齿轮减速器 项目设计方案 第一章设计任务书 1计任务 1、设计带式输送机的传动系统，采用两级直齿圆柱齿轮减速器的齿轮传动。 2、工作条件：二班制，连续单向运转。载荷平稳，室内工作，清洁。 3、使用期限：八年。 4、生产批量：小批量。 5、生产条件：中等规模机械厂，可加工 7精度齿轮及涡轮。 6、动力来源 ：电力，三相交流（ 220/380V）。 7、运输带速度允许误差：土 4% 8、原始数据： 2 输送带的工作拉力 送带的工作速度 v=s 输送带的卷筒直径 d=300二章传动系统方案的总体设计 2动方案的概述 带式输送机传动系统方案如下图 图 电动机； 1 高速级； 2 中速级； 3 低速级； 4 联轴器； 带式输送机由电动机驱动。电动机 0 通过联轴器将动力传入两集圆柱齿轮减速器，再通过联轴器，将动力传至输送机滚筒，带动输送带工作。传动系统采用两级展开式圆柱齿轮减速器，其机构简单，但齿轮箱对轴承位置不对称，因此要求轴有较大的刚度。两级齿轮均为直齿圆柱齿轮的传动，高速级小齿轮位置远离电动机，齿面接触更均匀。 2动机的选择 3 1电动机容量选择 根据已知条件由计算得知工作机所需有效功率 （ 1） 914601000 w（ 2）确定传动总 效率 经查表得： 一对滚动轴承效率 1 =闭式圆柱齿轮传动 为 7级的效率 2 = 弹性联轴器的效率3= 输送机滚筒效率 4 = 估算传动系统的总效率： 9 1 . 3 3 %1 0 23232231d 输送带卷筒的总效率为 : 9 5 . 0 4 %1 0 8 6 . 8 %1 0 09 5 0 3 (3)选择电动机电动荐 80v，三相异步电动机。 (4)选择功率 工作机所需要的电动机输出功率 6 87 7 取手册 Y 系列三相异步电动机技术数据中应满足：dm 4 电动机的额定功率(5)电动机的转速选择 根据已知条件由计算 得知输送机滚筒的工作转速 1 213 0 06060 r/查表按推荐的传动比合理范围 ,二级圆柱斜齿轮减速器传动比 8 25 所以电动机转速的可选范围为dn=n（ 8 25） n=9683025r/该范围内的转速 1000r/500r/000r/主要数据及计算的减速器传动比，列表如下： 表 方 案 电机型号 额定功率 动机转速 传动比 同步r/载 r/ 6 000 960 4 500 1440 2 000 2890 合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，可见第 2 种方案比较合适，因此选用电动机型号为4。 其主要参数：额定功率步满载转速500r/主要性能参数如下表 表 5 图 要外形和安装尺寸见下表 示 表 定功率 （ 满载转速 （ r/ 中心高 (伸出直径 (伸出长度 (4 1440 112 28 60 2动比的分配 1带式输送机传动系统的总传动比： (1) ) 分配减速器传动比油图深度如图 中心高 外型尺寸 : L + 脚安装尺寸 A B 地脚螺栓孔直径 K 轴伸尺寸 DE 装键部位尺寸 F32 400 115 190 265 190 140 12 28 60 8 24 6 尽量使高速级和低速级大齿轮浸油深度相当，故取高速级传动比与低速级传动比 21 3.1 。由此得减速器总的传动比关系为： 223.1 低速级齿轮传动比： =速级齿轮传动比： 4975,2 a 3动系统的运动和动力学参数设计 传动系统各轴的转速、功率和转矩的计算如下： 0轴 电动机轴 m 4400 m d 4 5 09 5 5 0T 01轴 减速器中间轴 7 44001 01 2轴 减速器中间轴 m 60m 1 4 4 0112 1112 3轴 减速器低速轴 m 2 1m 7 6 0223 2 3 1223 4轴 工作机 2134 5 9 5134 将计算结果汇表，如下表 示。 表 代号 电动机 减速器 工作机 0 轴 1 轴 2 轴 3 轴 4 轴 转速 r/440 1440 360 121 121 功率 8 转矩 Nm 1 接、传动件 联轴器 齿轮 齿轮 联轴器 传动比 1 传动效率 三章高速级齿轮设计 3齿面强度设计 已知条件为 齿轮转速 =1440r/动比 4，由电动机驱动，工作寿命 8年，二班制，载荷 平稳，连续单向运转。 1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。 （ 1） 按图 用直齿圆柱齿轮传动，压力角取为 20 （ 2） 带式输送机为一般工作机器，按 10095 1998，选择7级精度，齿根喷丸强化。 （ 3） 材料选择。由课本表 10择小齿轮材料为 45钢（调质），齿面硬度 250齿轮材料为 45钢（正火）齿面硬度 210 4） 初 选 小 齿 轮 齿 数 271 z , 大 齿 轮 齿 数2z = 10842711 2按齿面接触疲劳强度设计 （ 1） 由课本式（ 10算小齿轮分度圆直径，即 3211 12 确定公式中各参数的值 : 9 试选 计算小齿轮传递的转矩。 2 1 0 1 01 4 4 0/1 6 055,9 6161由表 101。 由图 10Z = 由表 10弹性影响系数 由式（ 10算接触疲劳强度用重合度系数Z。 a )2/(co 1 1227/(20c o r c c o s a )2/(co 2 121 0 8/(20c o 8a r c c o s 2/)t t an)t t 2211 ， aa = )20t a t a 820t a a ）（ /2 = 6 1 Z 计算接触疲劳许用应力 H 。 由课本图 10001 , 002 。 10 由式（ 10算应力循环次数： 1N =60 60 ）（ 83008211440 =10 )27/1 0 8/(103 1 7 7 912 10 由手册查取接触疲劳寿命系数 %，安全系数 1。由公式， 540 M P i 380 M P i 取 1 H 和 2 H 中较小者作为该齿轮副的接触疲劳需用应力， H = 2 H =380）试算小齿轮分度圆直径： 3211 12 =3 23 8 0 8 7 41 2 1 0 1 （）（ 4 2）调整小齿轮分度圆直径 1) 计算实际载荷系数前的数据准备 圆周速度 v 00060 144044100060 11 齿宽 b b= 44 4 m 2）计算实际载荷系数 11 由表（ 10得使用系数 1 根据 v=s,7 级精度，由图（ 10得动载系数12.1齿轮圆周力111t /2 =2 21010/44N=955N, 1=1 955/44N/=可知其安全。 （ 3）截面右侧 抗弯截面系数： W=333 1 2451.0 抗扭 截面系数： 3333 1 8 2 2 截面左侧的弯矩： 196 7 94 截面上的扭矩 51 2352373 截面上的弯曲应力： 112196779 截面上的扭转切应力： 31 8 2 2 52 3 5 2 3 73 过盈配合处的k,由附表（ 3插值法求出，并取 ,于是的 k， 轴按磨削加工，由附图（ 3表面质量系数为： 轴未经表面强化处理，即 1q,则按式（ 3及式（ 3得综合系数为： 3 3 ,取 = ,取 =是，轴在截面右侧安全系数 52 7 51 2222 =该轴在截面右侧的强度也是足够的，可知其安全。 第七章 滚动轴承寿命计算 7校核轴承寿命 (1)求比值 : 02890 13深沟球轴承的最大 此时 (2)初步计算当量动载荷 P，根据课本公式（ 13 )( 按照表（ 13，取。 按照表（ 13 X=1，则 184 41(1 =1844N。 （ 3）根据式（ 13 求轴承应有的基本额定动载荷值 53 )1 8 4 41021(1 4 4 060 10)(6010366 h，=68379h38400h ,故 合格。 79校核轴承寿命 （ 1）求比值 02890 13深沟球轴承的最大 此时 (2)初步计算当量动载荷 P，根据课本公式（ 13 )( 按照表（ 13，取 按照表（ 13 X=1，则 6091( =731N。 （ 3）根据式（ 13求轴承应有的基本额定动载荷值 )731 4 4 060 10)(6010366 h，=68148h38400h，合格。 79校核轴承寿命 54 （ 1）求比值 13深 沟球轴承的最大 此时 (2)初步计算当量动载荷 P，根据课本公式（ 13 )( 按照表（ 13，取 按照表（ 13 X=1，则 = （ 3）根据式（ 13求轴承应有的基本额定动载荷值 3366 ) 7 4 1021(12160 10)(6010 h，=271442h38400h，合格。 第八章 键连接选择和校核 8齿轮与轴间采用 择键 2 0 0 31 0 9 6/914 0 0 31 0 9 6/916 55 2键的校核 齿轮 2处的键连接的挤压应力为： M P p 445(949 8 1 4 4 04442 ， 取键轴和轮 毂的材料都为钢，静载荷，查课本表（ 6许用挤压应力 120100 p， ,强度足够，齿轮 3处的键长于齿轮 2处的键长，故强度也足够。 8半 联 轴 器 与 轴 间 采 用 A 型 普 通 平 键 连 接 ， 选 择 键20031096/66 2校核键连接的强度 齿轮 2处的键连接的挤压应力为： M P p 50(634 2 1 0 0 04441 取键轴和轮毂的材料都为钢，静载荷，查课本表（ 6许用挤压应力 120100 p， ,强度足够。 81键的选择 半 联 轴 器 与 轴 间 采 用 A 型 普 通 平 键 连 接 ， 选 择 键2 0 0 31 0 9 6/914 齿轮 2处的键连接的挤压应力为： 56 p 43)963(945 2 3 5 2 3 74442 取键轴和轮毂的材料都为钢，静载荷，查课本表（ 6许用挤压应力 120100 p， ,强度足够。 第九章 联轴器的选择和计算 高速轴上联轴器选择 ,联轴器的计算转矩为 ，考虑到转矩变化很小，根据工作情况选取 K ，则： 根据工作要求选用弹性柱销联轴器，型号为 输入轴联接的半联轴器孔径 81 。半联轴器轮毂总长度 2 ，（ 与轴配合的轮毂孔长度为 01 。 低速轴上选择联轴器 ,联轴器的计算转矩为 ，则： 根据工作要求选用弹性柱销联轴器，型号为 输出轴联接的半联轴器孔径 51 。半联轴器轮毂总长度 2 ，（ 与轴配合的轮毂孔长度为 81 。 第十章 润滑和密封形式的选择 101齿轮传动润滑 因为齿轮圆周速度 12 ，并且传动装置属于轻型的，且传速较低，所以采用油润滑，箱体内选用 0号油润滑， 57 装至规定高度。圆柱齿轮浸入油的深度约一个齿高，三分之一齿轮半径，大齿轮的齿顶到 油底面的距离 30 2滚动轴承的润滑 轴承润滑采用润滑脂，润滑脂的加入量为轴承空隙体积的2131，采用稠度较小润滑脂。 二、减速器密封 为防止外界的灰尘、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂的漏失。 毛毡圈油封。 挡油环 箱体结合面的密封性要求是指在箱体剖分面、各接触面及密封处均不允许出现漏油和渗油现象，剖分面上不允许加入任何垫片或填料。为了保证机盖与机座联接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面 应精创，其表面粗糙度应为 封的表面要经过刮研。而且，凸缘联接螺柱之间的距离不宜太大，不大于。 第十一章 箱体及附件的结构设计和选择 箱座壁厚： 10 2 ，所以，取 =8 箱盖壁厚： ）（ ，所以，取 1 =8。 箱座、箱盖、箱底座凸缘的厚度： b=121b =122b =20 箱座、箱盖的加强肋厚： m 。 地脚螺钉的直径：0目： 6。 58 轴承旁联接螺栓的直径：； 箱盖、箱座联接螺栓的直径： 4d =12轴承盖螺钉直径和数目： 6 轴承盖外径：（其中， 轴承旁凸台高度和半径： 11 =22箱壁到轴承座端面的距离：。 齿轮顶圆与内箱壁距离：取： 1 =10 齿轮端面与内箱壁距离：取： 2 =11 轴承端面至箱体内壁的距离，脂润滑时：3=10转零件间的轴向距离： 4 =顶圆至轴表面的距离： 大齿轮顶圆至箱底内表面的距离：6=40底至箱底内壁的距离：7=20速器中心高： a箱体内壁轴向距离： 472 附件的设计 1)视孔盖和窥视孔 在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥 59 视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用 2）油标： 油标位在便于观察 减速器油面及油面稳定之处。 油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出。 3）油塞： 放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。 4）起盖螺钉： 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 钉杆端部要做成圆柱形，以免破坏螺纹。 5)通气孔：减速器每工作一段时间后 ,温度会逐渐升高 ,这将引起箱内空气膨胀 ,在机盖顶部的窥视孔盖上安装通气孔，油蒸汽由该孔及时排出 ,以便达到箱体内为 压力平衡。 从而保证箱体密封不致被破坏。 6)吊钩： 在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物体。 7)定位销： 为保证箱体轴承座孔的镗制和装配精度 ,在加工时 ,要先将箱盖和箱座用两个圆锥销定位 ,并用联接螺栓紧固 ,然后再镗轴承孔 也由销定位 在箱盖和箱座联接凸缘上 ,沿对角线布置 ,两销间距应尽量远些 . 60 总结 经过三周的二级减速器的课程设计，让我对机