塑料包装机构主传动机构设计二级展开式圆柱圆锥齿轮减速器（全套图纸）

1、目目 录录 一一 设计题目设计题目 .3 1塑料包装机的传动示意如图所示。.3 2已知条件.3 3设计内容.3 二二 传动装置总体设计传动装置总体设计 .4 三三 电动机的选择电动机的选择 .4 四四 运动和运动参数计算：运动和运动参数计算： .4 1分配传动比.4 2计算传动装置的运动和动力参数.4 五五 传动零件的设计计算传动零件的设计计算 .6 1普通 V 带的设计计算.6 2闭式直齿轮圆锥齿轮传动的设计计算.8 3闭式直齿圆柱齿轮设计计算.13 4.轴的设计.17 1）高速轴的设计.17 2）.中间轴的设计.20 3）低速轴的设计.24 六六 轴承的校核轴承的校核 .27 1 1高速轴

2、轴承的校核高速轴轴承的校核.27 2.2.中速轴轴承校核中速轴轴承校核.28 3.高速轴轴承的校核高速轴轴承的校核.30 七七. .减速器机体结构减速器机体结构 .31 八键的设计八键的设计 .33 1.高速轴键的设计与校核.33 2.中间轴键的设计与校核.33 3.低速轴键的设计与校核.34 九减速器的各部位附属零件的设计九减速器的各部位附属零件的设计. . .34 十防滑方式的确定十防滑方式的确定 .35 1 滚动轴承的润滑.35 2 齿轮的润滑.35 一一 设计题目设计题目 1塑料包装机的传动示意如图所示。 2已知条件 1）凸轮的转速 n/（r/min） 35 电动机的功率/KW 0.2

3、5 2)工作情况：两班制，连续单向运转，载荷有轻微冲击，室内工作。 3）使用期限：10 年； 4）生产条件：一般机械厂，单件生产； 5）动力来源：电力，三项交流，电压 380220V； 6）检修间隔：三年一大修，二年一中修，半年一小修 3设计内容 1）拟定工作机构和传动方案 2) 工作机构和运动学动力学分析 3）设计绘制减速器装配图一张 4）设计绘制零件图三张 5）编写设计计算说明书一份 二二 传动装置总体设计传动装置总体设计 1) 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 2）特点：齿轮相对于轴承不对称布置，因而沿齿向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚 度 3）传动系统的作用：介于机械中原动

4、机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给 工作机，在此起减速作用，并协调二者的转速和转矩。 三三 电动机的选择电动机的选择 查手册 选电动机型号 YS7114 功率 0.25kw 380V 转速 1400r/min 四四 运动和运动参数计算：运动和运动参数计算： 1 1分配传动比分配传动比 分配传动比：查手册第十三章，表 132 知 V 带 i7,开式圆柱齿轮 i8，圆锥齿 轮 i5；总传动比：i =40；取 （带轮） 0 4ii 带 ， （减速器） 0 /40/ 410ii i 减 取 （锥齿轮） 1 2.5i （柱齿轮） 2 10/ 2.54i 2 2计算传动装置的运动和动力参数计算传

5、动装置的运动和动力参数 （1）0 轴电动机的转速 =350r/min 1400 0 4 0 n nI i nI =140r/min 350 2.5 nI nI iII nII =35r/min 140 4 nIII nIII iIII nIII （2）各轴的功率 传动总效率 带的传动效率： 0.96 1 轴圆锥滚子轴承的效率： 0.98 2 圆锥齿轮啮合的效率： 0.95 3 轴圆锥滚子轴承的效率： 0.98 4 齿轮啮合的效率： 0.97 5 轴圆锥滚子轴承的效率： 0.99 6 联轴器的传动效率： 0.99 7 总的传动效率 1234567 总 0.8326 总 各轴的功率： 012 0.

6、25 0.96 0.98 I PPKW0.2352PKW I 134 0.2352 0.95 0.98 II PPKW 0.219PKW II 2 567 0.219 0.97 0.99 IIIII PPKW 0.208PKW III 各轴的转矩： 6 0.2352 3 9.55 109.55 10 350 P I TI nI 6417.6 .mmTN I 6 0.219 6 9.55 109.55 10 140 P II TII nII 14938.93 .mmTN II 0.218 66 9.55 109.55 10 35 P III TIII nIII 59482.9 .mmTN III

7、 五五 传动零件的设计计算传动零件的设计计算 1 1普通普通 V V 带的设计计算带的设计计算 （1）确定 V 带的型号和带轮的直径 工况系数 由（设计说明书）11.5 K1.2 A 计算功率 选取带型由 0 K1.2 0.25 A C PP0.3PKW C （设计说明书）11.15 Y 型 小带轮的直径 同理由表 11.6 取 1 25mmD 大带轮的直径 取 210 i25 4DD 2 100mmD （2）计算带长 求 m D 25 100 12 22 DD Dm 62.5Dm 求 10025 21 22 DD 37.5 初取中心距 120amm 带长 2 2LDa m a 448L 基准

8、长度 450 0 Lmm （3）求中心距和包角 中心距 1 22 ()8 44 LDm aLDm 45062.51 22 (45062.5)8 37.5 44 121amm 小轮包角 21 1 18060 DD a a 10025 18060 121 142.8120 1 （4）求带根数 带速 1.83m/s 1 1 600 1000 n vD v 传动比 i=4 带的根数 由表 11.8 由表 11.7 0.04 0 P 0.89K 由表 11.20 由表 11.10 1.0 L K 0 0.01PKW Z= 00 pc ppk kL = =4.76 取 Z=5 根 0.3 0.060.01

9、0.9 1.0 张紧力 2 0 2.5 500 C K P Fqv VZK =500+（0.04） 0.3 1.83 5 2.50.89 0.89 2 1.8325 （由表 11.4 q=0.04/m） 15.55 0 FN 轴上载荷 2sin 0 2 FZF Q 142.8 2 5 15.55 2 Sin 206.33FN Q 带轮的结构 由 YS741 电动机 知轴的直径 14dmm 故小带轮的孔径 1 14dmm V 带的尺寸 顶宽 6bmm 节宽 5.3bmm p 高 4hmm 轮缘尺寸 =4.7mm =1.6mm min h fmin h e=8mm f=7mm =5mm min 带

10、轮计算直径 D 大带轮 21 4DD100 2 Dmm 带轮的外径 0 D 1 0 2252 1.6 1 DDh a 1 0 28.2Dmm 2 0 21002 1.6 2 DDha 2 0 103.2Dmm 带轮的宽度 B(1)2(5 1) 82 7Bzef 46Bmm 6.3 6.22 8 32 6.3 2 2闭式直齿轮圆锥齿轮传动的设计计算闭式直齿轮圆锥齿轮传动的设计计算 选材： 直齿锥齿轮的加工多为刨齿，不宜采用硬齿面，小齿轮用 45 钢调质处理， 硬度为取平均硬度为，大齿轮选用 45 钢正火处理，217 255HBHB230HB 硬度为，取平均硬度为。162 217HBHB190HB

11、 齿面接触强度计算（由于小齿轮更容易失效故按小齿轮设计）： 齿数 Z 和精度等级 工业用齿应大于等于 14 选取小齿轮齿数 1 16Z 则大齿轮的齿数为 初取，2.5 20 211 ZiZ 1 16Z 2 40Z 估计 左右 由表 12.9 选 8 级精度1/Vm s m 使用系数 由表 12.9 KA1.25KA 动载系数 由图 12.9 1.10KV 齿间载荷分配系数kh 估计100/ K F A t N mm b =0.928cos 1 2 1 i i 2.5 2 2.51 =0.371cos 2 1 2 1i 1 2 2.51 =17.24 1 ZV 1 cos 1 z 16 0.92

12、8 = =107.82 2 ZV 2 cos 2 z 40 0.371 =1.66 11 1.883.2cos 12 zz =0.88 4 4 1.66 33 Z 由此得=1.285 11 22 0.88 KH z 齿向载荷分布系数 查课本表及注释 =1.9 KH 1220KH 载荷系数 KKK K KK A VHH 1.25 1.1 1.31 1.93.42K 0.2352 66 9.55 109.55 10 1 350 P TN mm n 6548.57TI 弹性系数 查课本表 ZE12 12189.8ZMPa E 节点区域系数 查课本图 H Z12 162.5ZH 接触最小安全系数查课本

13、表 lim SH12 141.05 lim SH 总工作时间 th8 300 1638400thh h 应力循环次数 NL 9 6060 1 1430 384003.30 10 1 Nnt Lh 9 9 3.30 101 1.32 10 2.52 1 NL N iL 接触寿命系数 查课本图 12-18 ZN 12 1.0 NN ZZ 接触应力 =638.1 H 670 1 lim11 1 1.05 lim Z HN H SH 1H =590.5 620 1 lim2 2 1.05 lim Z HN H SH 2H 小齿轮大端分度圆的直径 1 d 1 d 2 4.7 1 3 2 1 0.5 0.

14、3 Z ZZKT E H HR = 2 4.7 34.26 6417.6189.8 25 0.895 3 2 590.5 0.3 1 0.5 0.32.5 45.84 演算圆周速度及 K F A t b =（1-0.50.3）45.84=39mm 1 0.54 11 dd mR =0.714m/s 3.14 39 350 1 1 60 100060 1000 dn m m v s =329.1N 2 2 6417.6 1 45.9 1 T FN t dm = 1 2 2 1cos 1 d R bR R 0.3 54 2 2 10.928 18.46mm 1.25 329.1 22.3/100/

15、 18.46 K F A t N mmN mm b 确定传动主要尺寸 大端模数 m =2.865 取 m=3m 1 1 d Z 45.84 16 实际大端分度圆的直径 =48mm2.5 20 11 1 dm z 1 d =120mm 2.5 50 22 2 dm z 2 d 锥距 R = 22 12 2 m RZZ 22 3 1640 2 64.62Rmm 齿宽 b 0.3 193.87bR R 19.39bmm 按齿根弯曲疲劳强度计算 齿形系数 查课本图 12-30 =2.66 =2.31YFa 1 YFa 2 YFa 应力修正系数 查课本表 12-22 =1.64 =2.02YFa 1 Y

16、Fa 2 YFa 重合度系数 =0.71Y 0.750.75 0.250.25 1.707 Y Y 齿间载荷分布系数 查课本表 12-10KF = 1.44 110.71 K YF KF 载荷系数 KKK K KK A VFF 1.25 1.10 1.44 1.93.088K 弯曲疲劳极限 查课本表 limF 1223( )c600 lim1 Mpa F =570Mpa lim2F 弯曲最小安全系数 查课本表 12-14 =1.60 lim SF lim SF 应力循环次 NL6060 1 350 38400 1 Nnt Lh 8 8.06 10 1 NL 8 8.06 101 2.52 1

17、NL N iL 8 3.23 10 2 NL 弯曲寿命系数 查课本图 12-24 =1.0YN 1 YN 2 YN 尺寸系数 查课本图 12.25 =1.0YX X Y 许用弯曲应力 F lim11 1 lim YY FNX F SF =420.1 600 1.1 1.0 1.60 MPa 1F MPa lim22 2 lim YY FNX F SF =396.7 570 1.1 1.0 1.6 MPa 2F MPa 验算 4.7 111 12 2 32 1 0.51 1 KT YYY FaSa F Zmi RR 4.7 3.88 6417.6 1.64 2.66 0.71 2232 0.3

18、1 0.5 0.316 2.52.51 155.42Mpa 1 F 1F = 2 F 2.31 2.02 22 155.24 2.66 1.64 12 YY FaFs F YY FsFs 166.1Mpa 2 F 2F 传动无严重过载，故不做静强度校核 锥齿轮结构 1 48dmm 2 120dmm 1 1 (1 0.5)0.85 4840.8 mR ddmm 2 2 0.85102 m ddmm 1 arccos0.92821.9 21 9068.1 arctan/arctan3/64.622.66hR arctan/arctan3.6/64.623.2 ff hR 64.62Rmm 19.3

19、9bmm 3 3闭式直齿圆柱齿轮设计计算闭式直齿圆柱齿轮设计计算 材料的选取：小齿轮用钢调质处理，硬度，平均取为。大45217255HBHB230HB 齿轮用钢正火处理，硬度，平均取为。45162217HBHB190HB 齿面接触疲劳计算： (1)初步计算： 轴的转矩 1 T 1 14938.93TN mm 查课本表 12-3，取齿宽系数 d 1.0 d 接触疲劳极限应力 由课本图 limH 12.17( )c670 lim1 Mpa H =620Mpa lim2H 初步计算的许用接触应力 H 0.90.9 680 1lim1 MPa HH 603 1 Mpa H 0.90.9 615 2li

20、m2 MPa HH 620 2 Mpa H 由表 取Ad12 1685Ad 初步计算小齿轮直径 1 d 114938.934 1 2 85 3 3 122 4 1.0 558 T i dAmm d i dH = 取33.27mm 1 35dmm 齿宽 b1.0 35 1 bdmm d 36bmm (2)校核计算： 圆周速度 v 1 1 3.14 140 36 60 100060 1000 d n m v s 0.264v 精度等级 查课本表 12-6 选 8 级精度 齿数 Z 初取=18 1 Z =72 2 Z 模数 = 由表 12.3 取 1 1 d m Z 36 18 2m 使用系数 查课

21、本表 =1.25KA129KA 动载系数 查课本图 =1.10KV129KV 齿间载荷分布系数 查课本表 12-10，先求KH 2 2 14938.93 1 829.94 36 1 T FNN t d 829.94FN t 1.25 829.94 28.82 36 K F A t NN mmmm b 28.82N mm 100N mm =1.658 1111 1.883.2cos1.883.2 1872 12 zz 4 4 1.737 33 Z 0.884Z 由此得 =1.28 11 22 0.886 KH z KH 齿向载荷分布系数 H K 22 3 1 0.610 1 11 bb KABC

22、b H dd =1.336 223 1.170.161 0.6 110.61 10 b KH 载荷系数 K KK K KK A VHH 1.25 1.1 1.28 1.3362.35K 弹性系数 查课本表 ZE12 12189.8ZMPa E 节点区域系数 查课本图 ZH12 162.5 H Z 接触最小安全系数 查课本表 lim SH12 141.05 lim SH 接触寿命系数 查课本图 ZN12 181.18 1 ZN 1.25 2 ZN 许用接触应力 H 670 1.25 lim11 1 1.05 lim Z HN H SH 752.95 1 Mpa H 620 1.25 lim2 2

23、 1.05 lim Z HN H SH 738.1 2 Mpa H 验算 ： 2 1 1 2 1 KT i ZZ HE i bd ZH 2 2.35 14938.934 1 189.8 2.5 0.885 35 354 a 575.96Mpa H 2H 计算结果表明，触疲劳强度较为合适，齿轮尺寸无需调整 (3)确定传动主要尺寸实际分度圆直径D 因模数取标准值时，齿数已重新确定，但并未圆整。 故分度圆直径不会改变，即 实际分度圆直径 2 18 11 dmzmm36 1 dmm 2 72 21 dmzmm144 2 dmm 中心距 a 12 ()2 (1872) 22 m zz amm 90mm9

24、0amm 齿宽 取b1 36 1 bdmm d 1 40bmm 2 36bmm (4)齿根弯曲疲劳强度验算： 重合度系数 Y 0.750.75 0.250.25 1.658 Y 0.702Y 齿间载荷分布系数 查课本表KF12 10 =1.424 110.702 K YF KF 齿向载荷分布系数 KF 35 8.2 (22.4) b h 查课本图 12-14 =1.24KF 载荷系数 KKK K KK A VFF 1.25 1.10 1.424 1.242.575K 齿形系数 查课本图 YFa12212.5 1 YFa2.18 2 YFa 应力修正系数 查课本表 = 1.82YSa1222 1

25、 1.59Ysa 2 YSa 弯曲疲劳极限 查课本表 limF 1223( )c575 lim1 Mpa F 520 lim2 Mpa F 弯曲最小安全系数 查课本表 lim SF12 141.25 lim SF 弯曲寿命系数 查课本图 YN12 141.12 1 YN1.21 2 YN 尺寸系数 由图 YX12.251.0YX 许用弯曲应力 F lim11 1 lim YY FNX F SF 580 1.1 1.0 1.25 MPa 515.2 1 Mpa F lim22 2 lim YY FNX F SF 290 0.95 1 1.25 MPa 503.4 2 Mpa F 验算： 2 1

26、111 1 KT YYY FFaSa bd m 2 2.514 15723.4 2.6 1.59 0.681 35 35 1.25 MPa 78.1Mpa 1F 1F 22 21 11 YY FaSa FF YY FaSa 1.2 1 10 齿轮端面与内机 壁距离 2 2 10 机盖，机座肋厚 mm , 1 85 . 0 ,85 . 0 11 mm 8 轴承端盖外径 2 D+（55.DD 2 5） 3 d 70 77 82 八键的设计八键的设计 1.1.高速轴键的设计与校核高速轴键的设计与校核 根据计手册第四章，选用 圆 1 28,19837.62dmm TN mm/ 1096GB T 键8

27、6 45 头普通平 键（A 型），课本第七章表 7.1 铸钢的许用挤压应力100120MPa p 1 44 19834.62 10.12 22 40 7 T MPaMPa dlh p 所以键的强度满足。 所选键为强度合格；10 8 40b h l 2.2.中间轴键的设计与校核中间轴键的设计与校核 根据查手册第四章，选用 圆 2 75,86578.10dmm TN mm/ 1096GB T63键20 12 头普通平键（A 型），本表 7.1 铸钢料的许用挤压应力；100120 p 44 86578.10 6.5 70 63 12 p T MPaMPa dlh 所选键的度满足。 3.3.低速轴键的设计与校核低速轴键的设计与校核 根据查设手册第四章，选用 键 2 75,248344.92dmm TN mm/ 1096GB T 圆头普通平902 14 键（A 型），查课本表 7.1 铸钢料的许用挤压应力100120 p 44 259344.92 10.98 75 90 14 p T MPaMPa dlh 所选键的强度满足。 九减速器的各部位附属零件的设计九减速器的各部位附属零件的设计. 1 窥视孔盖与窥视孔： 在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔, 大小只要够手伸进操作可。 以便检查齿面