同轴式二级圆柱斜齿轮减速器设计【T=850 V=0.7 D=350】【全套CAD图纸+Word说明书】

机械设计课程 同轴式二级圆柱斜齿轮减速器设计 姓 名： 班 级： 指导教师： 成 绩： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 2 页 共 24 页 目 录 1. 设计目的（ 3） 2. 设计方案 （ 3） （ 4） 机选择（ 4） 动装置的总传动比及分配（ 5） 动装置各轴的运动机动力参数（ 6） （ 7） （ 10） 低速轴及轴上零件的设计、校核（ 24） （ 29） （ 30） （ 31） （ 31） （ 32） （ 33） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 3 页 共 24 页 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 4 页 共 24 页 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 5 页 共 24 页 一、 设计目的：同轴式二级圆柱斜齿轮减速器设计 工作情况：载荷平稳、单向旋转 原始数据 二、 设计方案： 项目 题目 7 鼓轮的扭矩 T（ N m） 850 鼓轮的直径 D（ 350 运输带速度 V（ m/s） 速允许偏差（） 5 使用年限（年） 6 工作制度（班 /日） 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 6 页 共 24 页 1 电动机； 2 联轴器； 3 齿轮减速器； 4 带式运输机； 5 鼓轮； 6 联轴器 三、传动装置的总体设计 动机的选择 设计内容 计算及说明 结 果 1、选择电动机的类型 按工作要求和工作条件选用 Y 系列三相鼠笼型异步电动机，其机构为全封闭自扇冷式结构，电压为 380V 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 7 页 共 24 页 2、选择电动机的 容量 工作机的有效功率为 ： 其中 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 0 . 7 = 3 8 . 2 2 m i 从电机到工作机输送带间的总效率为： 4432221 查课程设计指导书表 12率的选择： 弹性套柱销联轴器： 1 = 级精度圆柱齿轮传动： 2 = 动 轴承： 3 = 动 滚筒效率 ： 4 = 动装置总效率为 所以电动机所需的工作功率为： =、 确定电动机的转速 按表 荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器传动比 i=840,而工作机卷轴筒的转速为： 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 0 . 7 = 3 8 . 2 2 m i 所以电动机的可选范围为： m i n/)6 1 1 5 1()408( 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量和价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定使用同步转速为 1000r/电动机 。 根据课程指导书表 12用机械传动的单级传动比推荐值，可选电动机主要有下表所列几种范围。 电动机同步转速 (n m r 750 1000 1500 3000 合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格以及总传动比， 750 转的低速电动机传动比虽小，但电动机极数大r买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 8 页 共 24 页 价格高，故不可取。 3000 转的电动机重量轻，价格便宜，但总传动比大，传动装置外廓尺寸大，制造成本高，结构不紧凑，也不可取。剩下两种相比，如为使传动装置结构紧凑，选用 1000 转的电动机较好；如考虑电动机重量和价格，则应选用 1500 转的电动机。综合考虑各方面因素，现选用同步转速为 1000 转的电动机。 根据电 动机的类型、容量和转速，由电机产品目录或有关手册选定电动机的型号为 主要性能如下表所示 : 电动机型号 额 定功率 / 载 转 速/(r/额定转矩起动转矩额定转矩最大转矩 960 计算传动装置的总传动比设计内容 计算及说明 结 果 1、总传动比 0 配传动比 由于减速箱是同轴式布置，所以 1i 2i 。 ii iii =i =计算传动装置各轴的运动和动力参数 设计内容 计算及说明 结 果 1、各轴的转速 轴 9601 r 轴 r轴 筒轴 卷n rn 960 r n 192 r n r 卷n 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 9 页 共 24 页 2、各轴的输出功率 I 轴的输入功率 : 轴的输入功率： 轴的输入功率： PP 卷筒轴 4 3 3 4 3 2 4 3 . 3 9 0 . 9 9 0 . 9 7 3 . 5 1P P P k W P P P 3、各轴的输出转矩 故 轴 3 轴 3 轴 3 卷筒轴 3 d T m 各轴转速、输入功率、输入转矩 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 10 页 共 24 页 项 目 电动机轴 高速轴 I 中间轴 速轴 轮轴 转速（ r/ 960 960 192 率（ 4 矩（ N m） 89 动比 1 1 效率 1 、齿轮传动的设计 因为同轴式布置，为保证中心距一致，所以按低速齿轮计算 。 然后高速级齿轮的法面模数和压力角以及大小齿轮齿数直接参照低速级同类参数。 根据传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。 运输机为一般工作机器，速度不高， 选用 7 级精度，要求齿面粗糙度1 3 a m 。 因为载荷 平稳 ， 单向旋转 传动速度不高，传动尺寸无特殊要求 ，属于一般的齿轮传动，故两齿轮均可用软齿面齿轮。查机械设计 14 10，小齿轮选用 45 号钢，调质处理，硬度 236齿轮选用 45 号钢，正火处理，硬度为 190 取小齿轮齿数1 20Z ，则大齿轮齿数2 2 1 1 5 . 0 2 0 1 0 0Z i Z ， 取2 100Z ，选取螺旋角。初选螺旋角 14 则实际传动比： 21100 5 . 020 传动比误差： 21215 . 0 5 . 0 0 % 2 . 5 %5 . 0 ，可用 齿数比： 由表 6 10 1取 （因非对称布置及软齿面）。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 11 页 共 24 页 因两齿轮均为钢制齿轮，所以由课本公式得： 2131 )(12 确定有关参数如下： 1）确定公式内的各计算数值 1)试选 载荷系数 1）弹性系数 查教材表 6 （ 2）区域系数 查 1图 10 ）由图 10选取区域系数 3）由图 10 , 则 4)计算小齿轮传递的转矩 5)由表 10d = 4）、许用接触应力 H li 查 1图 10：li m 1 960H M P a ，li m 2 960H M P a 查 1图 10 ： 80(（ 2）确定寿命系数 假设一年工作的天数是 300天。 821 0831 9 26060 732 查教材图 6 用年限（年） 6 工作制度（班 /日） 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 12 页 共 24 页 用齿轮和一般工业齿轮按一般可靠度要求选取 安全系数取 ： 所以计算两轮的许用接触应力： 5 01 01l i M P 6 01l i 故得： 2131 )(12 3 25 ) 则模数： 4co 由表 61 1取 初步选择 标准模数： p 由式（ 10 c o （ 1） 确定计算参数 1） 计算载荷系数 2） 根据纵向重合度 从图 10得螺旋角影响系数 计算当量齿数 s 20co s 3311 914co 0co s 33 22 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 13 页 共 24 页 4） 查齿形系数 由表 10得 应力校正系数 由表 10得， 图 10得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 001 ；大齿轮的弯曲疲劳强度极限 802 7）由图 10弯曲疲劳系数 算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S=式（ 10 M P 0 111 M P 222 9）计算大小齿轮的 并加以比较 111 Y222 Y 大齿轮的数值较大 （ 1） 设计计算 4c o 25 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 14 页 共 24 页 对比计算结果，由齿 根 接触疲劳强度计算法面模数 以满足弯曲强度。 确定有关参数和系数： 1）计算中心距 414co 0 020(co ( 21 修正后的中心距为 155 2)按圆整后的中心距修整螺旋角 0020(a r c c o (a r c c o s 21 a n 因 改变不多，故参数a,K 3）计算大小齿轮分度圆直径 n s n s 0co 齿度： 1 0 . 9 5 1 . 7 4 6 . 4 5db d m m m m 取 50b ，1 55b 他几何尺寸的计算（ * 1， * ） 齿顶高 *h m由于正常齿轮 *1， 所以 * 1 2 . 5 2 . 5h m m m m m 齿根高 ( * * )h c m由于正常齿 * 所以 ( * * ) (1 0 . 2 5 ) 2 . 5 3 . 1 2 5h c m m m m m 全齿高 ( 2 * * ) ( 2 1 0 . 2 5 ) 2 . 5 5 . 6 2 5a f ah h h h c m m m m m 齿顶圆直径 11 2 5 6 . 7d h m m 22 2 2 6 3 . 3d h m m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 15 页 共 24 页 齿根圆直径 11 2 4 5 . 4d h m m 22 2 5 2 . 1d h m m 名 称 计 算 公 式 结 果 /数 力角 n 分度圆直径 1.7 顶圆直径 齿根圆直径 中心距 co 21 155 齿 宽 555012 五、轴及轴上零件的设计计算 低速轴的设计与计算 设计内容 计算及说明 结 果 1已知条件 低速轴 功率为 速 轮的分度圆直径 、选择轴的材料 因传递的功率不大，并对重量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用的材料 45 钢，调质处理 材料 45 钢 调质处理 3、初选轴径 由教材表 14得 C=118107，考虑到轴端既承受转矩又承受弯矩故取中间值 C=110，则： 8 322m i n 轴和联轴器之间有一个键槽，轴径轴径应该增大 5%，轴端最细处的直径： 2文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 16 页 共 24 页 4、结构设计 低速轴轴的结构如图所示： 因为 为装有联轴器的轴，所以，结构采用外伸梁布局，外伸部分装联轴器，两轴承布置在齿轮轴段两端。轴系采用两端单向固定布置，左轴承采用轴肩定 位，右轴承采用套筒和轴承端盖定位。为避免因温度升高而卡死，热补偿间隙。轴的初步结构图如下。 5）确定各轴段直径及长度 （ 1）5联轴器，查 3表 1405 ；右端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径 5 。半联轴器与轴配合的毂孔长度为 142了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故 长度略短 一些，现取405 。 （ 2）初选滚动轴承。轴上装有斜齿轮，根据公式nr 和 a 可知，径向力大于轴向力，为了减少成本选用深沟球轴承。参照工作要求并根据 05 ，由 3表 15列深沟球轴承系 列 表 初 选 6313 ， 其 尺 寸 为314065 ，故541 。考虑到 4d 段还要装轴承端盖、毡dI=5I=174mm 08mm 2=10V=60买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 17 页 共 24 页 圈油封和套筒，查 3表 16宽 2 ，并考虑到套筒长度，套筒长度定 15故 取长一点，现取 04 ， 51 。 （ 3）右轴承都采用轴肩定位，由 3表 15的 6313型轴承的定位轴肩高度 ，因此，取52 。由轴环宽度 ，取 02 。 （ 4）3齿轮 腹板式结构，齿轮与轴承采用套筒进行轴向定位，所以3虑到圆角值，取03 。大齿轮的齿宽为 50以 略小于大齿轮齿宽，故取 83 。 综上所述，轴的总长为 313轴承跨度为106 6）轴上零件径向定位。 （ 1）半联轴器与轴采用 C 型平键联接，查 3表 14118 ，键槽采用键槽铣刀加工，加工长度为 110轮与轴采用 A 型平键联 接 ， 查 3 表 14 键 尺 寸220 ，键槽采用键槽铣刀加工，加工长度为 45 （ 2）半联轴器与轴的配合为 H7/ （ 3）滚动轴承与轴的轴向定位采用过渡配合来保证，所以两轴颈处的尺寸公差取 7）确定轴上零件的圆角和倒角尺寸 查 3表 12端倒 角为 2 45。各段过渡圆角为R=2 3、键连接 轴上零件的周向定位： 齿轮，联轴器与轴之间的定位均采用 A 型平键连接。查表得： 齿轮选用的键尺寸为 b*h*l=12*12*42 联轴器选用键尺寸为 b*h*l=12*12*54 A 型平键连接 齿轮 b*h*l=12*12*42 联轴器 b*h*l=12*12*54 6、倒角 两端倒角为： 50 其余见图 两端倒角为：50 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 18 页 共 24 页 7、轴的受力分析 已知：作用在齿轮上的 齿轮： 圆周力 12 径向力 r 3 820t 0 2t 法相力 a 2 020c 0 2c (1)画轴的受力分析图，轴的受力分析图如下图所示 ： (2)求支撑反力： 水平面上： 垂直面上： 齿轮： F 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 19 页 共 24 页 5 4 23 4 0 4 0 222121222轴承的总反力为： （ 3） 画弯矩图： 在水平面上： 面左侧为： 面右侧为： 4 521 垂直面上： 4 212 合成弯矩图： 222剖面左侧：222剖面右侧： 1645 2F 1F 剖面左侧： aM 剖面右侧： aM 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 20 页 共 24 页 8、校核轴的强度 因 侧弯矩大，同时有转矩。故 侧为其危险剖面 其弯矩系数： 323231 2 5 0 0502650663250232 323232 5 0 0 0502650661650216 弯曲应力： M p b 2 4 5 0 0 扭切应力： M 00 2 按弯曲 合成强度进行校核计算，对于单向转动的转轴，转矩按脉动循环处理，故取折合系数a=当量应力为： M p 222 由表查得 45 钢调质处理抗拉强度极限b =640由表查得轴的许用弯曲应力 60e ： 90N (2)计算当量动载荷 P a 6 6 1 011即 ar (3)校核轴承寿命 查表得： 假设 一年工作的天数是 300天。 hL h 4 083 满足使用寿命要求 轴承寿命满足要求 11、联轴器的选择 轴段 装联轴器此段设计应与联轴器的选择同步选择，为补偿联轴器所连接两轴的安装误差、隔离震动，选用弹性柱销联轴器查表得计算转矩 查表得： 联轴器满足要求 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 22 页 共 24 页 六、箱体结构的设计 两级同轴式圆柱齿轮减速器箱体的主要结构尺寸如下表： 名称 公式 数值（ 箱座壁厚 = 8 8 箱盖壁厚 1= 8 8 箱体凸缘厚度 箱座 b=12 箱盖 12 箱座底 20 加强肋厚 箱座 m 7 箱盖 7 地脚螺钉直径和数目 2 n=4 轴承旁连接螺栓直径 16 箱盖和箱座连接螺栓直径 .6 10 轴承盖螺钉直径和数目 高速轴 8 n=6 中间轴 速轴 承盖外径 速轴 +512 中间轴 102 低速轴 112 观察孔盖螺钉直径 .4 8 箱外壁距离 1 26 8 6 凸缘边缘的距离 2 24 6 4 大齿轮齿顶 圆与内壁距离 1 10 齿轮端面与内壁距离 2 10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 23 页 共 24 页 外壁至轴承座端面的距离 2+5 10)=39 定位销直径 d 7 连接螺栓 l 150 轴承旁凸台半径1台高度 h 根据低速级轴承座外径确定 轴承端盖凸缘厚度 e 10 轴承旁连接螺栓距离 s2112 低速轴 102 中间轴 112 七、润滑设计 齿轮采用飞溅润滑，在箱体上的四个轴承采用脂润滑，在中间支撑上的两个轴承采用油润滑