双击圆柱齿轮减速器设计书

机械课程设计 0 装 订 线 双击圆柱齿轮减速器设计书 设 计 计 算 说 明 结 果 击圆柱齿轮减速器 工作年限 10 年，班制 2，多灰尘环境，载荷稍有波动，小批量生产，滚动圆周力 F=16000N，带速 v=s，滚筒直径 D=400筒长度 850 计算： 1） 工作电压选用 380V 三相交流电，确定电机 选用电动机功率 传动装置效率 3 52 承齿 联 筒 查课本附表 ： 齿 承 联 筒 以 37= 0 . 9 7 0 . 9 9 0 . 9 6 = 0 . 8 1 7 0 0 0 0 . 2 4 / 3 . 8 41 0 0 0 1 0 0 0w F v N m w 机械课程设计 1 装 订 线 所需电机功率 3 P r = = = 4 0 7w 工作条件选用封闭式结构， Y 系列，故采用 或 定功率为 5 4 w 电 机转速选择 滚筒转速 6 0 6 0 0 . 2 4= = = 1 1 . 5 / m i 1 4 0 . 4w 方案号 电机型号 额定功率 /比转速r/载转速r/量总转动比 1 500 1440 000 960 使结构更加紧凑，故选用 表的电 机中心高 H=132伸轴段 = 3 8 8 0D E m m m m 由12= (1 1 1 1 .4 （ ）另选用 i 8 3 . 4 8= 6 = = = 1 3 . 9 1 36 减 外 齿， 则所以1= =1 1 m 机械课程设计 2 装 订 线 0 轴：电动机轴 0004 . 7 09 6 0 / m i 7 09 . 5 5 4 6 . 7 6960 K m 轴：高速轴 101031= 4 . 7 0 0 . 9 9 = 4 . 6 5 w= = 9 6 0 / m i n= 9 4 . 6 5 1 0 / 9 6 0 = 4 6 . 2 6P P Kn n m联 轴：中间轴 21121 , 232= = 4 . 6 5 0 0 = 4 . 4 7960= = = 2 2 5 . 7 / m i 2 5 34 . 4 7 1 0= 9 . 5 5 = 1 8 9 2 2 5 . 7P p K m 承 齿轴：低速轴 32232 , 333= = 4 . 4 7 0 0 = 4 . 2 9= = 2 2 5 . 7 / 3 . 2 7 1 = 6 9 . 0 / m i 2 9 1 0= 9 = 5 9 3 . 7 6 . 0P p K 承 齿轴：外齿轮传动轴 1= 机械课程设计 3 装 订 线 434334= = 4 . 2 0= = 6 9 . 0 / m i 2 0 1 0= 9 = 5 8 1. 3 0 . 0P p K wn n 承 联轴：滚筒传动轴 54453 , 435= = 4 . 0 3 . 0= = = 1 1 m i 0 3 1 0= 9 = 3 3 4 6 . 6 51 1. 5P p m承 齿轴承序号 功率 P（ 转速 （ r/ 转矩 （ N m） 传动类型 传动比 效率 0 60 轴器 60 轮 轮 9 轴器 9 轮 6 级，高速级啮合齿轮设计 机械课程设计 4 装 订 线 度等级、材料及齿数： 1)选用 8 级精度（ 2)小齿轮选择 40质），硬度 280齿轮材料 45#钢（调质） ，硬度240者相差 40 3)1=19，大齿轮则为 择 1 4) 初选 =14 2131 )(12 确定各参数的值 : 1). 试选 2)由课本20200n1 0 960 1（ 2 10 300 8） 取 j=1 =109 h 108 h 机械课程设计 5 装 订 线 查课本203= =得 = 6 0 0 M P a= 5 5 0 M P 安全系数 ,应用2020 H 1=600=540 H 2 =K 2550= 许用接触应力 12 ( ) / 2 ( 5 4 0 + 5 2 2 . 5 ) / 2 5 3 1 H M P a 3). 计算齿轮的弯曲疲劳强度极限 查得 = 5 0 0 M P a= 3 8 0 M P a= =弯曲疲劳安全系数 F 1= F 2=K 2 机械课程设计 6 装 订 线 4)0性影响系数 =P 2/1 由2010 尺宽系数 d=1 6). T= m 7)0H=)00 . 7 5 , = 0 . 8 5 = 0 . 7 5 + 0 . 8 5 = 1 . 6 0 ， 小齿轮的分度圆直径 (12 = 3 4 22 1 . 6 4 . 6 2 6 1 0 5 . 2 5 3 2 . 4 3 3 1 8 9 . 8( ) 6 0 . 4 61 1 . 6 4 . 2 5 3 5 3 1 . 2 5 计算圆周速度 100060 11nd t 3 . 1 4 6 0 . 4 6 9 6 0 3 . 0 4 /6 0 1 0 0 0 计算齿宽 b b=td =1=19 1 =14 1= 机械课程设计 7 装 订 线 计算摸数 1c o s 6 0 . 4 6 c o s 1 4 3 . 0 919td 计算齿宽与高之比 齿高 h= 5 计算纵向重合度 =d t a n 0 . 3 1 8 1 1 9 t a n 1 4 1 . 5 0 6 计算载荷系数 K 使用系数 据 v m s ,8级精度 , 查表 10V=查表 10H=表 10 KF=表 10 : KH=载荷系数 : 109 h 08 h 1 5 4 0 M P 2 5 2 2 . 5 M P 5 3 1 P a = 机械课程设计 8 装 订 线 K K K K=按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 =3 1 . 8 3 6 3 . 2 31 . 6 计算模数1c o s 6 3 . 2 3 c o s 1 4 3 . 2 319d 4、按齿根弯曲强度设计 由式 1013 2c o sK T Y （ 1）确定计算参数 计算载荷系数： 1 1 . 1 4 1 . 4 1 . 3 8 2 . 2 0A V F K K K 根据纵向重合度 ,从图 10。 计算当量齿数 11 3322 3319 2 0 . 8 0c o s c o s 1 481 8 8 . 6 7c o s c o s 1 4 = 8 9 M P = 机械课程设计 9 装 订 线 由表 10 由表 10 计算大小齿轮的并加以比较： 1112222 . 7 5 2 1 . 5 5 8 0 . 0 1 4 1 2 3 0 3 . 5 72 . 2 3 7 1 . 7 7 9 0 . 0 1 6 6 6 2 3 8 . 8 6大齿轮的数值大。 （ 2）设计计算 423 22 2 . 2 0 4 . 6 2 6 1 0 0 . 8 8 c o s 1 4 0 . 0 1 6 6 6 = 1 . 6 91 1 9 1 . 6nm m m 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 =可满足弯曲强度，但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度计算得的分度圆直径1 = 是由 11 c o s 6 3 . 2 3 c o s 1 4= = = 3 0 . 6 82 取1 2 1= 3 1 , z = = 4 . 2 5 3 3 1 = 1 3 2z u z 则。 1 6 0 td m m b= = 机械课程设计 10 装 订 线 （ 1）计算中心距 12( z + z ) m ( 3 1 + 1 3 2 ) 2= = = 1 6 7 = 1 6 82 c o s 2 c o s 1 4na m m a m m ， 圆 整 后 取（ 2）按圆整后的中心距修正螺旋角 12( + z ) m ( 3 1 + 1 3 2 ) 2= a r c c o s = a r c c o s = 1 4 0 4 9 2 2 1 6 8nz a 因值改变不多， 故 、 、等不必修正。 （ 3）计算大、小齿轮分度圆直径 11223 1 2= = = 6 3 . 9 0 2c o s c o s 1 4 0 4 9 1 3 2 2= = = 2 7 2 . 0 9 8c o s c o s 1 4 0 4 9 m m m（ 4）计算齿轮宽度 1= = 1 6 3 . 9 0 2 = 6 3 . 9 0 2 m 圆整后取 50 （ 5）结构设计，由于小齿轮分度圆直径 轴颈的初估 选取轴的材料为 45 钢 ,调质处理 ,硬度 217 255对称循环许用应力= 1 8 0 M P a根据课本表 15 A=115 高速级小齿轮上的分度圆直径为圆周力为 312 2 4 6 . 2 6 1 0 1 4 5 7 . 2 36 3 . 9 0 2 径向力为 t a n 2 0 1 4 5 7 . 2 3 t a n 2 0 5 4 6 . 6 6c o s c o s 1 4 0 4 9 轴向力为a t a n 1 4 5 7 . 2 3 t a n 1 4 0 4 9 3 6 3 . 7 0 N 初步确定轴的最小直径。 33 4 . 6 51 1 5 1 9 . 4 6960o m 计算转矩 m 选取轴的材料为 45钢 ,调质处理 ,根据课本表 15 115 机械课程设计 19 装 订 线 A、输出轴上的功率为 P=9r/、求作用在齿轮上的力 低速级大齿轮上的分度圆直径为 圆周力为 3222 2 5 9 3 . 7 6 1 0 4 2 9 9 . 3 92 7 6 . 2 0 6 径向力为 t a n 2 0 4 2 9 9 . 3 9 t a n 2 0 1 6 1 8 . 8 1c o s c o s 1 4 5 0 6 轴向力为a t a n 4 2 9 9 . 3 9 t a n 1 4 5 0 6 1 1 3 8 . 7 6 N 初 步确定轴的最小直径。 33 4 . 2 91 1 5 4 5 . 5 669o m 计算转矩 m 选取轴的材料为 45钢 ,调质处理 ,根据课本表 15 115A、输入轴上的功率为 P=、初步确定轴的最小直径。 33 4 . 4 71 1 5 3 1 42 2 5 . 7o m 计算转矩 m 1112220 . 0 1 4 1 20 . 0 1 6 4 2 1= 机械课程设计 20 装 订 线 轴的校核。 输入轴和中间轴由于承受载荷不大。所以只校核输出轴的强度。 按弯扭合成校核轴的强度。 首先根据结构图作出轴的计算简图 , 确定顶轴承的支点位置时 , 查机械设计手册 20 对于型 30210 型的圆锥滚子轴承 ,a=20此 ,做为简支梁的轴的支承跨距 . 23 1 3 0 3 8 4L L m m m m m m 轴上所受力为，如图 12=27z =89z=180a =14 506 12= 8 3 3= 2 7 6 6d m md m m=51=90 机械课程设计 21 装 订 线 圆周力为 3222 2 5 9 3 . 7 6 1 0 4 2 9 9 . 3 92 7 6 . 2 0 6 径向力为 t a n 2 0 4 2 9 9 . 3 9 t a n 2 0 1 6 1 8 . 8 1c o s c o s 1 4 5 0 6 轴向力为a t a n 4 2 9 9 . 3 9 t a n 1 4 5 0 6 1 1 3 8 . 7 6 N 载荷 水平面 H 垂直面 V 1 4 5 7 4 6 机械课程设计 22 装 订 线 支反力 F 1 1 9 5 1 2 3 0 4 9 N 1 1 6 5 1 距 M 2 5 4 6 1 6 m m 1 2 1 5 4 8 1 m m2 - 2 6 1 7 m m总弯距 221 2 5 4 6 1 6 2 1 5 4 8 1 . 6 3 3 3 5 5 9 m m 222 2 5 4 6 1 6 2 6 1 7 . 7 2 5 4 6 2 9 NM m m 扭距 T 3 5 9 3 7 6 0 m m按弯曲扭转合成应力校核轴的强度，取截面 扭转切应力为脉动循环变应力。取 根据 321 )( = 2233 3 3 5 5 9 ( 0 . 6 5 9 3 7 6 0 ) 2 7 . 7 90 . 1 5 6 已选轴材料为 45钢，调质处理。 查表 15 1 =60 1 此轴合理安全 精确校核轴的疲劳强度 . . 判断危险截面 a 3 6 3 9 d 9 9 6 1 8 a 1 1 3 8 5 d m m 机械课程设计 23 装 订 线 截面 A、 以 A、 从受载来看 ,截面 截面 C 上虽然应力最大 ,但是应力集中不大 ,而且这里的直径 最大 ,故 第 3 章的附录可知 ,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小，因而 ,该轴只需校核齿轮接触处的轴肩与接近轴承的轴过度处的的左右两侧即可。 . 截面左侧。 抗弯系数 W=d = 56 =抗扭系数 d =56 =截面的左侧的弯矩 1 8 3 . 5 - 3 9 . 5 1 7 5 7 6 7 . 68 3 . 5M M N m m 截面上的扭矩33T=593760 m 截面上的弯曲应力 1 7 5 7 6 7 0 5 6 1 . 6 M P a 截面上的扭转应力 T= 593760 1 6 1 2 3 P a 轴的材料为 45钢。调质处理。 由课本3555 551 m 3 1 4d m m M 23184L L m m 机械课程设计 24 装 订 线 因 6 插入后得 T =性系数为 qq= K =1+ )1( q =1+q（ T =得尺寸系数 表面质量系数 综合系数为： K= 取 取 全系数1 275 = 5 7 2 1 + 0 a a 机械课程设计 25 装 订 线 S 1 1 1 a t 22 1 1 S= 所以它是安全的 截面右侧 抗弯系数 W=d = 50 =12500 抗扭系数 d =50 =25000 截面的右侧的弯矩 1 8 3 . 5 - 3 9 . 5 1 7 5 7 6 7 . 68 3 . 5M M N m m 截面上的扭矩3 3T=面上的弯曲应力 1 7 5 7 6 7 4 12500 M P a截面上的扭转应力 T = 593760 2 3 25000 M P a 过盈配合处的 K，由附表 3取 。 ， 磨削加工表面质量系数 机械课程设计 26 装 订 线 综合系数为： K= 取 取 全系数 8 0 S= 本例中因无过大的瞬时过载量和严重的应力循环不对称性，故略去静强度校核。所以它是安全的 高速轴轴承选择一对 30208圆锥滚子轴承。 工作中稍有波动，工作温度低于 1000C，予计寿命 48000h。 4 2 9 9 6 1 8 a 1 1 3 8 2 3 0 4 9 1 m m1 2 1 5 4 8 1 MN m m2 1 7 MN m m1 254629NM mm 1 此轴合理安全 机械课程设计 27 装 订 线 中间轴轴承选择一对 30209圆锥滚子轴承。 低速轴轴承选择一对 30210圆锥滚子轴承。 查表可知轴承 30210的 2200N， 5200N 1、计算径向支反力 2 2 2 21 N H 1 N V 1 1 9 5 1 . 0 8 1 6 5 1 . 2 0 2 5 5 6 . 0 0R R R N 2 2 2 22 N H 2 N V 2 3 0 4 9 . 3 9 3 1 . 3 9 3 0 4 9 . 5 5R R R N 该轴承只承受径向力，取 2、计算当量动载荷 1 p 1P f R 1. 1 2 5 5 6 . 0 0 2 8 1 1 . 6 0 N 2 p 2P f R 1. 1 3 0 4 9 . 5 5 3 3 5 4 . 5 1 N 3、校核轴承寿命 336610101 0 1 0 7 2 2 0 06 0 6 0 6 9 2 8 1 1 . 64 0 9 0 2 5 7 4 8 0 0 0 h 故 30210圆锥滚子轴承适用 W=1 7 5 7 6 7 m m3T=593760m bT=551 机械课程设计 28 装 订 线 选择键联接的类型和尺寸 一般 8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求，应用 a 高速轴与电动机连接的联轴器上的键： 0x8 t= L=35 b 中间轴与大齿轮的连接键： 4t=5.5 L=63 c 输出轴与大齿轮的连接键： 6t=6.0 L=70 d 输出轴与联轴器的连接 键： 2t=5.0 L=70 2校核键的接触强度 只需要校核输出轴上的键。假定在键的工作面上载荷均匀分布。 K 齿 =0.5 h 齿 =5 K 联 =0.5 h 联 =4 T 齿 = T 联 = 齿 =56D 联 =40l 齿 =4 T =q q= K = 机械课程设计 29 装 订 线 l 联 =8 由式（ 6： 3 32 1 0 2 5 9 3 . 7 6 1 0 = 7 8 . 5 4 M P 4 5 6l D 齿齿 齿 齿 齿 p1=120150 32 1 0 2 5 9 3 . 6 7 1 0 = 1 0 64 4 0 5 8l D 联联 联 联 联 p 2=120150 者都合适 减速器的箱体采用铸造（ 成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量， 大端盖分机体采用67 1. 机体有足够的刚度 在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度 2. 考虑到机体内零件的润滑，密封散热。 因其传动件速度大于 2m/s，故采用侵油润油。为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，接表面应精创，其表面粗糙度为 3. 机体结构有良好的工艺性 . 铸件壁厚为 8，圆角半径为 R=2。机体外型简单，拔模方便 . 4. 对附件设计 S=全 W=12500 25000 1 7 5 7 6 7 m m3T=T = ， 机械课程设计 30 装 订 线 A 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 固 B 油螺塞： 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。 C 油标和油尺： 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 . D 通气孔： 由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增 大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡 . E 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 . F 定位销： K=K= 机械课程设计 31 装 订 线 为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度 . G 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 . 减速器机体结构尺寸如下： 名称 符号 计算公式 结果 箱座壁厚 a 8 箱盖壁厚 1 a 8 箱盖凸缘厚度 1b 11 b 12 箱座凸缘厚度 5.1b 12 箱座底凸缘厚度 2b b 20 轴承旁联接螺栓直径 1d 承旁联接螺栓通孔直径 承旁接沉头座直径 26 轴承旁凸台凸缘尺寸 2 22=24盖与机座联接螺栓直径 2d 2d =（ 盖与机座联接螺栓通孔直径 盖与机座联接螺栓沉头座直径 26 箱缘尺寸（扳手空间） 2 02=16脚螺钉数目 n 6 1 2 5 5 6 机械课程设计 32 装 订 线 地脚螺钉直径 脚螺钉通 孔直径 25脚螺钉沉头座直径 48角凸缘尺寸 2 22=30承端盖螺钉直径 3（ .5）孔盖螺钉直径 4d 4d=（ .4）速器中心高 H H=(1a* 180 圆锥定位销直径 d d =（ 2d 12 轴承旁凸台半径 R 20 外机壁至轴承座端面距离 K K=1C + 2C +（ 58） 52 轴承座孔长度 K+ 62 大齿轮顶圆与内机壁距离 1 1 14 齿轮端面与内 机壁距离 2 2 12 箱盖，箱座 肋厚 1m 8 8m 轴承端盖外径 2D 2+（ 51轴） 125（ 2轴） 130（ 3轴） 10. 润滑密封设计 润滑 对于二级圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型的，大齿轮的转速大于2m/s，所以采用稀油润滑，箱体内选用抗氧防锈工业齿轮油 0 4 9 P 2 8 1 1 N2P 3 3 5 4