慢速卷扬机减速器设计.doc

中国石油大学 北京 现代远程教育中国石油大学 北京 现代远程教育 毕毕 业业 设设 计 论文 计 论文 慢速卷扬机减速器设计 姓 名 学 号 性 别 专 业 批 次 电子邮箱 联系方式 学习中心 指导教师 2012 年 2 月 10 日 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育毕业设计毕业设计 论论文 文 i 摘摘 要要 卷扬机又称之为绞车 是一种由人力或机械动力驱动卷筒 卷绕绳索来 完成牵引工作的装置 主要用于垂直提升 水平或倾斜曳引重物的简单起重 机械 分手动和电动两种 主要以电动为主 减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用 在现代机械中应用极为广泛 减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器 两大类 两者的设计 制造和使用特点各不相同 本文在调查研究 消化资料的基础上 设计了一种适用于是慢速卷扬机 的二级齿轮减速器 设计参数自拟 关键词关键词 卷扬机 减速器 齿轮 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育毕业设计毕业设计 论论文 文 i 目 录 第一章第一章 引引 言言 1 1 第二章第二章 减速器的总体设计减速器的总体设计 1 1 2 1 传动方案的分析拟定 1 2 2 电动机的选择 1 2 3 传动比的分配 2 2 4 各轴的传动参数 3 第三章第三章 传动零件设计计算传动零件设计计算 3 3 3 1 带传动的设计计算 3 3 2 齿轮传动的设计计算 5 3 3 轴的设计计算 8 3 4 联轴器的设计计算 18 第四章第四章 减速器的结构设计计算减速器的结构设计计算 3 3 4 14 1 简介简介 3 4 24 2 减速器箱体设计减速器箱体设计 3 4 34 3 减速器的润滑和密封减速器的润滑和密封 4 参考文献参考文献 4 4 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育毕业设计毕业设计 论论文 文 1 第一章第一章 引引 言言 目前国内外广泛使用的卷扬机 一般均由电机 制动器 独立的减速箱 钢绳卷筒 底架等组成 国内外的卷扬机设计都在致力于缩小体积 减轻重 量 提高承载能力 节省能源 工作安全可靠 但都没有理想的可供选择的 卷筒内藏减速传动装置 而使设计 试制工作遇到困难 在各种机器中 为满足机械的运动和动力要求 仅采用一种机构是不够 的 而是将若干个机构根据需要组合起来 构成一个机械传动系统来完成 传动系统位于原动机和执行构件之间 其基本任务是将原动机的动力和运动 传递给执行构件 满足其不同的运动形式 运动规律要求 机器的工作原理 不同 其传动方案也不同 即使同一工作原理 也可拟定出几种不同的传动 方案 而减速器在这一过程中起着重要的作用 减速器的种类很多 按照传动类型可分为齿轮减速器 蜗杆减速器和行 星减速器以及它们互相组合起来的减速器 按照传动的级数可分为单级和多 级减速器 按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器 圆锥齿轮减速器和圆锥一 圆柱齿轮减速器 按照传动的布置形式又可分为展开式 分流式和同轴式减 速器 要对减速器进行设计 如进行传动方案的设计 电动机功率及传动比 分配 主要传动零件的参数设计 标准件的选用 减速器结构设计中需注意 的问题及常见的错误结构 减速器箱体各部尺寸的确定 结构工艺性设计 装配图的设计要点及步骤等 电动卷扬机由于操作方法不同 其结构相差很大 我们将其分为电控卷 扬机和溜放型卷扬机两类 在电动机与卷筒之间通常采用效率较高的起重用标准两级减速器 要求 低速时可采用三级大传动比减速器 为便于安装 在电动机与减速机之间常 采用具有补偿性能的弹性柱销连轴器或齿轮连轴器 前者构造简单并能起缓 冲作用 但弹性橡胶圈的使用寿命不长 后者坚固耐用 应用最广 齿轮连 轴器的寿命与安装质量有关 并且需要经常润滑 一般制动器都安装在高速轴上 这样所需要的制动力矩小 相应的制动 器尺寸小 重量轻 经常利用联轴器的一半兼作制动轮 带制动轮的半体应 安装在减速器高速轴上 这样 即使联轴器被损坏 制动器仍可把卷筒制动 住 以确保机构的安全 为使机构布置方便并增大补偿能力 在电动机与减速机之间可用浮动轴 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育毕业设计毕业设计 论论文 文 2 连接 浮动轴的两端为半齿轮连轴器 由于卷筒与减速器低速轴之间的连接型式有很多 卷扬机的卷筒与低速 轴的连接为带齿轮接盘的结构型式 卷筒轴左端用自位轴承支撑于减速器输 出轴的内腔轴承座中 低速轴的外缘制成外齿轮 它与固定在卷筒上的带内 齿轮的接盘相啮合 形成一个齿轮连轴器传递扭矩 并可以补偿一定的安装 误差 在齿轮联轴器外侧 即靠近减速器的一侧装有剖分式密封盖 以防止 联轴器内的润滑油流出来和外面的灰尘进入 这种连接型式的优点是结构紧 凑 轴向尺寸小 分组性好 能补偿减速器与卷筒轴之间的安装误差 拟订慢速卷扬机的主要参数有 已知 钢丝绳牵引力 F 25000N 绳速 V 12m min 卷筒直径 D 400mm 卷 筒效率 0 96 三班制间歇工作 电动机单向运转 寿命 15 年 批量生产 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育毕业设计毕业设计 论论文 文 1 第二章第二章 减速器的总体设计减速器的总体设计 2 1 传动方案的分析拟定 卷扬机包括 JK 快速卷扬机和 JM 慢速卷扬机 仅能在地上使用 JM 型 卷扬机是一种体积小 重量轻 起重大 操作灵活 安全可靠 经久耐用的 电动起重机 广泛适用于建筑 桥梁 冶金 矿山等企业工地中 用于物料升 降和大型吊装工程中作卷扬 拖拉各种材料和设备 慢速卷扬机减速器多采用圆柱齿轮或者蜗轮蜗杆传动 本文设计一种二 级圆柱齿轮减速器 传动机构简图如下 2 2 电动机的选择 按已知的工作要求和条件 选用 Y 型全封闭笼型三相异步电动机 电动机的工作效率 Pw Pd 工作所需功率 1000 Fv Pd 电动机至工作机之间的总效率 包括工作效率 为 54 2 3 3 21 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育毕业设计毕业设计 论论文 文 2 查表 2 3 确定各部分效率为 V 带传动效率 1 0 97 滚动轴承 一对 效率 2 0 99 齿轮传动效率 3 0 96 联轴器效率 4 0 99 传动滚筒 5 0 96 则 0 97 0 99 0 96 0 99 0 9 6 0 824 所以kW Fv Pd068 6 824 0 1000 60 1225000 1000 卷筒轴的工作转速为 min 55 9 40014 3 60 12100060100060 r D v Nw 按推荐的合理传动比范围 取 V 带传动的传动比 i 1 2 4 二级圆柱齿轮减速器传动 比 i 2 8 40 则合理总传动比的范围为 i 16 60 故电动机的转速的可选范围为 min 1528 8 152min 55 9 160 16 rrnin wd 符合这一范围的同步转速有 750r min 1000 r min 1500 r min 现以 同步转速 750 r min 1000 r min 1500 r min 三种方案进行比较 其技术 参数及传动比较情况见表所示 电动机转速 n r min 方案电动机型号额定功率 KW 同步转速满载转速 总传动比 1Y160M2 85 575072075 4 2Y132M2 65 51000960100 5 3Y132S 45 515001440150 8 方案 1 2 3 经过综合考虑电动机和传动装置的尺寸 重量 价格以及 总传动比 可知方案 2 比较合适 因此选定电动机型号为 Y132M2 6 2 3 传动比的分配 由上表取带的传动比 则减速器的传动比为3 1 i 5 33 3 5 100 0 i i i减 取二级圆柱齿轮减速器高速级传动比4 1 2 i 则低级级传动比5 7 6 5 33 2 3 i i i 减 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育毕业设计毕业设计 论论文 文 3 注意 以上传动比的分配只是初步的 传动装置的实际传动比要由选定 的齿轮齿数或带轮基准直径准确计算 故应在各级传动零件的参数确定后计 算实际传动比 因而很可能与设定的传动比之间有误差 一般允许工作机实 际转速与设定转速之间的相对误差为 3 5 2 4 各轴的传动参数 各轴转速 轴 min 320 3 960 1 1 r i n n m 轴 min 8 47 7 6 320 2 1 2 r i n n 轴 min 55 9 5 8 47 3 2 3 r i n n 卷筒轴 min 55 9 3 rnnw 各轴功率 轴 kWPdP89 5 97 0 068 6 11 轴 kWPP66 5 99 0 97 0 89 5 2112 轴 kWPP38 5 96 0 99 0 66 5 3223 卷动轴 kWPP11 5 99 0 96 0 66 5 2334 各轴转矩 mN n P T m d d 36 60 960 068 6 95509550 轴 mN n P T 8 175 320 89 5 95509550 1 1 1 轴 mN n P T 1157 8 47 66 5 95509550 2 2 2 轴 mN n P T 5380 55 9 38 5 95509550 3 3 3 卷筒轴 mN n P T 5110 55 9 11 5 95509550 4 4 4 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育毕业设计毕业设计 论论文 文 3 第三章第三章 传动零件设计计算传动零件设计计算 3 1 带传动的设计计算 带传动确定设计功率 Pd 查得工作情况系数 K A 1 4 据式 Pd K A P 1 4 6 068 8 5KW 选择 V 带型号 查图 9 9 选 B 型 V 带 查机械设计手册 选小带轮 d d1 125mm 验算带速 由式 V 6 28 m s 100060 d 1d1 n 100060 96012514 3 v 1 在 5 25m s 内 合适 大带轮直径 d d2 i d d1 3 125 375 查表 9 4 取 d d2 375 传动比 i 3 i 3 2 1 d d d d 125 375 从动轮转速 n 2 n 2 302r min i n1 3 960 确定中心距 a 和带长 Ld 初选中心距 a 0 0 7 125 375 a 0 21 125 375 350mm a 0 1000mm 取 a 0 800 按式 9 20 求带的计算基准长度 L d0 L d0 2 a 0 d d1 d d1 2 4ao 12 2 dddd 2 800 125 375 2 8004 125375 2 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育 xxxx 批次批次专专升本升本毕业论毕业论文文 4 1600 500 2 3200 62500 2405 查表 9 2 取带的基准长度 L d 2240 按式 9 21 计算实际中心距 a a o 800 718 2 0 LLd 2 24052240 按式 9 22 确定中心距调整范围 a max a 0 03L d 717 5 0 03 2240 785 a min a 0 015L d 717 5 0 015 2240 684 验算小带轮包角 由式 9 23 180 57 3 a dd dd22 180 57 3 718 125375 160 120 合适 确定 V 带根数 z 由表 9 5 查 d d1 125 n 1 800r min 及 n 1 950r min 时 单根 B 型 V 带 的额定功率为 1 44KW 和 1 64KW 用线性插值法求 n 1 950r min 时的额定功 率值 P 1 1 44 950 800 1 64KW 800950 44 1 64 1 由表 9 6 查得 P o 0 30KW 由表 9 7 查得包角修正系数 Ka 0 95 由表 9 8 查得带长修正系数 K L 0 82 计算 V 带根数 Z 由式 9 24 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育 xxxx 批次批次专专升本升本毕业论毕业论文文 5 Z 5 62 l KaKPP Pd 11 82 0 95 0 30 0 64 1 5 8 取 Z 6 根 计算单根 V 带初拉力 F 0 由表 9 1 查得 m 0 14kg m 由式 9 25 F 0 500 1 mv2 2 V Pd Ka 5 2 500 1 0 17 6 28 628 6 5 8 95 0 5 2 2 191N 取 F 0 191N 计算对轴的压力 F Q 由式 9 27 F Q 22F 0sin 2 6 191 sin 2 1 2 160 12 191 sin80 2257N 带轮的结构设计 小带轮基准直径 d d1 125 采用实心式结构 大带轮基准直径 d d2 375 采用孔式结构 3 2 齿轮传动的设计计算 选择齿轮材料 热处理方法及精度等级 减速器是封闭式传动 无特殊要求 为制造方便 采用软齿面钢制齿轮 查表 6 1 并考虑 HBS 1 HBS 2 30 50 的要求 小齿轮选用 45 钢 调质处理 齿面硬度 217 255HBS 大齿轮选用 45 钢 正火处理 齿面硬度 162 217 计 算时取 HBS 1 240HBS HBS 2 200HBS 该减速器为一般传动装置 转速不高 根据表 6 2 初选 8 级精度 由于是封闭式软齿面齿轮传动 齿轮承载能力应由齿面接触疲劳强度决 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育 xxxx 批次批次专专升本升本毕业论毕业论文文 6 定 由式 6 11 d 1 3 21 1 2 u uZZ dV KT h eh 有关参数的选取与转矩的确定 由于工作平稳 精度不高 且齿轮为不对称布置 查表 6 3 取 K 1 2 T 1 9 55 10 9 55 10 60363N 6 1n P 6 960 068 6 取小齿轮齿数 Z 1 27 则大齿轮齿数 Z 2 i 2 3 27 81 实际传动比 i 12 3 故误差 i 2 5 故合适 1 2 Z Z 27 81 齿轮比 u i 12 3 查表 6 6 取 d 0 9 H Sh Znthlim 由图 6 8 c 查得 Hlim1 590MPa Hlim2 555MPa 许用接触应力 H 取 S H 1 计算应力循环次数 N 1 60n 1jL h 60 960 1 3 8 600 15 6 22 10 9 N 2 N 1 u 2 07 10 8 由图 6 6 查得 ZN1 0 9 ZN2 1 允许齿面有一定量点浊 H 1 656Mpa Sh Znthlim 1 9 0590 H 2 555MPa Sh Znthlim 1 1555 取小值代入 故取 H 555MPa 标准齿轮 20 则 Z H 2 49 2sin 4 40sin 4 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育 xxxx 批次批次专专升本升本毕业论毕业论文文 7 两轮材料均为钢 查表 6 4 Z E 198 将上述各参数带入公式得 d1 3 2 1 12 u u h ZhZe dV KT 3 2 3 13 555 9 18949 2 9 0 603632 12 56 24 模数 m 2 1 1 1 Z d 27 24 56 由表 5 2 取 m 2 d 1 mZ 1 2 27 54 d2 mZ2 2 81 162 b1 dd 1 0 9 54 48 6 取 b1 55 b2 48 a m Z 1 Z 2 2 27 81 108 2 1 2 1 校核齿根弯曲疲劳强度 由式 6 13 F Y Fa1Y Sa1 F 1 2 2 zbm KT 查表 6 5 得 Y Fa1 2 57 YFa2 2 22 Y Sa1 1 60 Y Sa2 1 77 F F NTF S Y 1lim 查表 6 9c 得 440MPa 1limF 420MPa 2limF F1 Y Fa1Y Sa1 2 57 1 60 1 2 2 zbm KT 27248 603632 12 2 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育 xxxx 批次批次专专升本升本毕业论毕业论文文 8 114 91MPa F 1 F2 F1 114 9 11 22 SaFa SaFa YY YY 60 1 57 2 77 1 22 2 109 81MPa F 2 齿轮的圆周速度 V 2 7m s 5m s 100060 11 nd 100060 9605414 3 齿轮的结构如下图 3 3 轴的设计计算 选择轴的材料并确定许用应力 轴选用 45 钢正火处理 由表 15 1 查得强度极限 600Mpa 由表 15 B 1 查得其许用弯曲应力 1 b 54Mpa 按扭转强度估算轴输出端直径 d A 115 30 4mm 3 n p 3 320 89 5 考虑到有键槽 将直径增长 5 d 30 4 1 5 31 9mm 此段轴的直径和长度应和联轴器相符 选取 TL5 型弹性柱销联轴器 其 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育 xxxx 批次批次专专升本升本毕业论毕业论文文 9 孔直径为 32mm 与轴径配合长度为 60mm 故输出轴输出端直径 d min 32 轴上零件的定位 固定和装配 二级减速器中 可将齿轮安排在箱体中间 相对两轴对称分布 附图 2 齿轮左面由轴肩定位 右面用套筒轴向固定 轴向靠平键和过渡配合固定 两轴承分别以轴肩和套筒定位 周向则采用过渡配合或过盈配合固定 联轴 器以轴肩轴向定位 右面哟内个轴端挡圈轴向固定 平键联接作周向固定 轴做成阶梯形 左轴承从左面装入 齿轮 套筒 右轴承和联轴器依次从右 面装到轴上 确定轴各段直径和长度 段即外伸端直径 d 1 32 其长度短一些 取 L 1 55mm 段直径 由机械设计手册查得轮毂孔倒角 C 1 2 5 取轴肩高度 h 2 C 1 5 d 2 d 1 2h 32 5 2 42 初选 6308 型深沟球轴承 其内径为 40 宽度为 23 考虑到齿轮端 面和箱体内壁 轴承端面与箱体内壁应有一定距离 则取套筒长为 20 通 常密封轴段长度应根据密封盖的宽度并考虑联轴器和箱体外壁应有一定距离 而定 为此取该段长 40 安装齿轮段长度应比轮廓宽度小 2 故 段长 L 22 20 23 40 85 段直径 d 3 50mm 长度 L 3 55 2 53 段直径 d 4 d 3 2h 50 2 6 62 h 2C 1 取 C 1 3 h 2 3 6 其长度和右面套筒长度相同 即 L 4 20 但此轴段左面为 滚动轴承的定位轴高的定位轴高 考虑便于轴承的拆卸 应按轴承标准查取 由机械设计手册查得一 2 安装尺寸为 D 1 49 与 d 4 不符 故把 设计成阶 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育 xxxx 批次批次专专升本升本毕业论毕业论文文 10 梯形 或锥形 左段直径为 49 段直径 d 5 40 L 5 23 圆周力 F t 11N 1 1 2 d T 32 8 1752 径向力 F r F ttg 11 tg20 4N 法向力 F a 12N cos t F M C 轴承支反力 F RAV 0 67N L L F d F r H a 22 097 0 2 097 0 2 2 051 0 6 F RBV F r F RAV 4 0 67 4 67N 计算弯矩 截面 C 右侧弯矩 M CV F RBV 4 67 0 23N m 2 L 2 097 0 截面 C 左侧弯矩 V F RAV 0 67 0 03N m 2 L 2 097 0 制水平面弯矩图 图 28 c 轴承支反力 F RAH F RBH 5 5N 2 t F 2 11 截面 C 处的弯矩 M CH F RAH 5 5 0 27N m 2 L 2 097 0 绘制合成弯矩图 图 28 d Mc 0 23 N m CHCVMM 22 22 03 0 23 0 M c 0 23 N m CHCVMM 22 22 23 0 03 0 转矩 T 9 55 10 9 55 10 175 8 N m 3 n p 3 320 89 5 转矩产生的扭转剪应力按脉动循环变化 取 0 6 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育 xxxx 批次批次专专升本升本毕业论毕业论文文 11 截面 C 处的当量弯矩为 Mec 105 N m 22 TMC 22 8 1756 0 232 0 校核危险截面 C 的强度 由式 15 3 e 8 4 54Mpa 3 3 1 0 d Mec 3 3 501 0 10105 强度足够 轴 选用 45 钢正火处理 由表 15 1 查得强度极限 600MPa B 由表 15 1 查得其许用弯曲应力 1 b 54Mpa 按扭转强度估算轴输出端直径 由表 15 3 取 A 110 则 d A 110 54 4mm 3 n p 3 72 46 66 5 考虑到有键槽 将直径增长 5 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育 xxxx 批次批次专专升本升本毕业论毕业论文文 12 d 54 4 1 5 57 1mm 此段轴的直径和长度应和联轴器相符 选取 TL9 型弹性柱销联轴器 其 孔直径为 56mm 与轴径配合长度为 84mm 故输出轴输出端直径 d min 56 轴上零件的定位 固定和装配 二级减速器中 可将齿轮安排在箱体中间 相对两轴对称分布 附图 2 齿轮左面由轴肩定位 右面用套筒轴向固定 轴向靠平键和过渡配合固定 两轴承分别以轴肩和套筒定位 周向则采用过渡配合或过盈配合固定 联轴 器以轴肩轴向定位 右面哟内个轴端挡圈轴向固定 平键联接作周向固定 轴做成阶梯形 左轴承从左面装入 齿轮 套筒 右轴承和联轴器依次从右 面装到轴上 确定轴各段直径和长度 段即外伸端直径 d 1 56 其长度短一些 取 L 1 80mm 段直径 由机械设计手册查得轮毂孔倒角 C 1 2 5 取轴肩高度 h 2 C 1 5 d 2 d 1 2h 56 5 2 66 初选 6313 型深沟球轴承 其内径为 65 宽度为 33 考虑到齿轮端 面和箱体内壁 轴承端面与箱体内壁应有一定距离 则取套筒长为 30 通 常密封轴段长度应根据密封盖的宽度并考虑联轴器和箱体外壁应有一定距离 而定 为此取该段长 65 安装齿轮段长度应比轮廓宽度小 2 故 段长 L 22 30 33 65 130 段直径 d 3 60mm 长度 L 3 80 2 78 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育 xxxx 批次批次专专升本升本毕业论毕业论文文 13 段直径 d 4 d 3 2h 60 2 6 72 h 2C 1 取 C 1 3 h 2 3 6 其长度和右面套筒长度相同 即 L 4 30 但此轴段左面为 滚动轴承的定位轴高的定位轴高 考虑便于轴承的拆卸 应按轴承标准查取 由机械设计手册查得一 2 安装尺寸为 D 1 77 与 d 4 不符 故把 设计成阶 梯形 或锥形 左段直径为 77 段直径 d 5 65 L 5 33 轴支跨距 L 185 圆周力 F t 141 3N 1 1 2 d T 56 11572 径向力 F r F ttg 41 3 tg20 15N 法向力 F a 44N cos t F 20cos 3 41 轴承支反力 F RAV 118N L L F d F r H a 22 185 0 2 185 0 2 2 061 0 44 F RBV F r F RAV 15 118 133N 计算弯矩 截面 C 右侧弯矩 M CV F RBV 133 12 3N m 2 L 2 185 0 截面 C 左侧弯矩 M CV F RAV 118 10 9N m 2 L 2 185 0 绘制水平面弯矩图 图 28 c 轴承支反力 F RAH F RBH 20 7N 2 t F 2 3 41 截面 C 处的弯矩 M CH F RAH 20 7 1 9N m 2 L 2 185 0 制合成弯矩图 图 28 d 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育 xxxx 批次批次专专升本升本毕业论毕业论文文 14 Mc 12 45 N mCHCVMM 22 22 9 1 3 12 M c 11 N m CHCVMM 22 22 9 1 9 10 绘制矩图 图 28 e 转矩 T 9 55 10 9 55 10 1157 N m 3 n p 3 72 46 66 5 绘制当量弯矩图 图 28 f 转矩产生的扭转剪应力按脉动循环变化 取 0 6 截面 C 处的当量弯矩为 Mec 694 N m 22 TMC 22 11576 0 45 12 校核危险截面 C 的强度 由式 15 3 e 32Mpa 54Mpa 3 3 1 0 d Mec 3 3 601 0 10694 所以强度足够 轴 选用 45 钢正火处理 由表 15 1 查得强度极限 600MPa 由表 15 1 查得其许用弯曲应力 1 b 54MP 按扭转强度估算轴输出端直径 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育 xxxx 批次批次专专升本升本毕业论毕业论文文 15 由表 15 3 取 A 112 则 d A 110 90 8mm 3 55 9 38 5 考虑到有键槽 将直径增长 5 d 90 8 1 5 95 3mm 此段轴的直径和长度应和联轴器相符 选取 TL11 型弹性柱销联轴器 其 孔直径为 95mm 与轴径配合长度为 132mm 故输出轴输出端直径 d min 95 轴上零件的定位 固定和装配 二级减速器中 可将齿轮安排在箱体中间 相对两轴对称分布 附图 2 齿轮左面由轴肩定位 右面用套筒轴向固定 轴向靠平键和过渡配合固定 两轴承分别以轴肩和套筒定位 周向则采用过渡配合或过盈配合固定 联轴 器以轴肩轴向定位 右面哟内个轴端挡圈轴向固定 平键联接作周向固定 轴做成阶梯形 左轴承从左面装入 齿轮 套筒 右轴承和联轴器依次从右 面装到轴上 确定轴各段直径和长度 段即外伸端直径 d 1 95 其长度短一些 取 L 1 130mm 段直径 由机械设计手册查得轮毂孔倒角 C 1 2 5 取轴肩高度 h 2 C 1 5 d 2 d 1 2h 95 5 2 105 初选 6309 型深沟球轴承 其内径为 100 宽度为 25 考虑到齿轮端 面和箱体内壁 轴承端面与箱体内壁应有一定距离 则取套筒长为 20 通 常密封轴段长度应根据密封盖的宽度并考虑联轴器和箱体外壁应有一定距离 而定 为此取该段长 100 安装齿轮段长度应比轮廓宽度小 2 故 段长 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育 xxxx 批次批次专专升本升本毕业论毕业论文文 16 L 2 2 20 25 100 147 段直径 d 3 100mm 长度 L 3 130 2 128 段直径 d 4 d 3 2h 100 2 6 112 h 2C 1 取 C 1 3 h 2 3 6 其长度和右面套筒长度相同 即 L 4 20 但此轴段左面为 滚动轴承的定位轴高的定位轴高 考虑便于轴承的拆卸 应按轴承标准查取 由机械设计手册查得一安装尺寸为 D1 54 与 d 4 不符 故把 设计成阶梯 形 或锥形 左段直径为 54 段直径 d 5 100 L 5 25 轴支跨距 L 230 圆周力 F t 113N 1 2 d T 95 53802 径向力 F r F t tg 113 tg20 41N 法向力 Fa 120N 20cos Ft 20cos 113 轴承支反力 F RAV 21 8N L L Fr d Fa H 22 23 0 2 23 0 41 2 162 0 120 F RBV F r F RAV 41 21 8 62 8N 计算弯矩 截面 C 右侧弯矩 M CV F RBV 62 8 7 2N m 2 L 2 23 0 截面 C 左侧弯矩 M CV F RAV 21 8 2 5N m 2 L 2 23 0 绘制水平面弯矩图 图 28 c 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育 xxxx 批次批次专专升本升本毕业论毕业论文文 17 轴承支反力 F RAH F RBH 56 5N 2 Ft 2 113 截面 C 处的弯矩 M CH F RAH 56 5 6 5N m 2 L 2 23 0 绘制合成弯矩图 Mc 9 7 N mCHCVMM 22 22 5 62 7 M c 7 N mCHCVMM 22 22 5 65 2 绘制矩图 图 28 e 转矩 T 9 55 10 9 55 10 5380N m 3 n p 3 55 9 38 5 绘制当量弯矩图 图 28 f 转矩产生的扭转剪应力按脉动循环变化 取 0 6 截面 C 处的当量弯矩为 Mec 3228 N m 22 TMC 22 53806 0 7 9 校核危险截面 C 的强度 由式 15 3 e 32 28Mpa 54Mpa 3 3 1 0 d Mec 3 3 1001 0 103228 强度足够 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育 xxxx 批次批次专专升本升本毕业论毕业论文文 18 3 4 联轴器的设计计算 常用联轴器多已标准化 选用时 首先按工作条件选择合格的类型 再 按转矩 轴径和转速选择联轴器的具体尺寸 一般高速轴用弹性联轴器 低 速轴则用刚性联轴器 必要时需校核联轴器中薄弱件的承载能力 本设计中 用的是弹性联轴器 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育毕业设计毕业设计 论论文 文 3 第四章第四章 减速器的结构设计计算减速器的结构设计计算 4 14 1 简介简介 减速器是一种封闭在箱体内的齿轮 蜗杆 蜗轮等组成的传动装置 它 可以用来改变轴的转速和转矩 以适应工作的需要 减速器结构简单 使用维修方便 传动效率高 在工程中应用广泛 4 24 2 减速器箱体设计减速器箱体设计 箱座壁厚 二级 0 025a 3 8 0 025a 3 0 025 108 3 8 箱盖壁厚 1 8 箱盖凸缘厚度 b 1 1 5 1 1 5 8 12 箱座凸缘厚度 b 1 5 1 5 8 12 箱座凸缘厚度 b2 2 5 2 5 8 20 地脚螺钉直径 d f 0 036a 12 0 036 108 12 15 89 地脚螺钉数目 a 250 n 4 轴承旁连接螺栓直径 d 1 0 75 d 1 0 75 15 89 11 92 盖与座连接螺栓直径 d 2 0 5 0 6 d f 7 95 9 55 连接螺栓 d 2 的距离 l 125 200 轴承锻盖螺钉直径 d 3 0 4 0 5 d f 6 4 7 95 检查孔盖螺钉直径 d 4 0 3 0 4 d f 4 8 6 4 定位销直径 d 0 7 0 8 d 2 5 57 7 6 d f d 1 d 2 至外箱壁距离 C 1min 18 d f d 2 至凸缘边距离 C 2min 112 轴承旁凸台半径 R 1 C 2 12 凸台高度 h 待定 外箱壁至轴承座端面距离 L 1 C 1 C 1 5 10 35 40 齿轮顶圆与内箱壁距离 1 齿轮断面与箱体内壁距离 端盖 箱座肋厚 m 1 0 85 1 0 85 8 6 8 m 0 85 6 8 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育 xxxx 批次批次专专升本升本毕业论毕业论文文 4 轴承端盖外径 2 0 d 3 d 3 8mm 45 65mm 取 D 60mm 0 d 3 60 2 5 8 80mm 2 0 d 3 80 2 5 8 100mm 轴承旁连接螺栓距离 S D 2 2 5 12 84 90mm 箱座深度 Hd ds 2 30 50 31 0 30 50 45 5 65 5mm 箱座高度 Hd 5 10 60 8 5 10 73 75mm 箱座宽度 Ba 由内部传动件位置结构及壁厚确定 4 34 3 减速器的润滑和密封减速器的润滑和密封 1 齿轮的润滑 齿轮传动时对齿轮进行润滑 可以减少磨损和发热 还可以防锈 降低 噪声 对防止和延缓轮齿失效 改善齿轮传动的工作状况起着重要的作用 本设计中采用浸油润滑方式 当齿轮的圆周速度 v 12m s 时 通常将大 齿轮进浸入油池中进行润滑 浸入油中的深度约为一个齿高 但不小于 10mm 浸入过深则增大了齿轮的运动主力并使油温升高 2 减速器的密封 减速器需要的密封处一般有轴的生出端 滚动轴承室内侧 箱体结合面 轴承盖 观察孔和放油孔等 具体的密封方式还需要根据减速器工作时的环 境和需要进行设计 中国石油大学 北京 中国石油大学 北京 现现代代远远程教育程教育 xxxx 批次批次专专升本升本毕业论毕业论文文 5 总结总结 减速器在机械传动系统中起着重要的作用 减速器的种类很多 按照传 动类型可分为齿轮减速器 蜗杆减速器和行星减速器以及它们互相组合起来 的减速器 按照传动的级数可分为单级和多级减速器 按照齿