带式输送机传动用的双级圆柱齿轮展开式减速器设计书.doc

带式输送机传动用的双级圆柱齿轮展开式减速器设计书一、传动方案的拟定及说明：传动方案简图已给定如下图输送机带轮 2-4联轴器 减速器 电动机说明：1.外传动为联轴器传动。2.减速器为两级展开式斜齿圆柱齿轮减速器。该方案的优缺点：该工作机有轻微振动，且该工作机属于小功率、载荷变化不大的情况，价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器采用两级展开式斜齿圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外该结构简单，尺寸紧凑，成本低，传动效率高。设计计算与说明计算结果二、选择电动机选择电动机类型按已知工作条件及要求，选择系列笼型三相异步电动机，全封闭自扇冷式结构，工作电压。选择电动机容量工作机的输出功率= =从电动机到工作机输送带间的总效率式中，1，2，3，分别为联轴器，轴承，齿轮传动和卷筒的传动效率，查表2-3取1=0.99，2=0.99，3=0.97，4=0.96。则故电动机输出功率确定电动机转速按表推荐的传动比，两级展开式齿轮减速器的传动比。而工作机卷筒轴的转速为所以电动机转速可选范围是：符合这一范围的电动机的同步转速有，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量及价格因素，决定采用同步转速为的电动机，型号为。由表可知该电动机额定功率为，满载转速。设计计算与说明计算结果三、 计算传动装置的总传动比并分配传动比总传动比为 = 分配传动比考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，取，则有 四、 计算传动装置的运动和动力参数各轴的转速,各轴的输入功率各轴的输入转矩:将计算结果汇总于表，以备查用表轴名功率P/kW转矩T/(Nm)转速n/(rmin-1)传动比i效率电机轴2.3323.6794010.992.3123.479404.790.992.22108.171963.420.972.13356.875710.96卷筒轴2.09350.1757设计计算与说明计算结果五、 齿轮的设计（一） 高速级斜齿圆柱齿轮传动设计 选择齿轮材料、热处理、齿面硬度、精度等级及齿数齿轮精度8级，因传递功率不大，转速不高，故采用软齿面齿轮传动。参考表，小齿轮：45钢（调质），硬度为230HWB轮：45钢（正火），硬度为190HWB传动平稳性，取，则，圆整为。软齿面齿轮传动，故按齿面接触疲劳强度设计，然后校核其齿根弯曲疲劳强度。 按齿面接触疲劳强度设计转矩(1)初选载荷系数K=1.1，由表10-8.选齿宽系数(2)初选螺旋角(3)计算当量齿数由图10-1查得由表10-3查得(4)接触应力循环次数为由图10-3查得接触疲劳寿命系数(5)许用接触应力为(6)计算小齿轮分度圆直径42.6(7)确定模数=1.94=cos=1.88查表取标准值为=2(8)计算分度圆直径/cos=45.55mm/cos=217.41mm(9)计算传动中心距=131.48mm圆整为=131mm(10)确定螺旋角=arccos15(11)计算齿宽b=145.55=45.55mm圆整后取 (12)计算齿轮的圆周速度2.24m/s由表10-4可知，选用8级精度较为合适3、校核弯曲疲劳强度（1） 齿形系数和应力修正系数由表10-7查得 （2） 许用弯曲应力由图10-2查得 由表10-3查得由图10-4查得弯曲疲劳寿命系数 （3）许用弯曲应力为=300.89MPa=226.46MPa=37.85MPa300.89MPa=37.89=34.62226.46MPa满足齿根弯曲疲劳强度要求齿轮精度8级小齿轮：45钢（调质）230HWB大齿轮：45钢（正火）190HWB,K=1.1= =245.55mm217.41mm=131mm =2.24m/s=300.89MPa=226.46MPa设计计算与说明计算结果（二）低速级圆柱齿轮传动设计1、选择齿轮材料、热处理、齿面硬度、精度等级及齿数齿轮精度8级，因传递功率不大，转速不高，故采用软齿面齿轮传动。参考表，小齿轮： ，硬度为230HBW大齿轮：45钢（正火）硬度为190HBW，考虑传动平稳性，取，则，因选用软齿面闭式传动，失效形式为点蚀，故按齿面接触疲劳强度设计，然后校核其齿根弯曲疲劳强度。2、按齿面接触疲劳强度设计转矩(1)初选载荷系数K=1.1，由表10-8.选齿宽系数(2)初选螺旋角(3)计算当量齿数由图10-1查得由表10-3查得(4)接触应力循环次数为由图10-3查得接触疲劳寿命系数 (5)许用接触应力为(6)计算小齿轮分度圆直径68mm(7)确定模数=2.834=cos=2.74查表取标准值为=3(8)计算分度圆直径/cos=74.54mm/cos=254.68mm计算传动中心距=164.6mm圆整为=165mm确定螺旋角=arccos17.34计算分度圆直径/cos=75.4mm/cos=254.67mm计算齿宽b=175.4=75.4mm圆整后取 计算齿轮的圆周速度0.22m/s由表10-4可知，选用8级精度较为合适3、校核弯曲疲劳强度(1)齿形系数和应力修正系数由表10-7查得 (2)许用弯曲应力由图10-2查得 由表10-3查得由图10-4查得弯曲疲劳寿命系数 (3)许用弯曲应力为=311.385MPa=231.4MPa=42.4MPa311.385MPa=42.4=39.8231.4MPa(4)满足齿根弯曲疲劳强度要求齿轮精度8级小齿轮硬度230HBW大齿轮硬度190HBW， K=1.1=375.54mm254.68mm=165mm=17.3475.4mm254.67mm=0.22m/s=311.385MPa=231.4MPa小结：高速级，低速级齿轮传动数据总结如下：高速级齿轮传动数据：齿数：， 模数： 齿宽： 螺旋角： 分度圆直径： 中心距：a=131mm低速级齿轮传动数据： 齿数：， 模数： 齿宽： 螺旋角： 分度圆直径： 中心距：a=165mm设计计算与说明计算结果六、 轴的结构设计 （一）高速轴的设计 选择轴的材料，确定许用应力选择轴的材料为钢，调质处理。由表查得， 初估轴的最小直径，选取联轴器安装联轴器处轴的直径为轴的最小直径，根据表，按公式得14.315.8mm考虑到轴上键槽削弱，轴径须加大，但该轴外伸与电动机轴通过联轴器联结，因电动机轴轴径为，外伸距离为60mm。选取联轴器：按扭矩查手册，选用型弹性柱销联轴器，其半联轴器的孔径，半联轴器长，故取 轴的结构设计根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度段：由第三步已确定，半联轴器与轴配合部分长度，为保证轴承挡圈压紧联轴器，应比小，故取。段：联轴器右端用轴肩定位，轴肩高度，取，则，为方便轴承端盖固定螺钉的装拆及轴承加注润滑剂，取轴承端盖至联轴器左端端面长度为10mm，由于该段与轴承配合，初选角接触球轴承7207AC，尺寸为，则有，轴承左端由轴肩定位， 轴承右端由轴承端盖压紧，综合调整后取。段：为保证轴承左端面的定位，轴承左端由轴肩固定，轴肩高度h=（0.070.1）d，则取h=2.5mm。则mm根据中间轴小齿轮宽B=50mm，综合调整后取。段：由于该段齿轮与轴一体制造，则，。 段：考虑段齿轮和箱体径向尺寸且与段协调，取，取。段：该段安装轴承，因选用7207AC型号轴承，则mm，。轴上零件的轴向固定半联轴器与轴的轴向固定采用平键联接，配合为，滚动轴承与轴的配合为。 轴端倒角取，见图根据以上各轴段直径和长度绘制轴的结构草图。（二）中间轴的设计 选择轴的材料，确定许用应力mm设计计算与说明计算结果选择轴的材料为钢，调质处理。由表查得 轴的结构设计根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度段：安装滚动轴承处轴的直径为轴的最小直径，根据表，按公式得 23.726.2mm为和轴承配合，则此段轴径应与轴承内径符合，选轴承7207AC，尺寸为dDB=357217。故。为防止轴承端面与箱体内壁干涉，取距离为，为防止齿轮与箱体内壁干涉，取套筒长25mm，则17+25+2=44mm。段：为使齿轮装拆方便，设置过渡轴肩，取过渡轴肩高度，则，齿轮左端由套筒定位，取。段：为保证大齿轮左端固定，轴肩高，取，轴肩长度取段：由于该段齿轮与轴一体制造，长度段：考虑段和该段径向尺寸协调，取， 段：轴右端与轴承7207AC配合， 轴上零件的轴向固定滚动轴承与轴的配合为，齿轮和轴的配合为轴端倒角取，见图根据以上各轴段直径和长度绘制轴的结构草图。（三）低速轴的设计 选择轴的材料，确定许用应力选择轴的材料为钢，调质处理。由表查得 轴的结构设计根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度段：安装联轴器轴的直径为轴的最小直径，根据表，按公式得35.1538.76mm考虑该段轴上键槽的影响，将轴径增大，取，58mm段：此处安装7209AC轴承和轴承端盖，其参数为：dDB=458519故 。的长度由轴承端盖的宽度和固定螺钉的装拆空间要求决定，取。段：为保证轴承右端的固定，轴肩高，取h=7mm，则；由于齿轮要与中间轴上小齿轮啮合故取，。 段：考虑齿轮右端定位和固定，为轴肩取，。段：为保证齿轮装拆方便，考虑该段和段径向尺寸协调，取，为保证齿轮压紧，则应比齿轮宽度略小，取=75-2=73mm。段：轴左端与轴承7209AC配合，则，轴承左端面至箱体内壁间距为5mm,箱体内壁距离齿轮右端面的距离为20mm,且套筒要压紧齿轮，故取。轴上零件的轴向固定，滚动轴承与轴的配合为，齿轮和轴的配合为，链轮与轴的配合为轴端倒角取，根据以上各轴段直径和长度绘制轴的结构草图。44mm58mm=73mm七、 轴、轴承及键联接的校核计算（一）轴强度的校核计算由各轴传递的扭矩可知低速轴扭矩最大，故只对低速轴校核强度即可，若低速轴满足强度要求，则其他轴均满足强度要求。下面对低速轴进行强度校核：.计算轴的载荷轴所传递的扭矩为：作用在齿轮上的力为：.画轴的计算简图，计算支反力由轴的结构简图，可确定轴承支点跨距，悬臂，由此可画出轴的受力简图，如图垂直面支反力，如图水平面支反力，如图.画弯矩图、扭矩图垂直面弯矩图，如图截面处：水平面弯矩图，如图截面左边：截面右边：合成弯矩图，如图截面左边：截面右边：扭矩图，如图， .按弯扭合成强度条件校核轴的强度由图可见截面处弯矩最大，校核该截面的强度。截面的当量弯矩式中，由式可得校核结果，截面的强度足够所以，轴的强度满足要求。（二）轴承寿命的校核仅选择轴承（7207AC）进行校核计算确定轴承所受载荷，如图所示43.5mm77.5mm61mm高速级：， 低速级：， 水平面支反力， 垂直面支反力，合成支反力 由7207AC查得可知其判别系数为e=0.68 故其派生轴向力分别为由,故轴承左端为紧端，= 因/=1.2e 所以由式12-2得=120921h12000h所以，轴承寿命满足要求。（三）键联接的校核计算联轴器与轴采用A型普通平键，键836 中间轴上齿轮采用A型普通平键，键1240低速轴上齿轮采用A型普通平键，键1450 (4)卷筒与轴端采用A型普通平键，键1050 现仅对低速轴上的键进行校核查表可知键1450 ，b=14mm，h=9mm，L=50mm。校核其挤压强度，由式可得 查表的许用应力，则校核结果：挤压强度满足要求。=120921hb=14mmh=9mmL=50mm=4.5mm=36mm挤压强度满足要求八、 减速器附件的选择为了保证减速器的正常工作，在减速器的箱体上通常设置一些附件，以便于减速器润滑油池的注油、排油、检查油面高度和拆装、维修等。减速器附件的选择如下：.窥视孔及视孔盖，便于检查箱内传动零件的啮合情况、润滑状态、接触斑点和齿侧间隙。.通气孔，在箱盖顶部或视孔盖上安装，使箱体内的热空气能自由的逸出，以此达到箱体内外的气压平衡。.油面指示器，方便检查箱内油面高度，以确保箱内油量适中。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.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。.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.九、 润滑方法和密封形式因齿轮的圆周速度，所以采用浸油润滑的润滑方式。这样不仅可以减小摩擦磨损、提高传动效率，还可以防止锈蚀、冷却散热及降低噪声。由得：高速级轴齿轮中间轴大齿轮 小齿轮低速轴齿轮查表所需润滑油运动黏度查表，选用对轴承采用飞溅润滑，设置导油槽，采用毡圈密封。十、 箱体结构尺寸机座壁厚=0.025a+510mm机盖壁厚11=0.025a+510mm机座凸缘壁厚b=1.515mm机盖凸缘壁厚b1=1.5115mm机座底凸缘壁厚b2=2.525mm地脚螺钉直径df =0.036a+1220mm地脚螺钉数目a1.212mm齿轮端面与箱体内壁距离2220 mm两齿轮端面距离4=515 mmdf,d1,d2至外机壁距离C1=1.2d+(58)C1f=26mmC11=22mmC12=16mmdf,d1,d2至凸台边缘距离C2C2f=24mmC21=20mmC22=14mm机壳上部（下部）凸缘宽度K= C1+ C2Kf=52mmK1=42mmK2=30mm轴承孔边缘到螺钉d1中心线距离e=(11.2)d120mm吊环孔直径dq=0.8df20mm轴承连接凸起部分