二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器结构设计.doc

二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器结构设计1. 设计题目:二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器2. 工作条件及生产条件:该减速器用于带式运输机的传动装置。工作时有轻微振动，经常满载，空载启动，单向运转，单班制工作。运输带允许速度差为5%。减速器小批量生产，使用期限为5年（每年300天）。3. 第17组设计数据： 卷筒直径 D/mm 400 运输带速度 v(m/s) 1.0 运输带所需拉力 F(Nm) 1600第一章 电动机的选择1.1 传动方案的拟定为了确定传动方案，可根据已知条件计算出工作机滚筒的转速为：=47.771r/min1.2 电动机的选择(1) 电动机类型的选择：电动机的类型根据动力源和工作条件,选用Y系列三相异步电动机。(2) 电动机功率的选择：工作机所需要的有效功率为=为了计算电动机的所需功率，先要确定从电动机到工作机之间的总效率。设为弹性联轴器效率为0.99，为齿轮传动的效率为0.98，为滚动轴承传动（8级）传动效率为0.97，为滚筒的效率为0.96。则传动装置的总效率为：=0.81656电动机所需的功率为= /=2.3512/0.816=1.959 kW选择常用的同步转速为1500 r/min和960r/min根据电动机所需功率和同步转速查表Y112M-4和Y132ML-6型。根据电动机的满载转速和滚筒转速nw可算出总传动比。现将此两种电动机的数据和总传动比列于下表中方案电 动 机型 号额定功率同 步转 速满 载转 速总 传动 比外 伸轴 径轴外伸长 度1Y112M-42.2kw1500r/min1440 r/min58.6328mm60mm2Y132M1-62.2kw1000r/min960 r/min39.0938mm80mm总传动比:= / =1430/44.59=31.85= /=940/44.785=21.08由表可知，方案1虽然电动机转速高，价格低，但总传动比大。为了能合理地分配传动比，使传动装置结构紧凑，决定选用方案2，即电动机型号为Y132M1-61.3传动比的分配双级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为：=5.0577低速级的传动比为：=/=19.6772/5.0577=3.890541.4传动装置的运动和动力参数计算：(1)各轴的转速计算：= =960r/min= /=960/5.057=185.8552r/min=/=185.8552/3.89054=47.771r/min=47.771r/min(2)各轴的输入功率计算：=1.9590.99=1.939kW=1.9390.980.97=1.834kW=1.8340.980.97=1.7525kW =1.75250.990.97=1.683kW(3)各轴的输入转矩计算：=9550/=95501.939/940=19.7035Nm=9550/=95501.8436/185.8552=94.7317Nm=9550 / =95501.7525/47.771=350.3459Nm=9550/=95501.7525/47.771=350.3459 NmTd=9550/=95501.959/940=19.9026 Nm各轴运动的动力参数轴号转速n 功率P转矩T传动比19401.93919.7045.27892185.8551.83494.732347.7711.7525350.34593.891447.7711.7525350.34591第二章 斜齿圆柱齿轮的设计2.1 高速轴上的大小齿轮传动设计(1) 选用标准斜齿轮圆柱齿轮传动：查表10-9得：小齿轮选择40钢调质,HBS=240280；大齿轮选择45刚常化,HBS=217255；此时两齿轮最小硬度差为240-217=13；比希望值略小些，可以初步试算。因输送为一般通用机械，故选齿轮精度等级为8级。(2) 齿数的选择：现为软齿面齿轮，齿数应比根切齿数较多为宜，初选=22=5.0522=111取大齿轮齿数=111，则齿数比为u=/=111/22=5.045。与原要求仅差(5.0577-5.045)/5.045=0.251%，故可以满足要求。(3) 选择螺旋角： 按经验 ，820,现选=13(4) 计算当量齿数，查齿形系数：z= z/cos=22/ cos13=22.70z= z/cos=111/ cos13=115.68查图表10-14 查图表10-16 (5) 选择齿宽系数：=1.0(6) 计算几何参数：tg=tg/ cos=tg20/ cos13=0.3735=20.480=sin= sincos= sin13cos20 =0.2113=1.88-3.2(1/z+1/ z) cos=1.88-3.2 (1/22+1/111)cos13 =1.666(7) 按齿面接触疲劳强度设计：区域系数Z1=617.5MpaZ2=552.9Mpa计算小齿轮分度圆d=43.305S=1.0,计算法面模数m m=cosd/z=cos1343.305/23=2.00mm(8) 按齿根弯曲疲劳强度设计：查表10-5，插值得； =28.8002= =33.7942=308=414 , ,齿根弯曲强度校核合格。 (9) 按接触强度决定模数值：取m=2mm(10) 初算传动尺寸，计算中心距： a=m(z+ z)/2 cos=2(22+111)/2cos13=136mm标准化后取 a=136mm(11) 修正螺旋角： (12) 计算端面模数： (13) 计算传动的其他尺寸： (14) 计算齿面上的载荷： 2.2 低速轴上的大小齿轮传动设计(1) 选用标准斜齿轮圆柱齿轮传动：小齿轮选择40钢调质, 查表10-9得：HBS=240280；大齿轮选择45刚常化查表10-9得：HBS=217255；此时两齿轮最小硬度差为240-217=13；比希望值略小些，可以初步试算。因输送为一般通用机械，故选齿轮精度等级为8级。(2) 齿数的选择：现为软齿面齿轮，齿数应比根切齿数较多为宜，初选=27=3.8905425=106取大齿轮齿数z=106，则齿数比为u=z/z=106/27=3.92。与原要求仅差(3.92-3.89054)/3.92=0.007%，故可以满足要求。 (3) 选择螺旋角： 按经验 ，820,现选=12(4) 计算当量齿数，查齿形系数：z= /cos=27/ cos12.056=28.86834z= /cos=106/ cos12.056=113.3349查表10-5，并应用插值法求得； (5) 选择齿宽系数：=1.0(6) 计算几何参数：tg=tg/ cos=tg20/ cos12=0.372=20.4103=sin= sincos= sin12cos20 =0.195=11.262=1.88-3.2(1/z+1/ z) cos=1.88-3.2 (1/27+1/106)cos12 =1.6869(7) 按齿面接触疲劳强度设计：区域系数Z1=617.5MpaZ2=552.9Mpa计算小齿轮分度圆d=57.2436S=1.0,计算法面模数m m=cosd/z=cos1257.2436/27=2.5mm(8) 按齿根弯曲疲劳强度设计：查表10-5，插值得； =340.0917421= =322.91069=617.5=522.9 , 23m/s时，即可采用飞溅润滑。飞溅的油，一部分直接溅入轴承，一部分先溅到箱壁上，然后再顺着箱盖的内壁流入箱座的油沟中，沿油沟经轴承盖上的缺口进入轴承。输油沟的结构及其尺寸见图。当V更高时，可不设置油沟，直接靠飞溅的润滑油轴承。若采用飞溅润滑，则需设计特殊的导油沟，使箱壁上的油通过导油沟进入轴承，起到润滑的作用。第八章 箱体及设计的结构设计和选择8.1减速器箱体的结构设计箱体是加速器中所有零件的基座，是支承和固定轴系部件、保证传动零件正确相对位置并承受作用在减速器上载荷的重要零件。箱体一般还兼作润滑油的油箱。其具体结构尺寸如下表。减速器铸造箱体的结构尺寸名称符号结构尺寸箱座壁厚8箱盖壁厚18凸缘的厚度b,b1,b212,12,20箱座上的肋厚m7轴承旁凸台的高度和半径h,R98，20轴承盖的外径D2D+（5-5.5）d3地脚螺钉直径与数目df双级减速器n6a1+a2小于350df16n6通孔直径df20沉头座直径D045底座凸缘尺寸C125C223联接螺栓轴承旁联接螺栓箱座、箱盖联接螺栓直径d1=12d2=8通孔直径d128联接螺栓直径d128沉头座直径D1318凸缘尺寸c1min3615c2min3812定位销直径d8轴承盖螺钉直径d38视孔盖螺钉直径d48箱体外壁至轴承座端面的距离L144大齿轮顶圆与箱体内壁的距离112齿轮端面与箱体内壁的距离2128.2减速度器的附件为了保证减速器正常工作和具备完善的性能，如检查传动件的啮合情况、注油、排油、通气和便于安装、吊运等。减速器箱体上常设置某些必要的装置和零件，这些装置和零件及箱体上相应的局部结构统称为附件。1.窥视孔和视孔盖窥视孔用于检查传动件的啮合情况和润滑情况等，并可由该孔向箱内注入润滑油，平时由视孔盖用螺钉封住。为防止污物进入箱内及润滑油渗漏，盖板底部垫有纸质封油垫片。2.通气器减速器工作时，箱体内的温度和气压都很高，通气器能使热膨胀气体及时排出，保证箱体内、外气压平衡，以免润滑油沿箱体接合面、轴伸处及其它缝隙渗漏出来。结构图如下。3.轴承盖轴承盖用于固定轴承外圈及调整轴承间隙，承受轴向力。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种。凸缘式端盖调整轴承间隙比较方便，封闭性能好，用螺钉固定在箱体上，用得较多。嵌入式端盖结构简单，不需用螺钉，依靠凸起部分嵌入轴承座相应的槽中，但调整轴承间隙比较麻烦，需打开箱盖。根据轴是否穿过端盖，轴承盖又分为透盖和闷盖两种。透盖中央有孔，轴的外伸端穿过此孔伸出箱体，穿过处需有密封装置。闷盖中央无孔，用在轴的非外伸端。通过对轴及轴承盖的设计得出数据，设计轴承盖：内径为30的轴承内径为35的轴承内径为50的轴承=6=7=8=9=8=9D=62D=72D=90=60=68=86=77=92=110=92=112=130596886D4=D-(10-15)=54D4=D-(10-15)=35D4=D-(10-15)=80b=8b=8b=8h=8h=8h=8e=(1 1.2)=9e=(1 1.2)=9e=(1 1.2)=94.定位销为了保证箱体轴承座孔的镗削和装配精度，并保证减速器每次装拆后轴承座的上下半孔始终保持加工时候的位置精度，箱盖与箱座需用两个圆锥销定位。定位削孔是在减速器箱盖与箱座用螺栓联接紧固后，镗削轴承座孔之前加工的。 5.油面指示装置为指示减速器内油面的高度是否符合要求，以便保持箱内正常的油量，在减速器箱体上设置油面指示装置，其结构形式 6.放油孔和螺塞放油孔应设置在箱座内底面最低处，能将污油放尽。在油孔附近应做成凹坑，以便为了更换减速器箱体内的污油聚集而排尽。平时，排油孔用油塞堵住，并用封油圈以加强密封。螺塞直径可按减速器箱座壁厚2或2.5倍选取。7.起盖螺钉减速器在安装时，为了加强密封效果，防止润滑油从箱体剖分面处渗漏，通常在剖分面上涂以水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因粘接较紧而不易分开。为了便于开启箱盖，设置起盖螺钉，只要拧动此螺钉，就可顶起箱盖。8.起吊装置起吊装置有吊环螺钉、吊耳、吊钩等，供搬运减速器之用。吊环螺钉（或吊耳）设在箱盖上，通常用于吊运箱盖，也用于吊运轻型减速器；吊钩铸在箱座两端的凸缘下面，用于吊运整台减速器。 设计小结三周的机械设计使我们认识到了作为一名工程技术人员需具备的素质，扎实的专业知识和较宽的知识面，我们设计者之间团队的重要性，三周的时间里的能够让我们学到很多很多的实际性的知识，怎样才能在这三周里更好的运用学的知识来完成设计任务呢？这无疑让我们有时间做一个理性的思考。把所学的知识在这次设计中和自己的想法结合起来并在自己 的设计中形象而生动的表现出来，我认为此次课程设计是我们走向工作的前奏也算是对个人的一个实践性的训练。美丽而多彩的大学生活把我们带进了知识的殿堂，为了将来更好的服务社会，为了把我们已基本掌握的基础知识和专业课程更好的融会、贯通，而课程设计就是这道桥梁。随着高新技术时代的发展，机械设计越来越表现出其特有的结构化新颖的作用，通过此次机械设计，使我对机械零件设计步骤和设计思想，得到了充分掌握，真正地能把所学到的知识初步地运用到了实践之中，收益很大，同时，也发现了自己的多方面的不足之处。在这段时间里我们通过彼此之间的相互合作，交流学习，了解了许多新知识，尤其对机械原理和机械设计有了系统的掌握。但由于时间有限，学习心得不够深刻，还不能对所学的知识达到熟练的运用，这就需要我们在今后的工作中有待学习和提高。再次接触课程设计，有一种特别的感觉，和以前接触的是完全不同的境界。翻阅资料，到图书馆借书，试着照书上的例题设计、计算、校核、绘图，并且不断的修改，反复修改再验证。每一部分、每一个步骤都让我们感到了许多事情都是显得有些无奈必须都按技术要求来设计。在这次设计中，在计算数据过程中我们遇到了很多伤心上的麻烦,每个零件的数据改了一次又一次再经过反复的零开始性的计算，决不能存在半点侥幸的心理，否则就会出现结构上的不合理或设计上的不当，我就在设计中不止一次的修改数据，有时因一个小小的错误，看起来并不影响减速器的整体结构，但是在实际工程中才会发现这样一个小小的错误就会造成意想不到的后果，很可能达不到使用的寿命要求，这让我想到了千里之堤，毁于蚁穴的道理；所以要作一个成功的工程师还需要我们不满足于现状，较强的创新精神严肃认真，事实求是的工作态度。只有这样我们才能划向成功的彼岸。虽然，我们为能如期完成了课程设计，应当承认，我们设计的全面性还