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设计一用于带式运输机上的两级齿轮减速器设计说明书【F=3.2,V=1.4,D=400】.doc

设计一用于带式运输机上的两级齿轮减速器设计说明书【F=3.2，V=1.4，D=400】

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设计 用于 带式运输机 两级 齿轮 减速器 说明书 两级齿轮减速器
资源描述：

设计一用于带式运输机上的两级齿轮减速器设计【F=3.2,V=1.4,D=400】

29页 7400字数+论文说明书+10张CAD图纸【详情如下】

1低速轴.dwg

1低速齿轮.dwg

1高速轴.dwg

1高速齿轮.dwg

Ⅰ轴肩挡圈.txt

Ⅱ轴肩挡圈.txt

Ⅱ轴轴承的选择.txt

Ⅱ轴轴肩挡圈.jpg

Ⅲ轴肩挡圈.txt

Ⅲ轴轴承的选择.txt

Ⅲ轴轴肩挡圈.jpg

两级齿轮减速器装配图.dwg

中间轴.dwg

中间轴大齿轮.dwg

中间轴小齿轮.dwg

中间齿轮组.txt

低速轴大齿轮.dwg

电机.dwg

联轴器LT8.txt

设计一用于带式运输机上的两级齿轮减速器设计说明书【F=3.2,V=1.4,D=400】.doc

高速齿轮组.txt

目录

一    课程设计书                            2

二    设计要求                              2

三    设计步骤                              2

1. 传动装置总体设计方案                        3

2. 电动机的选择                                4

3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5

4. 计算传动装置的运动和动力参数                5

6. 齿轮的设计                                  8

7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19

8. 键联接设计                                  26

9. 箱体结构的设计                              27

10.润滑密封设计                                30

11.联轴器设计                                  30

四    设计小结                              31

五    参考资料                              32

一. 课程设计书

设计课题:

设计一用于带式运输机上的两级齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷有轻微冲击，工作环境多尘，通风良好,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限10年(300天/年),三班制工作,滚筒转速容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V。

参数:

皮带有效拉力F（KN）3.2

皮带运行速度V（m/s）1.4

滚筒直径D（mm）400

二. 设计要求

1.减速器装配图1张(0号)。

2.零件工作图2-3张(A2)。

3.设计计算说明书1份。

三. 设计步骤

1.  传动装置总体设计方案

2.  电动机的选择

3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比

4.  计算传动装置的运动和动力参数

5.  齿轮的设计

6.  滚动轴承和传动轴的设计

7.  键联接设计

8.  箱体结构设计

9. 润滑密封设计

10. 联轴器设计

1.传动装置总体设计方案:

1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。

2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，

要求轴有较大的刚度。

3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。

其传动方案如下：

四. 设计小结

这次关于带式运输机上的两级展开式圆柱斜齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过二个星期的设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础.

1.机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融《机械原理》、《机械设计》、《理论力学》、《材料力学》、《公差与配合》、《CAD实用软件》、《机械工程材料》、《机械设计手册》等于一体。

2.这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想;训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反系和解决工程实际问题的能力;巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。

3.在这次的课程设计过程中,综合运用先修课程中所学的有关知识与技能,结合各个教学实践环节进行机械课程的设计,一方面,逐步提高了我们的理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力,特别是提高了分析问题和解决问题的能力,为我们以后对专业产品和设备的设计打下了宽广而坚实的基础。

4.本次设计得到了指导老师的细心帮助和支持。衷心的感谢老师的指导和帮助.

5.设计中还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识，继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力

五.  参考资料:

1.《机械设计》

西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著。高等教育出版社

2.《机械原理》

西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著。高等教育出版社

3.《现代工程图学教程》   湖北科学技术出版社。

2002年8月版

4.《机械零件设计手册》  国防工业出版社

1986年12月版

5.《机械设计手册》  机械工业出版社

2004年9月第三版

6.《实用轴承手册》  辽宁科学技术出版社

2001年10月版

7.《机械课程设计指导书》  第二版

其他有关数据见装配图的明细表和手册中的有关数据。

内容简介：
1 目 录 一 课程设计书 2 二 设计要求 2 三 设计步骤 2 1. 传动装置总体设计方案 3 2. 电动机的选择 4 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 4. 计算传动装置 的运动和动力参数 5 6. 齿轮的设计 8 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 8. 键联接设计 26 9. 箱体结构的设计 27 10.润滑密封设计 30 11.联轴器设计 30 四 设计小结 31 五 参考资料 32 nts 2 一 . 课程设计书 设计课题 : 设计一用于带式运输机上的两级齿轮减速器 .运输机连续单向运转 ,载荷有轻微冲击，工作环境多尘，通风良好 ,空载起动 ,卷筒效率为 0.96(包括其支承轴承效率的损失 ),减速器小批量生产 ,使用期限 10 年 (300 天 /年 ),三班制工作 ,滚筒转速容许速度误 差为 5%,车间有三相交流 ,电压 380/220V。 参数 : 皮带有效拉力 F（ KN） 3.2 皮带运行速度 V（ m/s） 1.4 滚筒直径 D（ mm） 400 二 . 设计要求 1.减速器装配图 1张 (0号 )。 2.零件工作图 2-3张 (A2)。 3.设计计算说明书 1份。 三 . 设计步骤 1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 齿轮的设计 6. 滚动轴承和传动轴的设计 7. 键联接设计 8. 箱体结构设计 9. 润滑密封设计 10. 联轴器设计 1.传动 装置总体设计 方案 : 1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀， 要求轴有较大的刚度。 3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将 V带设置在高速级。 nts 3 其传动方案如下： 2 3 5 4 1IIIIIIIVPdPw图一 :(传动装置总体设计图 ) 初步确定传动系统总体方案如 :传动装置总体设计图所示。 选择 V 带传动和二级圆柱斜齿轮减速器。 传动装置的总效率总1 为 V 带的传动效率 , 2 为轴承的效率， 3为对齿轮传动的效率，（齿轮为 7 级精度，油脂润滑） 4 为联轴器的效率， 5 为滚筒的效率 因是薄壁防护罩 ,采用开式效率计算。 取 1 =0.96 2 =0.98 3=0.95 4 =0.99 5=0.96 5423421 总 0.96 498.0 295.0 0.99 0.96 0.760； 2.电动机的选择 电动机所需工作功率为： P P/ 3200 1.4/1000 0.760 3.40kW 滚筒轴工作转速为 nD60v1000 = 400 1.4601000 =66.88r/min， 经查表按推荐的传动比合理范围， V 带传动的传动比 i 2 4，二级圆柱斜齿轮减速器传动比 i 8 40， 则总传动比合理范围为 i总 16 160，电动机转速的可选范围为 n i总 n（ 16 160） 66.88 1070.08 10700.8r/min。 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比， 选定型号为 Y112M 4 的三相异步电动机，额定功率为 4.0 nts 4 额定电流 8.8A，满载转速 mn1440 r/min，同步转速 1500r/min。 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 （ 1） 总传动比 由选定的电动机满载转速 n 和工作机主动轴转速 n，可得传动装置总传动比为总i n /n 1440/66.88 17.05 （ 2） 分配 传动装置传动比 总i0i i 式中 ii,0分别为带传动和减速器的传动比。 为使 V 带传动外 廓尺寸不致过大，初步取0i 2.3（实际的传动比要在设计 V带传动时，由所选大、小带轮的标准直径之比计算） ，则减速器传动比为 i 0/ii总 17.05/2.3 7.41 根据展开式布置，考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，查图得高速级传动比为 1i 3.24，则 2i 1/ii 2.29 4.计算传动装置的运动和动力参数 方案 电动机型号 额定功 率 Pedkw 电动机转速 minr 电动机重量 N 参考价格 元 传动装置的传动比 同步转速 满载转速 总传动 比 V 带传 动 减速器 1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 125.65 3.5 35.90 nts 5 （ 1） 各轴转速 n 0/inm 1440/2.3 626.09r/min n1/ in 626.09/3.24 193.24r/min n n/ 2i 193.24/2.29=84.38 r/min n=n=84.38 r/min （ 2） 各轴输入功率 Pdp 1 3.40 0.96 3.26kW Pp 23 3.26 0.98 0.95 3.04kW PP 23 3.04 0.98 0.95 2.83kW PP 2 4=2.83 0.98 0.99 2.75kW 则各轴的输出功率： P P 0.98=3.26 0.98=3.19 kW P P 0.98=3.04 0.98=2.98 kW P P 0.98=2.83 0.98=2.77kW P P 0.98=2.75 0.98=2.70 kW （ 3） 各轴输入转矩 1T =dT0i 1 Nm 电动机轴的输出转矩dT=9550mdnP=9550 3.40/1440=22.55 Nm 所以 : TdT0i 1 =22.55 2.3 0.96=49.79 Nm TT 1i 1 2 =49.79 3.24 0.96 0.98=151.77 Nm TT 2i 2 3=151.77 2.29 0.98 0.95=326.98Nm T=T3 4 =326.98 0.95 0.99=307.52 Nm 输出转矩： TT 0.98=49.79 0.98=48.79 Nm T T 0.98=151.77 0.98=148.73 Nm T T 0.98=326.98 0.98=320.44Nm T T 0.98=307.52 0.98=301.37 Nm 运动和动力参数结果如下表 轴名 功率 P KW 转矩 T Nm 转速 r/min 输入 输出 输入 输出 电动机轴 3.40 22.55 1440 nts 6 1轴 3.26 3.19 49.79 48.79 626.09 2轴 3.04 2.98 151.77 148.73 193.24 3轴 2.83 2.77 326.98 320.44 84.38 4轴 2.75 2.70 307.52 301.37 84.38 5.齿轮的设计 （一）高速级齿轮传动的设 计计算 齿轮材料，热处理及精度 考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 （ 1） 齿轮材料及热处理 材料：高速级小齿轮选用 45#钢调质，齿面硬度为 小齿轮 280HBS 取小齿齿数 1Z =24 高速级大齿轮选用 45#钢正火，齿面硬度为 大齿轮 240HBS Z2 =1i Z1 =3.24 24=77.76 取 Z2 =78. 齿轮精度 按 GB/T10095 1998，选择 7级，齿根喷丸强化。 初步设计齿轮传动的主要尺寸 按齿面接触强度设计 2131 )(12HEHdtt ZZuuTKd 确定各参数的值 : 试选tK=1.6 查课本215P图 10-30 选取区域系数 ZH =2.433 由课本 214P 图 10-26 78.01 82.02 则 6.182.078.0 由课本202P公式 10-13 计算应力值环数 N1 =60n1 jhL=60 626.09 1（ 2 8 300 8） =1.4425 109 h N2 = =4.45 108 h #(3.25为齿数比 ,即 3.25=12ZZ) 查课本203P10-19 图 得： K1=0.93 K2=0.96 nts 7 齿轮的疲劳强度极限 取失效概率为 1%,安全系数 S=1,应用202P公式 10-12得 : H 1 =SK HHN 1lim1=0.93 550=511.5 MPa H 2 =SK HHN 2lim2=0.96 450=432 MPa 许用接触应力 M P aHHH 75.4712/)4325.511(2/)( 21 查课本由198P表 10-6得： EZ =189.8MPa由201P表 10-7得 : d=1 T=95.5 105 11/nP =95.5 105 3.19/626.09 =4.86 104 N.m 3.设计 计算 小齿轮的分度圆直径 dt12131 )(12HEHdtt ZZuuTKd = mm53.49)75.4718.189433.2(25.324.46.111086.46.12 243 计算圆周速度 100060 11nd t sm /62.11 00 060 09.6 2653.4914.3 计算齿宽 b 和模数ntm计算齿宽 b b=td d1=49.53mm 计算摸数 mn初选螺旋角 =14 ntm= mmZd t 00.22414co s53.49co s11 计算齿宽与高之比 hb 齿 高 h=2.25 ntm=2.25 2.00=4.50mm hb = 5.453.49 =11.01 计算纵向重合度 nts 8 =0.3181d 14t a n2413 1 8.0t a n =1.903 计算载荷系数 K 使用系数 AK =1 根据 smv /62.1 ,7级精度 , 查课本由192P表 10-8得 动载系数 KV=1.07, 查课本由194P表 10-4得 KH的计算公式 : KH= )6.01(18.012.1 2d2d+0.23 103 b =1.12+0.18(1+0.6 1) 1+0.23 103 49.53=1.42 查课本由195P表 10-13得 : KF=1.35 查课本由193P表 10-3 得 : KH=FK=1.2 故载荷系数 : K K K KHKH=1 1.07 1.2 1.42=1.82 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 d1 =dt1 tKK/3 =49.536.182.13 =51.73mm 计算模数nmnm= mmZd 09.22414co s73.51co s11 4. 齿根弯曲疲劳强度设计 由弯曲强度的设计公式 nm )(c os212213FSFadYYZYKT 确定公式内各计算数值 小齿轮传递的转矩 48.6kNm 确定齿数 z 因为是硬齿面，故取 z 24， z i z 3.24 24 77.76 传动比误差 i u z / z 78/24 3.25 i 0.032 5，允许 计算当量齿数 z z /cos 24/ cos3 14 26.27 z z /cos 78/ cos3 14 85.43 初选齿宽系数 nts 9 按对称布置，由表查得 1 初选螺旋角 初定螺旋角 14 载荷系数 K K K K K K =1 1.07 1.2 1.35 1.73 查取 齿形系数 Y 和应力校正系数 Y 查课本由197P表 10-5得 : 齿形系数 Y 2.592 Y 2.211 应力校正系数 Y 1.596 Y 1.774 重合度系数 Y 端面重合度近似为 1.88-3.2（2111 ZZ ） cos 1.88 3.2（ 1/24 1/78） cos14 1.655 arctg（ tg /cos ） arctg（ tg20 /cos14 ） 20.64690 14.07609 因为 /cos ，则重合度系数为 Y 0.25+0.75 cos / 0.673 螺旋角系数 Y 轴向重合度 09.2 14sin53.49 o 1.825, Y 1 0.78 计算大小齿轮的 FSFFY 安全系数由表查得 S 1.25 工作寿命两班制， 8 年，每年工作 300 天 小齿轮应力循环次数 N1 60nkt 60 271.47 1 8 300 2 8 6.25510 大齿轮应力循环次数 N2 N1/u 6.255 10 /3.24 1.9305 10 查课本由204P表 10-20c得到弯曲疲劳强度极限 小齿轮aFF MP5001 大齿轮aFF MP3802 查课本由197P表 10-18得弯曲疲劳寿命系数 : K1FN=0.86 K2FN=0.93 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 nts 10 F 1 = 14.3074.1 50086.011 SK FFFN F 2 = 43.2 5 24.1 3 8 093.022 SK FFFN 013 47.014.307 596.1592.2111 FSF FY 01554.043.252 774.1211.2222 FSF FY 大齿轮的数值大 .选用 . 设计计算 计算模数 mmmmm n 26.1655.1241 01554.014c o s78.01086.473.12 2 243 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按 GB/T1357-1987 圆整为标准模数 ,取 mn=2mm 但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径 d1 =51.73mm 来计算应有的齿数 .于是由 : z1=nm 14cos73.51 =25.097 取 z1 =25 那么 z2 =3.24 25=81 几何尺寸计算 计算中心距 a=cos2)( 21 nmzz = 14cos2 2)8125( =109.25mm 将中心距圆整为 110mm 按圆整后的中心距修正螺旋角 =arccos 01.1425.1 0 92 2)8125(a r c c o s2 )( 21 nm 因 值改变不多 ,故参数,k,hZ等不必修正 . 计算大 .小齿轮的 分度圆直径 d1 =01.14co s 225co s1 nmz =51.53mm d2 =01.14co s 281co s2 nmz =166.97mm 计算齿轮宽度 B= mmmmd 53.5153.5111 圆整的 502 B 551 B nts 11 （二） 低速级齿轮传动的设计计算 材料：低速级小齿轮选用 45 钢调质，齿面硬度为 小齿轮 280HBS 取小齿齿数 1Z =30 速级大齿轮选用 45 钢正火，齿面硬度为 大齿轮 240HBS z2 =2.33 30=69.9 圆整取 z2 =70. 齿轮精度 按 GB/T10095 1998，选择 7级，齿根喷丸强化。 按齿面接触强度设计 1. 确定公式内的各计算数值 试选 Kt=1.6 查课本由215P图 10-30选取区域系数 ZH =2.45 试选 o12 ,查课本由 214P 图 10-26查得 1=0.83 2=0.88 =0.83+0.88=1.71 应力循环次数 N1 =60 n2 j Ln=60 193.24 1 (2 8 300 8) =4.45 108 N2 = 33.2 1045.481iN1.91 108 由课本203P图 10-19查得接触疲劳寿命系数 K1HN=0.94 K2HN= 0.97 查课本由207P图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 MPaH 6001lim , 大齿轮的接触疲劳强度极限 MPaH 5501lim 取失效概率为 1%,安全系数 S=1,则接触疲劳许用应力 H 1 =SK HHN 1lim1= 5641 60094.0 MPa H 2 =SK HHN 2lim2=0.98 550/1=517MPa 2 )( 2lim1lim HHH 540.5MPa 查课本由198P表 10-6查材料的弹性影响系数 ZE =189.8MPa选取齿宽系数 1dT=95.5 105 22 /nP =95.5 105 2.90/193.24 nts 12 =14.33 104 N.m 3 242131 )5.5408.18945.2(33.233.371.111033.146.12)(12 HEHdtt ZZuuTKd =65.71mm 2. 计算圆周速度 100060 24.19371.65100060 21 nd t0.665 sm/ 3. 计算齿宽 b=ddt1=1 65.71=65.71mm 4. 计算齿宽与齿高之比 hb 模数 mnt= mmZd t 142.23012co s71.65co s11 齿高 h=2.25 mnt=2.25 2.142=5.4621mm hb =65.71/5.4621=12.03 5. 计算纵向重合度 0 2 8.212t an303 1 8.0t an3 1 8.0 1 zd 6. 计算载荷系数 K KH=1.12+0.18(1+0.6 22)dd +0.23 10 3 b =1.12+0.18(1+0.6)+ 0.23 10 3 65.71=1.4231 使用系数 KA =1 同高速齿轮的设计 ,查表选取各数值 vK=1.04 KF=1.35 KH=KF=1.2 故载荷系数 KHHvA KKKK =1 1.04 1.2 1.4231=1.776 7. 按实际载荷系数校正所算的分度圆直径 d1 =dt1 tKK3 =65.71 mm91.723.1776.13 计算模数 mmzdmn 3 7 7 2.23012co s91.72co s11 3. 按齿 根弯曲强度设计 mc os212213FSFdYYZYKT 确定公式内各计算数值 （ 1） 计算小齿轮传递的转矩 143.3kNm nts 13 （ 2） 确定齿数 z 因为是硬齿面，故取 z 30， z i z 2.33 30 69.9 传动比误差 i u z / z 69.9/30 2.33 i 0.032 5，允许 （ 3） 初选齿宽系数 按 对称布置，由表查得 1 （ 4） 初选螺旋角 初定螺旋角 12 （ 5） 载荷系数 K K K K K K =1 1.04 1.2 1.35 1.6848 （ 6） 当量齿数 z z /cos 30/ cos3 12 32.056 z z /cos 70/ cos3 12 74.797 由课本197P表 10-5查得齿形系数 Y 和应力修正系数 Y 2 3 2.2,4 9 1.2 21 FF YY 7 5 1.1,6 3 6.1 21 SS YY （ 7） 螺旋角系数 Y 轴向重合度 2.03 Y 1 0.797 （ 8） 计算大小齿轮的 FSFFY 查课本由204P图 10-20c得齿轮弯曲疲劳强度极限 aFE MP5001 aFE MP3802 查课本由202P图 10-18得弯曲疲劳寿命系数 K1FN=0.90 K2FN=0.93 S=1.4 F 1 =aFEFN MPSK 43.3214.1 50090.011 F 2 =aFFFN MPSK 43.2524.1 38093.022 计算大小齿轮的 FSaFaFY,并加以比较 0 1 2 6 8.043.321 636.1491.2111 FSaFa FY nts 14 0 1 5 4 8.043.252 751.1232.2222 FSaFa FY 大齿轮的数值大 ,选用大齿轮的尺寸设计计算 . 计算模数 mmmmm n 5472.171.1301 01548.012c o s797.010433.16848.12 2 253 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按 GB/T1357-1987 圆整为标准模数 ,取 mn=3mm 但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1 =72.91mm 来计算应有的齿数 . z1=nm 12cos91.72 =27.77 取 z1 =30 z2 =2.33 30=69.9 取 z2 =70 初算主要尺寸 计算中心距 a=cos2)( 21 nmzz = 12cos2 2)7030( =102.234mm 将中心距圆整为 103 mm 修正螺旋角 =arccos 86.131 0 32 2)7030(a r c c o s2 )( 21 nm 因 值改变不多 ,故参数,k,hZ等不必修正 分度圆直径 d1 =12cos 230cos1 nmz =61.34mm d2 =12cos 270cos2 nmz =143.12 mm 计算齿轮宽度 mmdb d 91.7291.7211 圆整后取 mmB 751 mmB 802 nts 15 3.21 . 6低速级大齿轮如上图： nts 16 齿轮 各设计参数附表 1. 各轴转速 n (r/min) (r/min) (r/min) n (r/min) 626.09 193.24 84.38 84.38 2. 各轴输入功率 P （ kw） （ kw） （ kw） P (kw) 3.26 3.04 2.83 2.75 3. 各轴输入转矩 T (kNm) (kNm) (kNm) T (kNm) 49.79 151.77 326.98 307.52 6.传动轴承和传动轴的设计 1. 传动轴承的设计 . 求输出轴上 的功率 P3，转速3n，转矩3TP3=2.83KW 3n=84.38r/min 3T=326.98N m . 求作用在齿轮上的力 已知低速级大齿轮的分度圆直径为 2d =143.21 mm 而 Ft= 232dT N16.43481021.143 35.3112 3 Fr = Ft Noon 06.1 6 3 086.13co s 20t an16.4 3 4 8co st an Fa= Fttan =4348.16 0.246734=1072.84N 圆周力 Ft，径向力 Fr 及轴向力 Fa的方向如图示 : . 初步确定轴的最小直径 先按课本 15-2 初步估算轴的最小直径 ,选取轴的材料为 45 钢 ,调质处理 ,根据课本315361 表P 取 112oA mmnPAd o 76 3.35333m in nts 17 输出轴 的最小直径显然是安装联轴器处的直径 d,为了使所选的轴与联轴器吻合 ,故需同时选取联轴器的型号 查课本 114343 表P,选取 5.1aKmNTKT aca 0 2 7 5.46735.3115.13 因为计算转矩小于联轴器公称转矩 ,所以 查机械设计手册 11222 选取 LT7 型弹性套柱销联轴器其公称转矩为 500Nm,半联轴器的孔径mmLmmLmmdmmd84.112.40,4011 与轴配合的毂孔长度为半联轴器半联轴器的长度故取 . 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求 , -轴段右端需要制出一轴肩 ,故取 -的直径 mmd 47;左端用轴端挡圈定位 ,按轴端直径取挡圈直径 mmD 50 半联轴器与 轴配合的轮毂孔长度 为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端上 , 故 -的长度应比 略短一些 ,现取 mml 82 初步选择滚动轴承 .因轴承同时受有径向力和轴向力的作用 ,故选用单列角接触球轴承 .参照工作要求并根据 mmd 47,由轴承产品目录中初步选取 0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承 7010C型 . d D B 2d 2D 轴承代号 45 85 19 58.8 73.2 7209AC 45 85 19 60.5 70.2 7209B 45 100 25 66.0 80.0 7309B 50 80 16 59.2 70.9 7010C 50 80 16 59.2 70.9 7010AC 50 90 20 62.4 77.7 7210C nts 18 2. 从动轴的设计 对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 mmmmmmBDd 168050 ,故mmdd 50 ;而 mml 16 . 右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位 .由手册上查得 7010C 型轴 承定位轴肩高度 57,5.3,07.0 因此取 dmmhdhmm, 取安装齿轮处的轴段 mmd 58;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位 .已知齿轮 毂 的宽度为 75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮 ,此轴段应略短于轮毂宽度 ,故取 mml 72. 齿轮的左端采用轴肩定位 ,轴肩高 3.5,取 mmd 65.轴环宽度 hb 4.1 ,取 b=8mm. 轴承端盖的总宽度为 20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定 ) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求 ,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 mml 30 ,故取 mml 50. 取齿轮距箱体内壁之距离 a=16mm ,两圆柱齿轮间的距离 c=20mm .考虑到箱体的铸造误差 ,在确定滚动轴承位置时 ,应距箱体内壁一段距离 s,取 s=8mm ,已知滚动轴承宽度 T=16mm , 高速齿轮轮毂长 L=50mm ,则 mmmmasTl 43)316816()7275( mmmmllacsLl62)8241620850( nts 19 至此 ,已初步确定了轴的各端直径和长度 . 5. 求轴上的载荷 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 20-149表 20.6-7. 对于 7010C型的角接触球轴承 ,a=16.7mm,因此 ,做为简支梁的轴的支承跨距 . mmmmmmLL 6.1758.608.11432 NFLL LF tNH 1 5 0 66.175 8.6016.4 3 4 83231 NFLL LF tNH 2 8 4 36.175 8.11416.4 3 4 83222 NLLDFLFFarNV 8 0 923231 NFFF NVrNV 8 2 18 0 91 6 3 022 mmNM H 8.172888 mmNLFM NVV 2.9 2 8 7 38.114809211 mmNLFM NVV 8.4 9 9 1 68.60821322 mmNMMM VH 1 9 6 25 59 2 8 731 7 2 88 9 222 121 mmNM 1799512 传动轴总体设计结构图 : (从动轴 ) nts 20 (中间轴 ) (主动轴 ) 从动轴的载荷分析图 : nts 21 6. 按弯曲扭转合成应力校核轴的强度 nts 22 根据 ca=WTM 2321 )( = 82.1027 4651.0)35.31 11(19 625 5 22 前已选轴材料为 45 钢，调质处理。 查表 15-1 得 1 =60MPaca 1 此轴合理安全 7. 精确校核轴的疲劳强度 . . 判断危险截面 截面 A, , ,B只受扭矩作用。所以 A B无需校核 .从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看 ,截面和处过盈配合引起的应力集中最严重 ,从受载来看 ,截 面 C 上的应力最大 .截面的应力集中的影响和截面的相近 ,但是截面不受扭矩作用 ,同时轴径也较大 ,故不必做强度校核 .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 C截面也不必做强度校核 ,截面和显然更加不必要做强度校核 .由第 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 ,该轴只需胶合截面左右两侧需验证即可 . . 截面左侧。 抗弯系数 W=0.1 3d = 0.1 350 =12500 抗扭系数 Tw =0.2 3d =0.2 350 =25000 截面的右侧的弯矩 M为 mmNMM 1446098.60 168.601截面上的扭矩3T为 3T=311.35 mN 截面上的弯曲应力 WMb M P a57.111 2 5 001 4 4 60 9 截面上的扭转应力 T =TWT3 = M P a45.1225 00031 135 0 轴的材料为 45钢。调质处理。 由课本355P表 15-1查得： aB MP640aMP2751 aMPT 1551 因 dr04.0500.2 dD 16.15058 经插入后得 2.0 T =1.31 轴性系数为 82.0q q =0.85 nts 23 K =1+ )1( q =1.82 K=1+q（ T -1） =1.26 所以 67.082.092.0 综合系数为： K=2.8 K=1.62 碳钢的特性系数 2.01.0 取 0.1 1.005.0 取 0.05 安全系数caSS= maaK 125.13 S mtak 113.71 caS 5.1022 SSSS S=1.5 所以它是安全的 截面右侧 抗弯系数 W=0.1 3d = 0.1 350 =12500 抗扭系数 Tw =0.2 3d =0.2 350 =25000 截面左侧的弯矩 M为 M=133560 截面上的扭矩3T为 3T=295 截面上的弯曲应力 WMb 68.1012500133560 截面上的扭转应力 T =TWT3 = 80.1125000294930 K = 8.211 KK= 62.111 K所以 67.082.092.0 综合系数为： K=2.8 K=1.62 碳钢的 特性系数 2.01.0 取 0.1 1.005.0 取 0.05 安全系数caSS= maaK 125.13 nts 24 S mtak 113.71 caS 5.1022 SSSS S=1.5 所以它是安全的 8.键的设计和计算 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，应用平键 . 根据 d2 =55 d3=65 查表 6-1取： 键宽 b2 =16 h2 =10 2L =36 b3=20 h3=12 3L=50 校和键联接的强度 查表 6-2得 p=110MPa工作长度 222 bLl 36-16=20 333 bLl 50-20=30 键与轮毂键槽的接触高度 K2=0.5 h2 =5 K3=0.5 h3=6 由式（ 6-1）得： 222322102dlKTp 20.5255205100053.1432 p 333333102dlKTp 22.536530610 0035.31 12 p 两者都合适 取键标记为： 键 2： 16 36 A GB/T1096-1979 键 3： 20 50 A GB/T1096-1979 9.箱体结构的设计 减速器的箱体采用铸造（ HT200）制成，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67isH配合 . 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。 nts 25 因其传动件速度小于 12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离 H 为 40mm 为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为 3.6 3. 机体结构有良好的工艺性 . 铸件壁厚为 10，圆角半径为 R=3。机体外型简单，拔模方便 . 4. 对附件设计 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 M6 紧固 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： 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 位销： 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nts 26 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 83025.0 a 10 箱盖壁厚 1 8302.01 a 9 箱盖凸缘厚度 1b 11 5.1 b 12 箱座凸缘厚度 b 5.1b 15 箱座底凸缘厚度 2b 5.22 b 25 地脚螺钉直径 fd 12036.0 ad f M24 地脚 螺钉数目 n 查手册 6 轴承旁联接螺栓直径 1d fdd 72.01 M12 机盖与机座联接螺栓直径 2d 2d=（ 0.50.6）fdM10 轴承端盖螺钉直径 3d3d =（ 0.40.5）fd10 视孔盖螺钉直径 4d 4d =（ 0.30.4） fd 8 定位销直径 d d =（ 0.70.8） 2d 8 fd， 1d ， 2d 至外机壁距离 1C 查机械课程设计指导书表 4 34 22 18 nts 27 fd， 2d 至凸缘边缘距离 2C 查机械课程设计指导书表 4 28 16 外机壁至轴承座端面距离 1l 1l = 1C + 2C
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本文标题：设计一用于带式运输机上的两级齿轮减速器设计说明书【F=3.2，V=1.4，D=400】
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