二级直齿减速器课程设计442.6%1.2%300
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减速器课程设计
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二级直齿减速器课程设计442.6%1.2%300,减速器课程设计
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1 设计任务 设计题目： 设计带式输送传动装置中的二级圆柱齿轮减速器 原始数据： 输送带拉力 F（ N） 2600 输送带速度 V（ m/s） 1.2 滚筒直径 D（ mm） 300 设计任务： 设计说明书一份，零件图两张，装配图一张。 工作条件： 单向运转，有轻微冲击，经常满载空载启动，单班制工作，使用年限 5年，输送带速度允许误差为 5%。 运动简图： 前 言 分析和拟定传动方案： 机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的 重要组成部分。传动装置的传动方案是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。 满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求，同一种运动可以有几种不同的传动方案来实现，这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较，从而选择出最符合实际情况的 一种方案。合理的传动方案除了满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 所以拟定一个合理的传动方案，除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及机器的其他要求外，还应熟悉各种传动机构的特点，以便选择一个合适的传动机构。因链传动承载能力低， 在传递相同扭矩时，结构尺寸较其他形式大，但传动平稳，能缓冲吸振，宜布置在传动系统的高速级，以降低传递的转矩，减小链传动的结构尺寸。故本文在选取传动方案时，采用链传动。 众所周知，链式输送机的传动装置由电动机、链、减速器、联轴器、滚筒五部分组成，而减速器又由轴、轴承、齿轮、箱体四部分组成。所以，如果要设计链式输送机的传动装置，必须先合理选择它各组成部分，下面我们将一一进行选择。 nts 2 第一章 选择电动机与传动比的分配 第一节 选择电动机 电动机是常用的原动机，具有结构简单、工作可靠、控制简便和维护容易等优点。电 动机的选择主要包括选择其类型和结构形式、容量（功率）和转速、确定具体型号。 （ 1） 选择电动机的类型： 按工作要求和条件选取 Y 系列一般用途的全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机。 （ 2） 选择电动机的容量： 工作所需的功率： dp= wp/ wp= F*V/（ 1000w） 所以： dp= F*V/（ 1000 *w） 由电动机至工作机之间传动装置的总效率为： = 21 . 2 . 43. 24 式中 1 、 2 、3、 4 、分别为齿轮传动、卷筒、轴承、联轴器的效率。 取 1 = 0.97、 2 = 0.96、3=0.98、 4 = 0.99 则： = 0.972 0.96 0.984 0.992= 0.817 所以： dp= kwkwVFW98.396.0817.01000 2.126001000 根据dp选取电动机的额定功率wp使 Pm= (1 1.3) dp由查表得电动机的额定功率wp=4 kw （ 3） 确定电动机的转速 卷筒轴的工作转速为： wn= 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 1 . 2 7 6 . 4 / m i nD 3 . 1 4 3 0 0V r 按推荐的合理传动比范围，取带传动的传动比 1i = 3 5，齿轮传动比 2i = 2 4 则合理总传动比的范围为 : i = 6 20 故电动机的转速范围为： dn= iwn= (6 20) 76.4 r/min = 458.4 1528 r/min 配合计算出的容量，由表查出有两种适用的电动机型号，其技术参数比较情况见下表： nts 3 方 案 电动机型号 额定 功 率 电动机转速 r/min kw 同步转速 满载转速 1 Y132M1-6 4 1000 960 2 Y112M-4 4 1500 1440 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及链传动和减速器的传动比，可知方案 1比较适合。因此选定电动机型号为 Y132M1-6,所选电动机的 额定功率 P = 4kw，满载转速 n= 960r/min 。 第二节 计算总传动比并分配各级传动比 电动机确定后，根据电动机的满载转速和工作装置的转速就可以计算传动装置的总传动比。 （ 1） 计算总传动比： i =mn/wn=960/76.4= 12.57 （ 2） 分配各级传动比： 1i =3.94， 2i =3.14 （ 3） 计算各轴转速： 1n = mn =960 2n = 1n /1i = 960/3.94= 243.65r/min 3n= 2n / 2i =243.65/3.14=77.6 r/min (4 ) 各轴的功率和转矩： 电动机轴输出功率和 转矩 rp 3.98kw dT 9550mdnpN m 955096098.3 39.59 N m 轴 1的输入 功率和转矩： 1p = rp 4 = 3.98 0.99=3.94kw 1T 955011npN m 955096094.3 39.19 N m 轴 2的输入 功率和转矩： 2p = 1p 1 3 = 3.94 0.97 0.98=3.75kw 2T 955022npN m 9550 3.75243.65 146.98 N m 轴 3的输入 功率和转矩： nts 4 3p= 2p 1 2 =3.75 0.97 0.98=3.56kw 3T 955033npN m 9550 3.5677.6 438.12 N m 卷筒轴的输入功率和转矩： kp= 3p 2 3 4 =3.56 0.98 0.99 0.96=3.32kw kT 95503npk N m 9550 3.3277.6 408.58 N m 第三节 各轴的转速，功率及转矩，列成表格 参 数 轴 名 电 动 机 轴 1 轴 2 轴 3 轴 卷 筒 轴 转 速 960 960 243.65 77.6 77.6 功 率 3.98 3.94 3.75 3.56 3.32 转 矩 39.59 39.19 146.98 438.12 408.58 第二章 联轴器的设计 轴的初步计算： 轴选用 45钢， 由轴的设计公 式得： 1 33113 . 9 81 1 0 1 7 . 6 79 6 0 / m i np KWd C m mnr ； 2 33223 . 7 51 1 0 2 7 . 3 62 4 3 . 6 5 / m i np KWd C m mnr ； 4 33343 . 3 21 1 0 3 8 . 4 77 7 . 6 / m i np KWd C m mnr 。 由于在轴 1和轴 3的最输入和输出端开键槽，连接联轴器，故该 端 要加大 3%5%， 故轴 1的最小直径为 18.2mm，最大为 18.55mm，取 20mm， 轴 3的最小直径为 38.62mm，最大直径为 39.39mm，取直径为 40mm。 联轴器 1： 因为滚筒的载荷变化很大 ,选具有良好的补偿两轴综合位移的能力 ,外形尺寸小的凸缘式联轴器。 1.联 轴器的计算转矩 eT KT。由工作要求，查表后取 K=1.5。 则计算转矩 6 41 . 5 9 . 5 5 1 0 5 9 . 79 6 0 / m i ne KWT K T N mr g2.由联轴器的计算与轴的计算选用 YL511 9 3 0 5 8 4 3 8 61 8 4 2J GBJB 的联轴器。采用其许用最大nts 5 扭矩为 63N m，许用最高转速为 9000 r/min。 联轴器 2： 因为滚筒的载荷变化很大 ,选用缓冲性能较好 ,同时具有可移性的弹性套柱销联轴器。 1.联轴器的计算转矩 eT KT。由工作要求，查表后取 K=1.5。 则计算转矩 6 3 . 5 61 . 5 9 . 5 5 1 0 6 5 7 . 27 7 . 6 / m i ne KWT K T N mr g2.由联轴器的计算与轴的计算选用 YL813 5 8 2 5 8 4 3 8 63 8 6 0J GBJB 的联轴器，其许用最大扭矩 710N m，许用最高转速 n= 2400 r/min。 第三章 齿轮的设计 （一） 高速级齿轮传动的设计计算 1. 选择材料、热处理、齿轮精度等级和齿数： 由机械设计书表 6-5、表 6-6，选择小齿轮材料 40Gr 钢，调质处理，硬度为 241286HBS，B =686Mpa， s =490 Mpa；大齿轮材料 ZG35CrMo 铸钢，调质处理，硬度为 190240 HBS， B =686Mpa， s =539Mpa；精度为 8 级 取 1i =3.94 取1z=18 则 2z =1i 1z=70.92 ，取 2z 71。 u 2z /1z 71/18 3.944 2. 按齿面接触疲劳强度设计： 计算公式按式 6-8 1d = 213 14 1 . 6 ( )EHd HZ Z ZKT u u 1T =39190N.mm，由表 6-10，软齿面齿轮，非对称安装，取齿宽系数 d =0.6。由表 6-7得使用系数 Ak =1.25。由图 6-6a 试取动载系数VK=1.08。由图 6-8，按齿轮在两轴承中间非对称布置，取K=1.08。由表 6-8，按齿面未硬化，直齿轮， 8 级精度， Ak TF /bhL10000 轴承 3： 由工作需要的要求得：轴承的使用时间为 5 2 5 0 8 1 0 0 0 0hL 。 第一对轴承的当量动载荷 P； ()p r ap f X F Y F。 查手册取 1.2pf 假设取 6208 轴承 计算步骤与内容 计算结果 nts 18 1.查手册查出rC、orC值（ GB/T 276 1994） 2. 6342 t a n 2 0 . 7 0 3 4 1 0 t a n 2 0 2 6 9 4 . 8 7c o s 1 9 7 . 9 2 c o s 2 0nrTaFNd oog3 6342 2 0 . 7 0 3 4 1 0t a n t a n 2 0 1 9 0 4 . 5 61 9 7 . 9 2aTd o 4.计算 / 1 4 9 1 . 4 9 /a o r o rF C N C5.查手册 e 值 6.计算 / 4 9 8 . 3 3 / 7 0 2 . 1 2 0 . 7 1 1arFF 7.查手册： X、 Y 的值 8. 查载荷系数 . 1.0 1.2pf 。 9. p r aP f X F Y F 10.计算轴承寿命： 3101 6 6 7 0 1 6 6 7 0 1 9 5 0 0 1 5 4 5 7 . 64 8 . 5 8 3 4 8 2 8 . 4 6hCLnP 11.结论：符合要求，选用此轴承。 17000rC 10500orC 2 6 9 4 .8 7rFN 1 9 0 4 .5 6aFN 0.1656 0.3635e 0 .7 1 2 5 0 .3 6 3 5 0 . 5 6 , 1 . 3 2 0 3XY 1.2pf 4 8 2 8 .4 6PN 15457.6hL10000 第七章 箱体的设计 箱体是减速器的一个重要零件，它用于支持和固定减速器中的各种零件，并保证传动件的齿合精度，使箱体内有良好的润滑和密封。箱体的形状较为复杂，其重量约占减速器的一半，所以箱体结构对减速器的工作性能、加工工艺、材料消耗、重量及成本等有很大的影响。箱体结构与受力均较复杂，目前尚无成熟的计算方法。所以，箱体各部分尺寸一般按经验设计公式在减速器装配草图的设计和绘制过程中确定。 箱体选用 HT-200，根据工作条件的要求，箱座壁厚 ： 0 . 0 2 5 3 6 . 8 1 8a m m m m ，所以箱体壁厚度选用 8mm。 铸造减速箱体主要结构尺寸表 : 名 称 符号 尺寸关系 取 值 箱座壁厚 0 .0 2 5 3 8a m m8mm 箱盖壁厚 1 0 .0 2 3 8a m m 8mm 箱盖凸缘厚度 1b 11.5 12mm nts 19 箱座凸缘厚度 b 1.5 12mm 箱座底凸缘厚度 2b 2.5 20mm 地脚螺钉直径 fd 0.036 12a 18 mm 地脚螺钉数目 n 查手册 4 轴承旁联接螺栓直径 1d 0.75 fd 14mm 盖与座联接螺栓直径 2d fd（ 0 . 5 0 . 6） 10mm 联接螺栓的间距 l 150 200 170mm 轴承端盖螺钉直径 3d fd（ 0 . 4 0 . 5） 8mm 视孔盖螺钉直径 4d fd（ 0 . 3 0 . 4） 6mm 定位销直径 d fd（ 0 . 7 0 . 8） 14mm 12fd d d、 、至直外箱壁距离 1C查手册 14mm 12dd、至凸缘边缘距离 2C查手册 12mm 轴承旁凸台半径 1R 2C 12mm 凸台高度 h 35mm 外箱壁至轴承座端面距离 1l 12 5 1 0CC（ ） 32mm 箱盖 箱座肋厚 1,mm 110 . 8 5 , 0 . 8 5mm 8mm 第八章 键的校核 在工作轴中，键的选择大小由轴的大小确定，校核公式： 2 ppTdlk齿轮 1 的 安 装键型为 A 形键 L=35,bh 为 87 ，因为转动件 的齿轮是经过淬火的，所以许用扭转应力 2 0 0 2 4 0paMP ： 2 2 2 5 2 0 0 1 4 . 6 2 0 02 0 4 0 4 . 3p a aT M P M Pd l k 齿轮 2的安装键型为 A型键 L=30,bh 为 87 ，因为转动件的齿轮是经过淬火的，所以许nts 20 用扭转应力 2 0 0 2 4 0paMP ： 2 2 6 4 6 0 0 4 3 2 0 02 5 2 8 4 . 3p a aT M P M Pd l k 键符合扭转应力的要求。 齿轮 3 的安装键为 A 型 键 L=50,bh 为 87 ，因为转动件的齿轮是经过淬火的，所以许用扭转应力 2 0 0 2 4 0paMP ： 2 2 6 4 6 0 0 2 2 . 3 2 0 02 7 5 0 4 . 3p a aT M P M Pd l k 齿轮 4 的安装键型为 A 型键 L=45,bh 为 12 8 ，因为转动件的齿轮是经过淬火的，所以许用扭转应力 2 0 0 2 4 0paMP ： 2 2 2 6 2 0 0 0 5 7 . 8 2 0 04 2 4 0 5 . 4p a aT M P M Pd l k 键符合扭转应力的要求。 对联轴器与轴的联接，由于是选用的标准联轴器，故起键的配合和强度不需特殊的校核，只需选用即可。 第九章 润滑、密封、公差及其他 1、润滑 齿轮采用浸油润滑，轴承采用飞溅润滑 . 齿轮圆周速度 v 5m/s 所以齿轮采用浸油润滑，轴承采用飞溅润滑 ;浸油润滑不但起到润滑作用，同时有助箱体散热。为了避免浸油润滑的搅油功耗太大及保证齿轮啮合区的充分润滑， 传动件浸入油中的深度不宜太深或太浅，设计的减速器的合适浸油深度1H对于圆柱齿轮一般为 1个齿高，但不应小于 10 ，保持一定的深度和存油量。油池太浅易激起箱底沉渣和油污，引起磨料磨损，也不易散热。取齿顶圆到池底面的距离为 60mm。箱座内壁高度 2 6 0daHH=175，箱盖高 +6dHH=136。换油时间为半年，主要取决于油中杂质多少及被氧化、污染的程度。 查手册选择 L CKB 150号工业齿轮油润滑。 注：设计时所查的表出自机械设计基础课程设计指导书 2、密封 减速器需要密封的部位很多，有轴伸出处、轴承室内侧、箱体接合面和轴承盖，窥视孔和放油孔的接合面等处。 1） 轴伸出处的密封 起作用是使滚动轴承与箱外隔绝 ,防止润滑油漏出 以及 箱体外杂质、水及灰尘等侵入轴承室，避免轴承急剧磨损和腐蚀。选用毡圈式密封，毡圈式密封结构简单、价廉、安装方便、但对轴颈接触的磨损较严重，因而工耗大，毡圈寿命短。 2）轴承内侧的密封 该密封处选用挡油环密封，其作用用于 油润滑轴承，防止过多的油、杂质进入轴承室以内以及啮合处的热油冲入轴承内。挡油环与轴承座孔之间应留有不大
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