减速器设计说明书

，左端轴承采用轴肩进行轴向定位，故可取，可取。齿轮2的齿宽为76mm，则QUOTE，齿轮3的齿宽为50mm，则可取QUOTE，齿轮之间的距离c=4mm.轴承的宽度为B=25mm，取齿轮距箱体内壁的距离，取轴承与箱体内壁距离，则QUOTE，。轴段名称12345长度(mm)347645037直径(mm)35374037357.3低速轴的设计(1)确定轴径最小尺寸选取轴的材料为45钢调质，查教材以及结合轴的负荷取A0=120，则得120×(1.42/47.76)1/3=37.18mm考虑到轴要置装耻轴器．会有键槽存在，放将估算直径加大3%～5%，dmin=42mm(2)结构设计d1段直径和长度设计由于该段装有联轴器，联轴器的孔径应与轴径相适应，联轴器的计算转矩Tca=KAT查书[1]表11则Tca=KAT=1.5×283.94=425.92N·m根据工作要求，选用弹性柱销联轴器，型号为HL3半联轴器长度L=112mm（J型孔）与轴的配合段长度L1=112mm为了保证轴端档圈固压半轴器，故轴长稍短一些，取L1=84mmd2段直径和长度设计由于联轴器左端需轴向定位，同时轴2段又是轴承位置，故h>0.07d1，取h=2.5mm,则d2=45mm，L2=43mm。d3段直径和长度设计d3段口装有轴承，轴承位置d3=45mm，由于该轴只受到径向力，综合价格和安装尺寸的误差考虑。选用深沟球轴承6209，其尺寸为；D×P×d=85×19×45，轴段L3=26mmd4段直径和长度设计d4段为齿轮定位的轴肩位置，齿轮处的轴颈为51mm，按要求h>0.07d，取h=2mm,则d4=51mm。L4=62mmd5段直径和长度设计轴肩定位d5=59mm，L5=5mm。d6段直径和长度设计d6段为齿轮安装处的轴段，其直径大小为齿轮的孔的大小，齿轮的孔为Φ47，因此此段轴的大小d4=47，其长度为齿轮的宽度，有计算出来的数据能够知道，齿轮的宽度为68mm因此取L6=67mmd7段直径和长度设计d7段为轴承位置，大小和轴3段一样，直径为45mm，选用深沟球轴承6209，由于有轴套，因此轴6段的长度L6=37mm因此低速轴的总长度为:L=L1+L2+L3+L4+L5+L6=324mm综上可得轴的结构设计如下：图5-8（低速轴结构图）轴段1234567长度(mm)8443266256737直径(mm)42454551594745表5-3低速轴尺寸图（3）低速轴的受力分析及校核1）作轴的计算简图（见图a）:轴的受力分析低速级大齿轮所受的圆周力=2×283.94×1000/261=2175.79N低速级大齿轮所受的径向力2175.79×tg20°=791.92N第一段轴的中点距左支点的距离L1=94.5mm齿宽中点距左支点距离L2=117.5mm齿宽中点距右支点距离L3=60.5mm2）计算轴的支反力：水平面支反力（见图b）：(2175.79×60.5)/(117.5+60.5)=739.52N=2175.79-269.16=1906.63N垂直面支反力（见图d）：=(791.92×60.5)/(117.5+60.5)=269.16N269.16-791.92=-522.76N3）计算轴的弯矩，并做弯矩图：截面C处的水平弯矩：739.52×117.5=86893.61Nmm截面C处的垂直弯矩：269.16×117.5=31626.3Nmm-522.76×60.5=-31627Nmm分别作水平面弯矩图（图c）和垂直面弯矩图（图e）。截面C处的合成弯矩：(86893.612+31626.32)1/2=86893.97Nmm(86893.612+-316272)1/2=92470.35Nmm作合成弯矩图（图f）。4）作转矩图（图g）。5）按弯扭组合强度条件校核轴的强度：一般只校核轴上承受最大弯矩和转矩的截面（即危险截面C）的强度。必要时也对其它危险截面（转矩较大且轴颈较小的截面）进行强度校核。根据公式（14-4），取α=0.6，则有：=｛(86893.972+(0.6×283.94)2)｝1/2/(0.1×593)=σca39MPa≤[σ-1]=60MPa故设计的轴有足够的强度，并有一定的裕度（注：计算W时，忽略单键槽的影响）。轴的弯扭受力图如下：八、键联接的选择及校核计算8.1高速轴键选择与校核校核高速轴处的键连接：该处选用普通平键尺寸为：b×h×l=8mm×7mm×70mm，接触长度:l'=70-8=62mm，则键联接所能传递的转矩为:T=0.25hl'd[F]=0.25×7×62×26×120/1000=338.5NmT≥T1，故键满足强度要求。8.2低速轴键选择与校核1）低速轴与大齿轮处键该处选用普通平键尺寸为：b×h×l=18mm×11mm×40mm，接触长度:l'=40-18=22mm，则键联接所能传递的转矩为:T=0.25hl'd[F]=0.25×11×22×50×120/1000=435.6NmT≥T2，故键满足强度要求。2）低速轴与联轴器处键该处选用普通平键尺寸为：b×h×l=14mm×9mm×70mm，接触长度:l'=70-14=56mm，则键联接所能传递的转矩为:T=0.25hl'd[F]=0.25×9×56×45×120/1000=680.4NmT≥T2，故键满足强度要求。九、轴承的选择及校核计算根据条件，轴承预计寿命：Lh=1×8×300×8=19200h9.1高速轴的轴承计算与校核1）初步计算当量动载荷P:因该轴承即受轴向力也受径向力，有课本表12-5查得径向动载荷系数X和轴向动载荷系数Y分别为：X=1，Y=0因此:P=XFr+YFa=1×467.1+0×312=467.1N2）求轴承应有的基本额定载荷值C为:C=Peq\r(ε,\f(60n\s(,1),10\s(\s(6)))L\s(,h))6983N3）选择轴承型号:查课本表11-5，选择:6305轴承，Cr=22.2KN表9-1（轴承参数）轴承型号内径(mm)外径(mm)宽度(mm)基本额定动载荷(kN)630525621722.2由教材有：Lh=eq\f(10\s(\s(6)),60n\s(,1))\b(\f(C,P))\s(\s(10/3))=2.37×105≥Lh因此轴承预期寿命足够。9.2中速轴的轴承计算与校核1)初步计算当量动载荷P:因该轴承即受轴向力也受径向力，有课本表12-5查得径向动载荷系数X和轴向动载荷系数Y分别为：X=1，Y=0因此:P=XFr+YFa=1×864.1+0×683.2=864.1N2）求轴承应有的基本额定载荷值C为:C=Peq\r(ε,\f(60n\s(,1),10\s(\s(6)))L\s(,h))=8947N3）选择轴承型号:查课本表11-5，选择:6307轴承，Cr=33.2KN表9-2（轴承参数）轴承型号内径(mm)外径(mm)宽度(mm)基本额定动载荷(kN)630735802133.2Lh=eq\f(10\s(\s(6)),60n\s(,1))\b(\f(C,P))\s(\s(10/3))=2.37×105≥Lh因此轴承预期寿命足够。9.3低速轴的轴承计算与校核1）初步计算当量动载荷P:因该轴承即受轴向力也受径向力，有课本表12-5查得径向动载荷系数X和轴向动载荷系数Y分别为：X=1，Y=0因此:P=XFr+YFa=1×829.8+0×656.1=829.8N2）求轴承应有的基本额定载荷值C为:C=Peq\r(ε,\f(60n\s(,1),10\s(\s(6)))L\s(,h))=6490N3）选择轴承型号:查课本表11-5，选择:6209轴承，Cr=31.5KN表9-3（轴承参数）轴承型号内径(mm)外径(mm)宽度(mm)基本额定动载荷(kN)620945851931.5Lh=eq\f(10\s(\s(6)),60n\s(,1))\b(\f(C,P))\s(\s(10/3))=2.37×105≥Lh因此轴承预期寿命足够。十、联轴器的选择1.载荷计算公称转矩：T=T2=89.55Nm由表查得KA=1.3，故得计算转矩为：Tca=KAT2=1.3×89.55=116.42Nm2.型号选择选用L0型联轴器，联轴器许用转矩为T=710Nm，许用最大转速为n=3000r/min，轴孔直径为45mm，轴孔长度为84mm。Tca=116.42Nm≤T=710N.mn2=155.7r/min≤n=3000r/min联轴器满足要求，故合用。十一、减速器的润滑和密封11.1减速器的润滑1）齿轮的润滑通用的闭式齿轮传动，其润滑方法根据齿轮的圆周速度大小而定。由于大齿轮的圆周速度v≤12m/s，将大齿轮的轮齿浸入油池中进行浸油润滑。这样，齿轮在传动时，就把润滑油带到啮合的齿面上，同时也将油甩到箱壁上，借以散热。齿轮浸入油中的深度一般不宜超过一个齿高，但一般亦不应小于10mm。为了避免齿轮转动时将沉积在油池底部的污物搅起，造成齿面磨损，大齿轮齿顶距油池底面距离不小于30mm，取齿顶距箱体内底面距离为30mm。由于大齿轮全齿高h=4.5mm≤10mm，取浸油深度为10mm，则油的深度H为H=30+10=40mm根据齿轮圆周速度查表选用中负荷工业齿轮油（GB5903-），牌号为150润滑油，粘度荐用值为118cSt。2）轴承的润滑轴承常见的润滑方式有油润滑及脂润滑两类。另外，也有使用固体润滑剂润滑的。选用哪一类润滑方式，能够根据低速大齿轮的圆周速度判断。由于大齿轮圆周速度v=1.63m/s≤2m/s，因此采用脂润滑。润滑脂形成的润滑膜强度高，能承受较大的载荷，不易流失，容易密封，一次加脂能够维持相当长的一段时间。滚动轴承的装脂量一般以轴承内部空间容积的1/3~2/3为宜。为避免稀油稀释油脂，需用挡油环将轴承与箱体内部隔开。在本设计中选用通用锂基润滑脂，它适用于温度宽温度范围内各种机械设备的润滑，选用牌号为ZL-1的润滑脂。11.2减速器的密封为防止箱体内润滑剂外泄和外部杂质进入箱体内部影响箱体工作，在构成箱体的各零件间，如箱盖与箱座间、外伸轴的输出、高速轴与轴承盖间，需设置不同形式的密封装置。对于无相对运动的结合面，常见密封胶、耐油橡胶垫圈等；对于旋转零件如外伸轴的密封，则需根据其不同的运动速度和密封要求考虑不同的密封件和结构。本设计中由于密封界面的相对速度较小，故采用接触式密封。高速轴与轴承盖间v＜3m/s，低速轴与轴承盖间v＜3m/s，故均采用半粗羊毛毡密封圈。十二、减速器附件及箱体主要结构尺寸12.1附件的设计（1）油面指示器用来指示箱内油面的高度，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。（2）通气器由于减速器运转时，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。（3）油孔及放油螺塞为排放减速器箱体内污油和便于清洗箱体内部，在箱座油池的最低处设置放油孔，箱体内底面做成斜面，向放油孔方向倾斜1°～2°，使油易于流出。（4）窥视孔和视孔盖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。（5）定位销采用销GB/T117-，对由箱盖和箱座经过联接而组成的剖分式箱体，为保证其各部分在加工及装配时能够保持精确位置，特别是为保证箱体轴承座孔的加工精度及安装精度。（6）盖螺钉由于装配减速器时在箱体剖分面上涂有密封用的水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖，旋动启箱螺钉可将箱盖顶起。（7）螺栓及螺钉用作安装连接用。12.2箱体主要结构尺寸名称符号公式与计算结果取值箱座壁厚δ0.025a+3=0.025×140+3=6.5取8mm箱盖壁厚δ10.02a+3=0.02×140+3=5.8取8mm箱盖凸缘厚度b11.5δ1=1.5×8=12取12mm箱座凸缘厚度b1.5δ=1.5×8=12取12mm箱座底凸缘厚度b22.5δ=2.5×8=20取20mm地脚螺钉直径df0.036a+12=0.036×140+12=17取M18地脚螺钉数目na≤250时，取n=4取4轴承旁连接螺栓直径d10.75df=0.75×18=13.5取M14盖与座连接螺栓直径d2(0.5-0.6)df=(0.5-0.6)×18=9-10.8取M10连接螺栓d2的间距l150-200取150轴承端盖螺钉直径d3(0.4-0.5)df=(0.4-0.5)×18=7.2-9取M8视孔盖螺钉直径d4(0.3-0.4)df=(0.3-0.4)×18=5.4-7.2取M6定位销直径d(0.7-0.8)d2=(0.7-0.8)×10=7-8取8mmdf、d1、d2至外箱壁距离C1根据螺栓直径查表取24、20、16df、d1、d2至凸缘边缘距离C2根据螺栓直径查表取22、18、14轴承旁凸台半径R1=18取18凸台高度h根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准外箱壁至轴承座端面距离L1C1+C2+(5-10)=20+18+(5-10)取43大齿轮顶圆与内箱壁距离Δ1＞1.2δ=1.2