如何设计两级同轴式圆柱齿轮减速器

采用浸油润滑,浸油高度约为六分之一大齿轮半径,取为25mm。再加齿轮到箱底的距离15mm,所以油深40mm。

CAD装配图和零件图可以另外发给你,现在给一份设计说明书样板,你改数据就行

二级减速器设计 二级减速器设计答辩问题二级减速器设计 二级减速器设计答辩问题


二级减速器设计 二级减速器设计答辩问题


二级减速器设计 二级减速器设计答辩问题


一、 设计题目:二级直齿圆柱齿轮减速器

1. 要求:拟定传动关系:由电动机、V带、减速器、联轴器、工作机构成。

2. 工作条件:双班工作,有轻微振动,小批量生产,单向传动,使用5年,运输带允许误5%。

3. 知条件:运输带卷筒转速 ,

减速箱输出轴功率 马力,

二、 传动装置总体设计:

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:

1. 计算电机所需功率 : 查手册第3页表1-7:

-带传动效率:0.96

-每对轴承传动效率:0.99

-圆柱齿轮的传动效率:0.96

-联轴器的传动效率:0.993

—卷筒的传动效率:0.96

说明:

-电机至工作机之间的传动装置的总效率:

2确定电机转速:查指导书第7页表1:取V带传动比i=2 4

二级圆柱齿轮减速器传动比i=8 40所以电动机转速的可选范围是:

符合这一范围的转速有:750、1000、1500、3000

根据电动机所需功率和转速查手册第155页表12-1有4种适用的电动机型号,因此有4种传动比方案如下:

方案 电动机型号 额定功率 同步转速

r/min 额定转速

r/min 重量 总传动比

1 Y112M-2 4KW 3000 2890 45Kg 152.11

2 Y112M-4 4KW 1500 1440 43Kg 75.79

3 Y132M1-6 4KW 1000 960 73Kg 50.53

4 Y160M1-8 4KW 750 720 118Kg 37.89

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比,可见第3种方案比较合适,因此选用电动机型号为Y132M1-6,其主要参数如下:

额定功率kW 满载转速 同步转速 质量 A D E F G H L AB

4 960 1000 73 216 38 80 10 33 132 515 280

四 确定传动装置的总传动比和分配传动比:

总传动比:

分配传动比:取 则

取 经计算

注: 为带轮传动比, 为高速级传动比, 为低速级传动比。

五 计算传动装置的运动和动力参数:

将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴

——依次为电机与轴1,轴1与轴2,轴2与轴3,轴3与轴4之间的传动效率。

1. 各轴转速:

2各轴输入功率:

3各轴输入转矩:

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 3.67 36.5 960

1轴 3.52 3.48 106.9 105.8 314.86

2轴 3.21 3.18 470.3 465.6 68

3轴 3.05 3.02 15.5 1559.6 19.1

4轴 3 2.97 1575.6 1512.6 19.1

六由于轴承周向速度为,所以宜开设油沟、飞溅润滑。 设计V带和带轮:

1.设计V带

①确定V带型号

查课本 表13-6得: 则

根据 =4.4, =960r/min,由课本 图13-5,选择A型V带,取 。

查课本第206页表13-7取 。

为带传动的滑动率 。

②验算带速: 带速在 范围内,合适。

③取V带基准长度 和中心距a:

初步选取中心距a: ,取 。

由课本第195页式(13-2)得: 查课本第202页表13-2取 。由课本第206页式13-6计算实际中心距: 。

④验算小带轮包角 :由课本第195页式13-1得: 。

⑤求V带根数Z:由课本第204页式13-15得:

查课本第203页表13-3由内插值法得 。

EF=0.1

=1.37+0.1=1.38

EF=0.08

查课本第202页表13-2得 。

查课本第204页表13-5由内插值法得 。 =163.0 EF=0.009

=0.95+0.009=0.959

则取 根。

⑥求作用在带轮轴上的压力 :查课本201页表13-1得q=0.10kg/m,故由课本第197页式13-7得单根V带的初拉力:

作用在轴上压力:

。七 齿轮的设计:

1高速级大小齿轮的设计:

①材料:高速级小齿轮选用 钢调质,齿面硬度为HBS。高速级大齿轮选用 钢正火,齿面硬度为220HBS。

②查课本第166页表11-7得: 。

查课本第165页表11-4得: 。

故 。

查课本第168页表11-10C图得: 。

③按齿面接触强度设计:9级精度制造,查课本第164页表11-3得:载荷系数 ,取齿宽系数 计算中心距:由课本第165页式11-5得:

考虑高速级大齿轮与低速级大齿轮相不大取

则 取

实际传动比:

传动比误: 。

齿宽: 取

高速级大齿轮: 高速级小齿轮:

④验算轮齿弯曲强度:

按小齿宽 计算:

所以安全。

⑤齿轮的圆周速度:

查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。

2低速级大小齿轮的设计:

①材料:低速级小齿轮选用 钢调质,齿面硬度为HBS。

低速级大齿轮选用 钢正火,齿面硬度为220HBS。

②查课本第166页表11-7得: 。

查课本第165页表11-4得: 。

故 。

查课本第168页表11-10C图得: 。

③按齿面接触强度设计:9级精度制造,查课本第164页表11-3得:载荷系数 ,取齿宽系数

计算中心距: 由课本第165页式11-5得:

取 则 取

计算传动比误: 合适

齿宽: 则取

低速级大齿轮:

低速级小齿轮:

④验算轮齿弯曲强度:查课本第167页表11-9得:

按小齿宽 计算:

安全。

⑤齿轮的圆周速度:

查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。

八 减速器机体结构尺寸如下:

名称 符号 计算公式 结果

箱座厚度

10

箱盖厚度

9箱盖凸缘厚度

12

箱座凸缘厚度

15

箱座底凸缘厚度

25

地脚螺钉直径

M24

地脚螺钉数目

查手册 6

轴承旁联结螺栓直径

M12

盖与座联结螺栓直径

=(0.5 0.6)

M10

轴承端盖螺钉直径

=(0.4 0.5)

10

视孔盖螺钉直径

=(0.3 0.4)

8销直径

=(0.7 0.8)

8, , 至外箱壁的距离

查手册表11—2 34

22

18

, 至凸缘边缘距离

查手册表11—2 28

16

外箱壁至轴承端面距离

= + +(5 10)

50

大齿轮顶圆与内箱壁距离

>1.2

15

齿轮端面与内箱壁距离

>10

箱盖,箱座肋厚

98.5

+(5 5.5)

120(1轴)

125(2轴)

150(3轴)

轴承旁联结螺栓距离

120(1轴)

125(2轴)

150(3轴)

九 轴的设计:

1高速轴设计:

①材料:选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取 C=100。

②各轴段直径的确定:根据课本第230页式14-2得: 又因为装小带轮的电动机轴径 ,又因为高速轴段轴径装配大带轮,且 所以查手册第9页表1-16取 。L1=1.75d1-3=60。

因为大带轮要靠轴肩,且还要配合密封圈,所以查手册85页表7-12取 ,L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。

段装配轴承且 ,所以查手册62页表6-1取 。选用6009轴承。

L3=B+ +2=16+10+2=28。

段主要是轴承,取 。L4根据箱体内壁线确定后在确定。

装配齿轮段直径:判断是不是作成齿轮轴:

查手册51页表4-1得:

得:e=5.9<6.25。

段装配轴承所以 L6= L3=28。

2 校核该轴和轴承:L1=73 L2=211 L3=96

作用在齿轮上的圆周力为:

径向力为

作用在轴1带轮上的外力:

求垂直面的支反力:

求垂直弯矩,并绘制垂直弯矩图:

求水平面的支承力:

由 得

NN

求并绘制水平面弯矩图:

求F在支点产生的反力:

求并绘制F力产生的弯矩图:

F在a处产生的弯矩:

求合成弯矩图:

考虑不利的情况,把 与 直接相加。

求危险截面当量弯矩:

从图可见,m-m处截面危险,其当量弯矩为:(取折合系数 )

计算危险截面处轴的直径:

因为材料选择 调质,查课本225页表14-1得 ,查课本231页表14-3得许用弯曲应力 ,则:

因为 ,所以该轴是安全的。

3轴承寿命校核:

轴承寿命可由式 进行校核,由于轴承主要承受径向载荷的作用,所以 ,查课本259页表16-9,10取 取

按不利考虑,则有:

则 因此所该轴承符合要求。

4弯矩及轴的受力分析图如下:

5键的设计与校核:

根据 ,确定V带轮选铸铁HT200,参考教材表10-9,由于 在 范围内,故 轴段上采用键 : ,

采用A型普通键:

键校核.为L1=1.75d1-3=60综合考虑取 =50得 查课本155页表10-10 所选键为:

中间轴的设计:

①材料:选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取 C=100。

②根据课本第230页式14-2得:

段要装配轴承,所以查手册第9页表1-16取 ,查手册62页表6-1选用6208轴承,L1=B+ + + =18+10+10+2=40。

装配低速级小齿轮,且 取 ,L2=128,因为要比齿轮孔长度少 。

段主要是高速级大齿轮,所以取 ,L3= =10。

装配高速级大齿轮,取 L4=84-2=82。

段要装配轴承,所以查手册第9页表1-16取 ,查手册62页表6-1选用6208轴承,L1=B+ + +3+ =18+10+10+2=43。

③校核该轴和轴承:L1=74 L2=117 L3=94

作用在2、3齿轮上的圆周力:

N径向力:

求垂直面的支反力

计算垂直弯矩:

求水平面的支承力:

计算、绘制水平面弯矩图:

求合成弯矩图,按不利情况考虑:

求危险截面当量弯矩:

从图可见,m-m,n-n处截面危险,其当量弯矩为:(取折合系数 )

计算危险截面处轴的直径:

n-n截面:

m-m截面:

由于 ,所以该轴是安全的。

轴承寿命校核:

轴承寿命可由式 进行校核,由于轴承主要承受径向载荷的作用,所以 ,查课本259页表16-9,10取 取

则 ,轴承使用寿命在 年范围内,因此所该轴承符合要求。

④弯矩及轴的受力分析图如下:

⑤键的设计与校核:

已知 参考教材表10-11,由于 所以取

因为齿轮材料为45钢。查课本155页表10-10得

L=128-18=110取键长为110. L=82-12=70取键长为70

根据挤压强度条件,键的校核为:

所以所选键为:

从动轴的设计:

⑴确定各轴段直径

①计算小轴段直径。

因为轴主要承受转矩作用,所以按扭转强度计算,由式14-2得:

考虑到该轴段上开有键槽,因此取

②为使联轴器轴向,在外伸端设置轴肩,则第二段轴径 。查手册85页表7-2,此尺寸符合轴承盖和密封圈标准值,因此取 。

③设计轴段 ,为使轴承装拆方便,查手册62页,表6-1,取 ,采用挡油环给轴承。选轴承6215: 。

④设计轴段 ,考虑到挡油环轴向,故取

⑤设计另一端轴颈 ,取 ,轴承由挡油环,挡油环另一端靠齿轮齿根处。

⑥ 轮装拆方便,设计轴头 ,取 ,查手册9页表1-16取 。

⑦设计轴环 及宽度b

使齿轮轴向,故取 取

,⑵确定各轴段长度。

有联轴器的尺寸决定 (后面将会讲到).

因为 ,所以

轴头长度 因为此段要比此轮孔的长度短

其它各轴段长度由结构决定。

(4).校核该轴和轴承:L1=97.5 L2=204.5 L3=116

求作用力、力矩和和力矩、危险截面的当量弯矩。

作用在齿轮上的圆周力:

径向力:

求垂直面的支反力:

计算垂直弯矩:

.m

求水平面的支承力。

计算、绘制水平面弯矩图。

求F在支点产生的反力

求F力产生的弯矩图。

F在a处产生的弯矩:

求合成弯矩图。

考虑不利的情况,把 与 直接相加。

求危险截面当量弯矩。

从图可见,m-m处截面危险,其当量弯矩为:(取折合系数 )

计算危险截面处轴的直径。

因为材料选择 调质,查课本225页表14-1得 ,查课本231页表14-3得许用弯曲应力 ,则:

考虑到键槽的影响,取

因为 ,所以该轴是安全的。

(5).轴承寿命校核。

轴承寿命可由式 进行校核,由于轴承主要承受径向载荷的作用,所以 ,查课本259页表16-9,10取 取

按不利考虑,则有:

则 ,

该轴承寿命为64.8年,所以轴上的轴承是适合要求的。

(6)弯矩及轴的受力分析图如下:

(7)键的设计与校核:

因为d1=63装联轴器查课本153页表10-9选键为 查课本155页表10-10得

因为L1=107初选键长为100,校核 所以所选键为:

装齿轮查课本153页表10-9选键为 查课本155页表10-10得

因为L6=122初选键长为100,校核

所以所选键为: .

十 高速轴大齿轮的设计

因 采用腹板式结构

代号 结构尺寸和计算公式 结果

轮毂处直径

72

84

倒角尺寸

1齿根圆处的厚度

10

腹板直径

32九、润滑与密封1.25

板孔直径

62.5

腹板厚度

25.2

电动机带轮的设计

代号 结构尺寸和计算公式 结果

手册157页 38mm

68.4mm

取60mm

81mm

74.7mm

10mm

15mm

5mm

十一.联轴器的选择:

计算联轴器所需的转矩: 查课本269表17-1取 查手册94页表8-7选用型号为HL6的弹性柱销联轴器。

十二润滑方式的确定:

因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于 ,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度。

十三.其他有关数据见装配图的明细表和手册中的有关数据。

十四.参考资料:

《机械设计课程设计手册》(第二版)——清华大学 吴宗泽,科技大学 罗圣国主编。

《机械设计课程设计指导书》(第二版)——罗圣国,李平林等主编。

《机械课程设计》(重庆大学出版社)——周元康等主编。

《机械设计基础》(第四版)课本——杨可桢 程光蕴 主编。

我这里有个说明书,你可以拿去看

同轴式二级圆柱齿轮减速器设计书

Nw=60×1000V/πD

一、传动方案拟定

=[51.632+(0.2×198.58)2]1/2=65.13N?m

第二组第三个数据:设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器

故 。

(1) 工作条件:使用年限10年,每年按300天计算,两班制工作,载荷平稳。

(2) 原始数据:滚筒圆周力F=1.7KN;带速V=1.4m/s;

滚筒直径D=220mm。

运动简图

二、电动机的选择

1、电动机类型和结构型式的选择:按已知的工作要求和 条件,选用 Y系列三相异步电动机。

2、确定电动机的功率:

(1)传动装置的总效率:

η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒

=0.96×0.992×0.97×0.99×0.95

=0.86

(2)电机所需的工作功率:

Pd=FV/1000η总

=1700×1.4/1000×0.86

=2.76KW

3、确定电动机转速:

滚筒轴的工作转速:

=60×1000×1.4/π×220

=121.5r/min

根据【2】表2.2中的合理传动比范围,取V带传动比Iv=2~4,单级圆柱齿轮传动比范围Ic=3~5,则合理总传动比i的范围为i=6~20,故电动机转速的可选范围为nd=i×nw=(6~20)×121.5=729~2430r/min

符合这一范围的同步转速有960 r/min和1420r/min。由【2】表8.1查出有三种适用的电动机型号、如下表

方案 电动机型号 额定功率 电动机转速(r/min) 传动装置的传动比

KW 同转 满转 总传动比 带 齿轮

1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.63

2 Y100l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89

综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,比较两种方案可知:方案1因电动机转速低,传动装置尺寸较大,价格较高。方案2适中。故选择电动机型号Y100l2-4。

4、确定电动机型号

根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为

Y100l2-4。

其主要性能:额定功率:3KW,满载转速1420r/min,额定转矩2.2。

三、计算总传动比及分配各级的传动比

1、总传动比:i总=n电动/n筒=1420/121.5=11.68

2、分配各级传动比

(1) 取i带=3

(2) ∵i总=i齿×i 带π

∴i齿=i总/i带=11.68/3=3.89

四、运动参数及动力参数计算

1、计算各轴转速(r/min)

nI=nm/i带=1420/3=473.33(r/min)

nII=nI/i齿=473.33/3.89=121.67(r/min)

滚筒nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min)

2、 计算各轴的功率(KW)

PI=Pd×η带=2.76×0.96=2.64KW

PII=PI×η轴承×η齿轮=2.64×0.99×0.97=2.53KW

3、 计算各轴转矩

Td=9.55Pd/nm=9550×2.76/1420=18.56N?m

TI=9.55p2入/n1 =9550x2.64/473.33=53.26N?m

TII =9.55p2入/n2=9550x2.53/121.67=198.58N?m

五、传动零件的设计计算

1、 皮带轮传动的设计计算

(1) 选择普通V带截型

由课本[1]P189表10-8得:kA=1.2 P=2.76KW

据PC=3.3KW和n1=473.33r/min

由课本[1]P189图10-12得:选用A型V带

(2) 确定带轮基准直径,并验算带速

由[1]课本P190表10-9,取dd1=95mm>dmin=75

dd2=i带dd1(1-ε)=3×95×(1-0.02)=279.30 mm

由课本[1]P190表10-9,取dd2=280

带速V:V=πdd1n1/60×1000

=π×95×1420/60×1000

=7.06m/s

在5~25m/s范围内,带速合适。

(3) 确定带长和中心距

初定中心距a0=500mm

Ld=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0

=2×500+3.14(95+280)+(280-95)2/4×450

=1605.8mm

根据课本[1]表(10-6)选取相近的Ld=1600mm

确定中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1605.8)/2

=497mm

(4) 验算小带轮包角

α1=1800-57.30 ×(dd2-dd1)/a

=1800-57.30×(280-95)/497

=158.670>1200(适用)

(5) 确定带的根数

单根V带传递的额定功率.据dd1和n1,查课本图10-9得 P1=1.4KW

i≠1时单根V带的额定功率增量.据带型及i查[1]表10-2得 △P1=0.17KW

查[1]表10-3,得Kα=0.94;查[1]表10-4得 KL=0.99

Z= PC/[(P1+△P1)KαKL]

=3.3/[(1.4+0.17) ×0.94×0.99]

=2.26 (取3根)

(6) 计算轴上压力

由课本[1]表10-5查得q=0.1kg/m,由课本式(10-20)单根V带的初拉力:

F0=500PC/ZV[(2.5/Kα)-1]+qV2=500x3.3/[3x7.06(2.5/0.94-1)]+0.10x7.062 =134.3kN

则作用在轴承的压力FQ

FQ=2ZF0sin(α1/2)=2×3×134.3sin(158.67o/2)

=7.9N

2、齿轮传动的设计计算

(1)选择齿轮材料与热处理:所设计齿轮传动属于闭式传动,通常

齿轮采用软齿面。查阅表[1] 表6-8,选用价格便宜便于制造的材料,小齿轮材料为45钢,调质,齿面硬度260HBS;大齿轮材料也为45钢,正火处理,硬度为215HBS;

精度等级:运输机是一般机器,速度不高,故选8级精度。

(2)按齿面接触疲劳强度设计

由d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3

确定有关参数如下:传动比i齿=3.89

取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数:Z2=iZ1= ×20=77.8取z2=78

由课本表6-12取φd=1.1

(3)转矩T1

T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×2.61/473.33=52660N?mm

(4)载荷系数k : 取k=1.2

(5)许用接触应力[σH]

[σH]= σHlim ZN/SHmin 由课本[1]图6-37查得:

σHlim1=610Mpa σHlim2=500Mpa

N1=60×473.33×10×300×18=1.36x109

N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4×108

查[1]课本图6-38中曲线1,得 ZN1=1 ZN2=1.05

按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0

[σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa

[σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa

故得:

=49.04mm

模数:m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm

取课本[1]P79标准模数数列上的值,m=2.5

(6)校核齿根弯曲疲劳强度

σ bb=2KT1YFS/bmd1

确定有关参数和系数

分度圆直径:d1=mZ1=2.5×20mm=50mm

d2=mZ2=2.5×78mm=195mm

齿宽:b=φdd1=1.1×50mm=55mm

取b2=55mm b1=60mm

(7)复合齿形因数YFs 由课本[1]图6-40得:YFS1=4.35,YFS2=3.95

(8)许用弯曲应力[σbb]

根据课本[1]P116:

[σbb]= σbblim YN/SFmin

由课本[1]图6-41得弯曲疲劳极限σbblim应为: σbblim1=490Mpa σbblim2 =410Mpa

由课本[1]图6-42得弯曲疲劳寿命系数YN:YN1=1 YN2=1

弯曲疲劳的小安全系数SFmin :按一般可靠性要求,取SFmin =1

计算得弯曲疲劳许用应力为

[σbb1]=σbblim1 YN1/SFmin=490×1/1=490Mpa

[σbb2]= σbblim2 YN2/SFmin =410×1/1=410Mpa

校核计算

σbb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa< [σbb1]

σbb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa< [σbb2]

故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够

(9)计算齿轮传动的中心矩a

a=(d1+d2)/2= (50+195)/2=122.5mm

(10)计算齿轮的圆周速度V

计算圆周速度V=πn1d1/60×1000=3.14×473.33×50/60×1000=1.23m/s

因为V<6m/s,故取8级精度合适.

从动轴设计

1、选择轴的材料 确定许用应力

选轴的材料为45号钢,调质处理。查[2]表13-1可知:

σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知:[σb+1]bb=215Mpa

[σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa

2、按扭转强度估算轴的小直径

单级齿轮减速器的低速轴为转轴,输出端与联轴器相接,

从结构要求考虑,输出端轴径应小,小直径为:

d≥C

查[2]表13-5可得,45钢取C=118

则d≥118×(2.53/121.67)1/3mm=32.44mm

考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准,取d=35mm

3、齿轮上作用力的计算

齿轮所受的转矩:T=9.55×106P/n=9.55×106×2.53/121.67=198582 N

齿轮作用力:

圆周力:Ft=2T/d=2×198582/195N=2036N

径向力:Fr=Fttan200=2036×tan200=741N

4、轴的结构设计

轴结构设计时,需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式,按比例绘制轴系结构草图。

(1)、联轴器的选择

可采用弹性柱销联轴器,查[2]表9.4可得联轴器的型号为HL3联轴器:35×82 GB5014-85

(2)、确定轴上零件的位置与固定方式

单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体,轴承对称布置

在齿轮两边。轴外伸端安装联轴器,齿轮靠油环和套筒实现

轴向和固定,靠平键和过盈配合实现周向固定,两端轴

承靠套筒实现轴向,靠过盈配合实现周向固定 ,轴通

过两端轴承盖实现轴向,联轴器靠轴肩平键和过盈配合

分别实现轴向和周向

(3)、确定各段轴的直径

将估算轴d=35mm作为外伸端直径d1与联轴器相配(如图),

考虑联轴器用轴肩实现轴向,取第二段直径为d2=40mm

齿轮和左端轴承从左侧装入,考虑装拆方便以及零件固定的要求,装轴处d3应大于d2,取d3=4 5mm,为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3,取d4=50mm。齿轮左端用用套筒固定,右端用轴环,轴环直径d5

满足齿轮的同时,还应满足右侧轴承的安装要求,根据选定轴承型号确定.右端轴承型号与左端轴承相同,取d6=45mm.

(4)选择轴承型号.由[1]P270初选深沟球轴承,代号为6209,查手册可得:轴承宽度B=19,安装尺寸D=52,故轴环直径d5=52mm.

(5)确定轴各段直径和长度

Ⅰ段:d1=35mm 长度取L1=50mm

II段:d2=40mm

初选用6209深沟球轴承,其内径为45mm,

宽度为19mm.考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm,通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度,并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定,为此,取该段长为55mm,安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长:

III段直径d3=45mm

L3=L1-L=50-2=48mm

Ⅳ段直径d4=50mm

长度与右面的套筒相同,即L4=20mm

Ⅴ段直径d5=52mm. 长度L5=19mm

由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=96mm

(6)按弯矩复合强度计算

①求分度圆直径:已知d1=195mm

②求转矩:已知T2=198.58N?m

③求圆周力:Ft

根据课本P127(6-34)式得

Ft=2T2/d2=2×198.58/195=2.03N

④求径向力Fr

根据课本P127(6-35)式得

Fr=Ft?tanα=2.03×tan200=0.741N

⑤因为该轴两轴承对称,所以:LA=LB=48mm

(1)绘制轴受力简图(如图a)

(2)绘制垂直面弯矩图(如图b)

轴承支反力:

FAY=FBY=Fr/2=0.74/2=0.37N

FAZ=FBZ=Ft/2=2.03/2=1.01N

由两边对称,知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为

MC1=FAyL/2=0.37×96÷2=17.76N?m

截面C在水平面上弯矩为:

MC2=FAZL/2=1.01×96÷2=48.48N?m

(4)绘制合弯矩图(如图d)

MC=(MC12+MC22)1/2=(17.762+48.482)1/2=51.63N?m

(5)绘制扭矩图(如图e)

转矩:T=9.55×(P2/n2)×106=198.58N?m

(6)绘制当量弯矩图(如图f)

转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化,取α=0.2,截面C处的当量弯矩:

Mec=[MC2+(αT)2]1/2

(7)校核危险截面C的强度

由式(6-3)

σe=65.13/0.1d33=65.13x1000/0.1×453

=7.14MPa< [σ-1]b=60MPa

∴该轴强度足够。

主动轴的设计

1、选择轴的材料 确定许用应力

选轴的材料为45号钢,调质处理。查[2]表13-1可知:

σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知:[σb+1]bb=215Mpa

[σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa

2、按扭转强度估算轴的小直径

单级齿轮减速器的低速轴为转轴,输出端与联轴器相接,

从结构要求考虑,输出端轴径应小,小直径为:

d≥C

查[2]表13-5可得,45钢取C=118

考虑键槽的影响以系列标准,取d=22mm

3、齿轮上作用力的计算

齿轮所受的转矩:T=9.55×106P/n=9.55×106×2.64/473.33=53265 N

齿轮作用力:

圆周力:Ft=2T/d=2×53265/50N=2130N

径向力:Fr=Fttan200=2130×tan200=775N

确定轴上零件的位置与固定方式

单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体,轴承对称布置

在齿轮两边。齿轮靠油环和套筒实现 轴向和固定

,靠平键和过盈配合实现周向固定,两端轴

承靠套筒实现轴向,靠过盈配合实现周向固定 ,轴通

过两端轴承盖实现轴向,

4 确定轴的各段直径和长度

初选用6206深沟球轴承,其内径为30mm,

宽度为16mm.。考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面与箱体内壁应有一定矩离,则取套筒长为20mm,则该段长36mm,安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。

(2)按弯扭复合强度计算

①求分度圆直径:已知d2=50mm

②求转矩:已知T=53.26N?m

③求圆周力Ft:根据课本P127(6-34)式得

Ft=2T3/d2=2×53.26/50=2.13N

④求径向力Fr根据课本P127(6-35)式得

Fr=Ft?tanα=2.13×0.36379=0.76N

⑤∵两轴承对称

∴LA=LB=50mm

(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZ

FAX=FBY=Fr/2=0.76/2=0.38N

FAZ=FBZ=Ft/2=2.13/2=1.065N

(2) 截面C在垂直面弯矩为

MC1=FAxL/2=0.38×100/2=19N?m

(3)截面C在水平面弯矩为

MC2=FAZL/2=1.065×100/2=52.5N?m

(4)计算合成弯矩

MC=(MC12+MC22)1/2

=(192+52.52)1/2

=55.83N?m

(5)计算当量弯矩:根据课本P235得α=0.4

Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[55.832+(0.4×53.26)2]1/2

=59.74N?m

(6)校核危险截面C的强度

由式(10-3)

σe=Mec/(0.1d3)=59.74x1000/(0.1×303)

=22.12Mpa<[σ-1]b=60Mpa

∴此轴强度足够

(7) 滚动轴承的选择及校核计算

一从动轴上的轴承

根据根据条件,轴承预计寿命

L'h=10×300×16=48000h

(1)由初选的轴承的型号为: 6209,

查[1]表14-19可知:d=55mm,外径D=85mm,宽度B=19mm,基本额定动载荷C=31.5KN, 基本静载荷CO=20.5KN,

查[2]表10.1可知极限转速9000r/min

(1)已知nII=121.67(r/min)

两轴承径向反力:FR1=FR2=1083N

根据课本P265(11-12)得轴承内部轴向力

FS=0.63FR 则FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1083=682N

故任意取一端为压紧端,现取1端为压紧端

FA1=FS1=682N FA2=FS2=682N

(3)求系数x、y

FA1/FR1=682N/1038N =0.63

FA2/FR2=682N/1038N =0.63

根据课本P265表(14-14)得e=0.68

y1=0 y2=0

(4)计算当量载荷P1、P2

根据课本P264表(14-12)取f P=1.5

根据课本P264(14-7)式得

P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1083+0)=1624N

P2=fp(x2FR1+y2FA2)= 1.5×(1×1083+0)=1624N

(5)轴承寿命计算

∵P1=P2 故取P=1624N

∵深沟球轴承ε=3

根据手册得6209型的Cr=31500N

由课本P264(14-5)式得

LH=106(ftCr/P)ε/60n

=106(1×31500/1624)3/60X121.67=998953h>48000h

∴预期寿命足够

二.主动轴上的轴承:

(1)由初选的轴承的型号为:6206

查[1]表14-19可知:d=30mm,外径D=62mm,宽度B=16mm,

基本额定动载荷C=19.5KN,基本静载荷CO=111.5KN,

查[2]表10.1可知极限转速13000r/min

根据根据条件,轴承预计寿命

L'h=10×300×16=48000h

(1)已知nI=473.33(r/min)

两轴承径向反力:FR1=FR2=1129N

根据课本P265(11-12)得轴承内部轴向力

FS=0.63FR 则FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1129=711.8N

故任意取一端为压紧端,现取1端为压紧端

FA1=FS1=711.8N FA2=FS2=711.8N

(3)求系数x、y

FA1/FR1=711.8N/711.8N =0.63

FA2/FR2=711.8N/711.8N =0.63

根据课本P265表(14-14)得e=0.68

y1=0 y2=0

(4)计算当量载荷P1、P2

根据课本P264表(14-12)取f P=1.5

根据课本P264(14-7)式得

P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1129+0)=1693.5N

P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×1129+0)= 1693.5N

(5)轴承寿命计算

∵P1=P2 故取P=1693.5N

∵深沟球轴承ε=3

根据手册得6206型的Cr=19500N

由课本P264(14-5)式得

LH=106(ftCr/P)ε/60n

=106(1×19500/1693.5)3/60X473.33=53713h>48000h

∴预期寿命足够

七、键联接的选择及校核计算

1.根据轴径的尺寸,由[1]中表12-6

高速轴(主动轴)与V带轮联接的键为:键8×36 GB1096-79

大齿轮与轴连接的键为:键 14×45 GB1096-79

轴与联轴器的键为:键10×40 GB1096-79

2.键的强度校核

大齿轮与轴上的键 :键14×45 GB1096-79

b×h=14×9,L=45,则Ls=L-b=31mm

圆周力:Fr=2TII/d=2×198580/50=7943.2N

挤压强度: =56.93<125~150MPa=[σp]

因此挤压强度足够

剪切强度: =36.60<120MPa=[ ]

因此剪切强度足够

键8×36 GB1096-79和键10×40 GB1096-79根据上面的步骤校核,并且符合要求。

八、减速器箱体、箱盖及附件的设计计算~

通气器

由于在室内使用,选通气器(一次过滤),采用M18×1.5

油面指示器

选用游标尺M12

起吊装置

采用箱盖吊耳、箱座吊耳.

放油螺塞

选用外六角油塞及垫片M18×1.5

根据《机械设计基础课程设计》表5.3选择适当型号:

起盖螺钉型号:GB/T5780 M18×30,材料Q235

高速轴轴承盖上的螺钉:GB5783~86 M8X12,材料Q235

低速轴轴承盖上的螺钉:GB5783~86 M8×20,材料Q235

螺栓:GB5782~86 M14×100,材料Q235

箱体的主要尺寸:

:(1)箱座壁厚z=0.025a+1=0.025×122.5+1= 4.0625 取z=8

(2)箱盖壁厚z1=0.02a+1=0.02×122.5+1= 3.45

取z1=8

(3)箱盖凸缘厚度b1=1.5z1=1.5×8=12

(4)箱座凸缘厚度b=1.5z=1.5×8=12

(5)箱座底凸缘厚度b2=2.5z=2.5×8=20

(6)地脚螺钉直径df =0.036a+12=

0.036×122.5+12=16.41(取18)

(7)地脚螺钉数目n=4 (因为a<)

(8)轴承旁连接螺栓直径d1= 0.75df =0.75×18= 13.5 (取14)

(9)盖与座连接螺栓直径 d2=(0.5-0.6)df =0.55× 18=9.9 (取10)

(10)连接螺栓d2的间距L=150-200

(11)轴承端盖螺钉直d3=(0.4-0.5)df=0.4×18=7.2(取8)

(12)检查孔盖螺钉d4=(0.3-0.4)df=0.3×18=5.4 (取6)

(13)销直径d=(0.7-0.8)d2=0.8×10=8

(14)df.d1.d2至外箱壁距离C1

(15) Df.d2

(16)凸台高度:根据低速级轴承座外径确定,以便于扳手作为准。

(17)外箱壁至轴承座端面的距离C1+C2+(5~10)

(18)齿轮顶圆与内箱壁间的距离:>9.6 mm

(19)齿轮端面与内箱壁间的距离:=12 mm

(20)箱盖,箱座肋厚:m1=8 mm,m2=8 mm

D~轴承外径

(22)轴承旁连接螺栓距离:尽可能靠近,以Md1和Md3 互不干涉为准,一般取S=D2.

1.齿轮的润滑

采用浸油润滑,由于为单级圆柱齿轮减速器,速度ν<12m/s,当m<20 时,浸油深度h约为1个齿高,但不小于10mm,所以浸油高度约为36mm。

2.滚动轴承的润滑

3.润滑油的选择

齿轮与轴承用同种润滑油较为便利,考虑到该装置用于小型设备,选用GB443-89全损耗系统用油L-AN15润滑油。

4.密封方法的选取

选用凸缘式端盖易于调整,采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为GB894.1-86-25轴承盖结构尺寸按用其的轴承的外径决定。

十、设计小结

课程设计体会

课程设计都需要刻苦耐劳,努力钻研的精神。对于每一个事物都会有次的吧,而没一个次似乎都必须经历由感觉困难重重,挫折不断到一步一步克服,可能需要连续几个小时、十几个小时不停的工作进行攻关;出成果的瞬间是喜悦、是轻松、是舒了口气!

课程设计过程中出现的问题几乎都是过去所学的知识不牢固,许多计算方法、公式都忘光了,要不断的翻资料、看书,和同学们相互探讨。虽然过程很辛苦,有时还会有放弃的念头,但始终坚持下来,完成了设计,而且学到了,应该是补回了许多以前没学好的知识,同时巩固了这些知识,提高了运用所学知识的能力。

十一、参考资料目录

[1]《机械设计基础课程设计》,高等教育出版社,陈立德主编,2004年7月第2版;

[2] 《机械设计基础》,机械工业出版社 胡家秀主编 2007年7月第1版

二级行星齿轮减速器设计难度大吗

FA1/FR1不大。根据查询相关息显示,只要设计知识扎实,有良好的专业素养,设计难度不大。行星齿轮减速机又称为行星减速机,伺服减速机。在减速机家族中,行星减速机以其体积小,传动效率高,减速范围广,精度高等诸多优点,而被广泛应用于伺服电机、步进电机、直流电机等传动系统中。

接触疲劳寿命系数Zn:按一年300个工作日,每天16h计算,由公式N=60njtn 计算

二级齿轮减速器设计,齿轮传动中心距是如何圆整的

轮毂轴向长度

中心距A=(Z1+Z2)mn/cosβ=((2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=01+i)z1mn/cosβ

按扭转强度估算轴径(小直径)

可以通过调整主动轮的齿数及齿轮副的模数来调整中心距并通过调整螺旋角来微调整中心距,使中心距符合国标要求,

分流式二级圆柱齿轮减速器的设计

查手册9页表1-16圆整成标准值,取

您好,看到您的问题将要被新提的问题从问题列表中挤出,问题无人回答过期后会被扣分并且悬赏分也将被没收!所以我给你提几条建议: 一,您可以选择在正确的分类下去提问或者到与您问题相关专业网站里去看看,这样知道你问题的人才会多一些,回答的人也会多些。 二,您可以多认识一些知识丰富的网友,和曾经为你解答过问题的网友经常保持联系,遇到问题时可以直接向这些好友询问,他们会更加真诚热心为你寻找的。 三,该自己做的事还是必须由自己来做的,有的事还是须由自己的聪明才智来解决的,别人不可能代劳!只有自己做了才是真正属于自己的,别人只能给你提供指导和建议,终靠自己。带式输送机由电动机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入良机圆柱齿轮减速器3,在通过联轴器4,将动力传至输送机滚筒5,带动输送带6工作。 您可以不采纳我的,但请你一定采纳我的建议哦!! 虽然我的很可能不能解决你的问题,但一定可以使你更好地使用问问哦~~~

PC=KAP=1.2×2.76=3.3KW

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查表11.23的

我也在写。。。

则d≥118×(2.64/473.33)1/3mm=20.92mm

1.理论和实践同等重要。理论能指导实践,使你能事半功倍,实践能上升成为理论,为以后的设计打下基础。 从校门走出后,一定要重视实践经验的积累,要多学多问。把学校学习的专业知识综合的应用起来,这非常重 要。

2.机械设计需要个人不断积累不断思考,不能为了机械而机械,一定要有自己的想法,形成自己的风格,也要 有创新。

3.现在纯机械已经越来越少了,一般要求我们会一点电或者控制方面的知识了,还有就是会3D绘图和有限元分析 也好好学学。

4.做事的态度很重要!凡事都要全力以赴,认真努力去做!

5.把技术搞好就必须安心的学习,虚心向别人请教,耐心的对待每一个问题,不放过任何一个自己遇到的问题,要善于发现问六、轴的设计计算题。

6.设计人员要不断的学习新知识,完善自己的知识结构,活到老学到老!

7.对国外的新设备要跟踪,在设计上要有创新,搞设计的人一定要稳重,小心,仔细,对自己的设计要多提问题,有点自问自答的感觉!

8.多到车间,多与一线老工人交流交流,你会发现让你豁然开朗的感觉的!

9.多多帮助你能帮上的人,这是双赢的行为!

10.外语非常重要,特别是口语。行业的专业英语也非常重要,这将对你看国外的资料以及与国外的技术人员交流有很大的帮助!

,说一句,要成为真正的机械工程师,不是一步就能完成的,要慢慢积累,路慢慢其修远兮,吾将上下而求索!

机械设计课程设计二级减速器中等冲击 载荷平稳有什么区别

L2=(2+2仅供参考0+1轴承端盖外径9+55)=96mm

载荷平稳与中等冲击载荷,属于载荷性质,是齿轮传动设计时必须给出的条件。因为在具体设计计算时,有许多系数要选择,例如,选择电机功率时,有一个载荷系数要确定,其取值就要用到载荷性质。又如,齿轮强度计算,计算载荷的确定,也有一个载荷系数要取值,同样要根据载荷性质来定。等等。只要进行具体计算你就会明白。

二级减速器的传动比怎么分配

d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3

传动比是机构中两转动构件角速度的比值,也称速比。构件a和构件b的传动比为i=ωa/ ωb=na/nb,式中ωa和 ωb分别为构件a和b的角速度(弧度/秒);na和nb分别为构件a和b的转速(转/分)。当式中的角速度为瞬时值时,则求得的传动比为瞬时传动比。当式中的角速度为平均值时,则求得的传动比为平均传动比。理论上对于大多数渐开线齿廓正确的齿轮传动,瞬时传动比是不变的;对于链传动和摩擦轮传动,瞬时传动比是变化的。对于啮合传动,传动比可用a和b轮的齿数Za和Zb表示,i=Zb/Za;对于摩擦传动,传动比可用a和b轮的直径Da和Db表示,i=Db/Da。

计算方法:

传动比=使用扭矩÷9550÷电机功率×电机功率输入转数÷使用系数

传动比=主动轮转速除以从动轮转速的值=它们分度圆直径的倒数的比值。即:i=n1/n2=D2/D1

i=n1/n2=z2/z1(齿轮的)

对于多级齿轮传动:1.每两轴之间的传动比按照上面的公式计算。 2.从轴到第n轴的总传动比等于各级传动比之积 。

分配原则:

多级减速器各级传动比的分配,直接影响减速器的承载能力和使用寿命,还会影响其体积、重量和润滑。传动比一般按以下原则分配:使各级传动承载能力大致相等;使减速器的尺寸与质量较小;使各级齿轮圆周速度较小;采用油浴润滑时,使各级齿轮副的大齿轮浸油深度相1、减速器附件的选择较小。

低速级大齿轮直接影响减速器的尺寸和重量,减小低速级传动比,即减小了低速级大齿轮及包容它的机体的尺寸和重量。增大高速级的传动比,即增大高速级大齿轮的尺寸,减小了与低速级大齿轮的尺寸,有利于各级齿轮同时油浴润滑;同时高速级小齿轮尺寸减小后,降低了高速级及后面各级齿轮的圆周速度,有利于降低噪声和振动,提高传动的平稳性。故在满足强度的条件下,末级传动比小较合理。

减速器的承载能力和寿命,取决于弱一级齿轮的强度。仅满足于强度能通得过,而不追求各级大致等强度常常会造成承载能力和使用寿命的很大浪费。通用减速器为减少齿轮的数量,单此外,为使各级传动寿命接近,应按等强度的原则进行设计,通常高速级传动比略大于低速级时,容易接近等强度。级和多级中同中心距同传动比的齿轮一般取相同参数。当a和i设置较密时,较易实现各级等强度分配;a和i设置较疏时,难以全部实现等强度。按等强度设计比不按等强度设计的通用减速器约半数产品的承载能力可提高10%-20%。

和强度相比,各级大齿轮浸油深度相近是较次要分配的原则,即使高速级大齿轮浸不到油,由结构设计也可设法使其得到充分的润滑。

传动比分配

对于多级减速传动,可按照“前小后大”(即由高速级向低速级逐渐增大)的原则分配传动比,且相邻两级值不要过大。这种分配方法可使各级中间轴获得较高转速和较小的转矩,因此轴及轴上零件的尺寸和质量下降,结构较为紧凑。增速传动也可按这一原则分配。

在多级齿轮减速传动中,传动比的分配将直接影响传动的多项技术经济指标。例如:

传动的外廓尺寸和质量很大程度上取决于低速级大齿轮的尺寸,低速级传动比小些,有利于减小外廓尺寸和质量。

闭式传动中,齿轮多采用溅油润滑,为避免各级大齿轮直径相悬殊时,因大直径齿轮浸油深度过大导致搅油损失增加过多,常希望各级大齿轮直径相近。故适当加大高速级传动比,有利于减少各级大齿轮的直径。

由以上分析可知,高速级采用较大的传动比,对减小传动的外廓尺寸、减轻质量、改善润滑条件、实现等强度设计等方面都是有利的。

当二级圆柱齿轮减速器按照轮齿接触强度相等的条件进行传动比分配时,应该取高速级的传动比。

圆柱齿轮减速器的传动比分配同样可以采用二级减速器的分配原则。

在初步确定各级齿轮模数后,以优化中心距,尽量减小空间浪费为原则,来分配传动比(齿数)

二级减速器设计中算出电机轴的直径是42 齿轮轴的允许小直径是20 可以选择什么型号的联轴器

查课本第167页表11-9得:

目录

(21)轴承端盖外径∶D+(5~5.5)d3

1 前言 3

2 设计任务书 3

3传动方案的分析和拟定(附传动方案简图) 4

4 电动机的选择 4

4.1 电动机功率选择 4

4.2 电动机转速选择 4

4.3 总传动比计算和分配各级传动比 5

5 传动装置运动和动力参数计算 5

5.1 各轴转速的计算 5

5.2 各轴功率的计算 5

5.3 各轴扭矩的计算 5

6 传动零件的设计计算 5

6.1 高速级齿轮传动的设计计算 5

根据表11.8,高速轴齿轮选用40Cr调质,硬度为240~260HBS 5

6.2 低速级齿轮传动的设计计算 7

7轴的设计计算 8

7.1高速轴小轴径计算 8

7.2低速轴的设计计算 8

7.2.1低速轴的结构设计 9

7.2.2低速轴的弯扭组合强度校核 10

7.3 中间轴的设计计算 11

8滚动轴承的选择和计算 11

8.1 高速轴和中间轴上滚动轴承的选择 11

8.2 低速轴上滚动轴承的选择和计算 11

9联轴器的选择 12

9.1 输入轴联轴器的选择 12

9.2 输出轴联轴器的选择 12

10键联接的选择和计算 12

10.1高速轴和中间轴上键联接的选择 12

10.2 低速轴上键联接的选择和计算 12

11润滑方式、润滑剂牌号及密封装置的选择 13

11.1 润滑方式 13

11.2 润滑油牌号 13

11.3密封装置 13

12其他技术说明 13

13 结束语 13

设计小结: 13

参考资料 14

1 前言

本学期学了机械设计,在理论上有了一些基础,但究竟自己掌握了多少,却不清楚。并且“纸上学来终觉浅,要知此事需躬行”。正好学校又安排了课程设计,所以决定这次一定要在自己能力范围内把它做到。

2 设计任务书

机械设计基础课程设计任务书

专业 班级 设计者 学号

设计题目:带式输送机传动装置二级斜齿圆柱齿轮减速器设计

设计带式输送机传动系统。采用两级圆柱齿轮减速器的传动系统参考方案(见图)。

原始数据:

输送带有效拉力F=2800N

输送机滚筒转速n=60r/min (允许误±5%)

输送机滚筒直径D=350mm

减速器设计寿命为10年(天/年)。

工作条件:

两班制(15h/天),常温下连续工作;空载起动,工作载荷平稳,单向运转;三相交流电源,电压为380/220伏。

设计任务:1、减速器装配图1张(0号或1号图纸);

2、零件图2张(低速轴及上面大齿轮,3号或号图纸)

3、设计计算说明书一份

设计期限:2009年12月24日至20010年1月20日

颁发日期:2009年12月23日

3传动方案的分析和拟定(附传动方案简图)

题目要求设计带式输送机传动装置,二级斜齿圆柱齿轮减速器,为了提高高速轴的刚度,应是齿轮远离输入端,为了便于浸油润滑,轴需水平排放,任务书中给出的参考方案可以采用。

4 电动机的选择

4.1 电动机功率选择

因为本传动的工作状况是:载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y(IP44)系列的电动机。

选择电动机功率Ped

设:工作机(卷筒)所需功率PW

卷筒效率ηW

电机至卷筒轴Ⅲ的传动总效率ηa(减速器效率)

电机需要的功率Pd

取4.2 电动机转速选择

查手册取

选定电机为Y112m-4

4.3 总传动比计算和分配各级传动比

5 传动装置运动和动力参数计算

5.1 各轴转速的计算

5.2 各轴功率的计算

5.3 各轴扭矩的计算

6 传动零件的设计计算

6.1 高速级齿轮传动的设计计算

根据表11.8,高速轴齿轮选用40Cr调质,硬度为240~260HBS

因为是普通减速器,由表11.20选精度等级为8,要求齿面粗糙度Ra≤3.2~6.3μm。圆周速度小于等于10m/s。

由于该减速器是闭式齿轮传动,且齿面为硬度HBS小于350的软面齿,齿面点蚀是主要的失效形式。应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算,确定齿轮的主要参数和尺寸,然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度。

因两齿轮均为钢质齿轮,可应用式(11.36)求出 值。

确定公式内的各计算值

查表11.10取K=1.1

取小齿轮的齿数 ,中间轴大齿轮齿数 取

初选螺旋角

查表11.19取

查表11.11取

查图11.23得

查图11.26的

由式(11.15)的

取圆整后取

圆整中心距后确定螺旋角

主要尺寸计算

取6.2 低速级齿轮传动的设计计算

选用45钢调质,硬度为217~255HBS

因为是普通减速器,由表11.20选精度等级为8,要求齿面粗糙度Ra≤3.2~6.3μm。圆周速度小于等于10m/s。

由于该减速器是闭式齿轮传动,且齿面为硬度HBS小于350的软面齿,齿面点蚀是主要的失效形式。应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算,确定齿轮的主要参数和尺寸,然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度。

因两齿轮均为钢质齿轮,可应用式(11.36)求出 值。

确定公式内的各计算值

查表11.10取K=1.1

取中间轴小齿轮的齿数 ,低速轴齿轮齿数 取

初选螺旋角

查表11.19取

查表11.11取

查图11.23得

查图11.26的

由式(11.15)的

取圆整后取

圆整中心距后确定螺旋角

主要尺寸计算

取齿轮4的齿顶圆直径大于200小于500,应做成腹板式,轮毂宽度取80mm。

7轴的设计计算

7.1高速轴小轴径计算

根据表16.2的C=107~118 又由式(16.2)得

联轴器有键槽加大3%~5%的15.07~16.94mm。 取小轴径20mm。

7.2低速轴的设计计算

根据表16.2的C=107~118 又由式(16.2)得

联轴器有键槽加大3%~5%的42.29~47.54mm。 取小轴径45mm。

7.2.1低速轴的结构设计

作装配简图,取齿轮与齿轮之间间距15mm,齿轮与箱体内壁间距15mm,轴承端面到箱体内壁距离5mm,上端轴颈长45mm,轴头长80mm,齿轮上端用轴环,下端用套筒,齿轮的周向固定采用平键联接,又各齿轮的宽度确定,作装配简图如下,并标出相应的尺寸关系。

齿轮轮毂宽度为80mm,为保证齿轮固定可靠,该轴颈长度应小于齿轮轮毂宽度,取为77mm。确定轴的结构如下

7.2.2低速轴的弯扭组合强度校核

画轴的受力图

计算轴上受力

计算轴承处支反力

计算危险截面弯矩

查表16.3得 ,满足 的条件,故设计的轴有足够的强度,并有一定的裕度。

7.3 中间轴的设计计算

根据表16.2的C=107~118 又由式(16.2)得

联轴器有键槽加大3%~5%的26.36~29.63mm。 取小轴径30mm。

8滚动轴承的选择和计算

8.1 高速轴和中间轴上滚动轴承的选择

因为是斜齿轮所以选角接触球轴承,高速轴轴颈直径25mm,中间轴轴颈直径30mm,可分别选用7205C、7206C轴承。

8.2 低速轴上滚动轴承的选择和计算

因为是斜齿轮所以选角接触球轴承,低速轴轴颈直径55mm,可选用7211C轴承。

查表17.7得,

所以A端压紧,B端放松。

对A端, 对B端,

查表17.10得,

查表17.11得,

查手则得7211C轴承Cr=52800N.取ε=3,

轴承要求寿命为 ×10×15=37500h. 所以轴承满足要求。

9联轴器的选择

9.1 输入轴联轴器的选择

电动112M-4的轴径为28mm,轴头长60mm;减速器输入轴轴头直径20mm,长42mm。所以可选用 。

9.2 输出轴联轴器的选择

减速器输出轴轴头直径45mm,长80mm,卷筒轴直径45mm,长90mm。所以可选用 。

10键联接的选择和计算

10.1高速轴和中间轴上键联接的选择

高速轴上键联接用于固定联轴器的周向运动,轴头直径20mm,长42mm,且联轴器轴孔为J型,键可选用C型键。根据设计手册查得,轴的直径为17~22mm时,键的公称尺寸为6×6,键的长度可选40mm。所以选定键为 键C6×40 GB1096-79(90)。

中间轴上键联接用于固定齿轮的周向运动,轴颈直径36mm,长为43mm、73mm。根据设计手册查得,轴的直径为30~38mm时,键的公称尺寸为10×8,键的长度可选36mm、63mm。所以选定键为 键10×36 GB1096-79(90)、键10×63 GB1096-79(90)。

10.2 低速轴上键联接的选择和计算

低速轴上键联接用于固定联轴器的周向运动和齿轮的周向运动,轴头直径45mm,长80mm,且联轴器轴孔为J型,键可选用C型键;轴颈直径66mm,长为74mm。根据设计手册查得,轴的直径为44~50mm时,键的公称尺寸为14×9,键的长度可选70mm。轴的直径为65~75mm时,键的公称尺寸为20×12,键的长度可选63mm。所以选定键为 键C14×70 GB1096-79(90)、键20×63 GB1096-79(90)。

键联接强度的校核:

查表8.2得, (铸铁) (钢)

所以键联接满足强度要求。

11润滑方式、润滑剂牌号及密封装置的选择

11.1 润滑方式

齿轮的润滑

滚动轴承的润滑

采用飞溅润滑,需开设油沟。

11.2 润滑油牌号

齿轮与轴承用同种润滑油较为便利,考虑到该装置用于小型设备,选用L-CKC90~110润滑油

11.3密封装置

选用凸缘式端盖易于调整,采用毡圈油封密封圈实现密封。

密封圈型号按所装配轴的直径确定为 毡圈25JB/ZQ4606-86 毡圈55JB/ZQ4606-86。

12其他技术说明

1.装配轴承时,应在轴承内涂上适量的ZN-4钠基润滑脂(GB492-77);

2.安装任一调整环时,滚动轴承的总轴向间隙应调整到0.4±0.2范围内;三、 选择电机

3.机座与机盖合箱面上允许涂以密封油漆,但禁止使用任何衬垫;

4.装配好的减速器接合面间的间隙,在任何地方都不得大于0.03;

5.减速器装配好后,在机座内加以N46号机油(GB443-84),油面应维持

在油尺二刻线中间,高速轴以600-1000转/分作空载跑合,以检查各部件

工作的灵活性与可靠性;

(1)各密封处,接合处不应有漏油、渗油现象;

(2)各联接件、紧固件、联接密封可靠,无松动现象;

(3)滚动轴承轴向间隙应调整正确,运转时温升不超过20°C;

(4)齿轮啮合运转时平稳、正常,无冲击震动及过高噪音;

6.在空载试验合格的条件下,才允许进行负荷试验;

13 结束语

设计小结:

通过这次设计,使我认识到上课时的内容虽然已经很很丰富,但如果没有实践的话,学习再多的理论也只是纸上谈兵,就像用到的各种符号,往往就同其它的一些符号相混,结果往往是张冠李戴。但如果书上的知识没有掌握,在设计的过程中会遇到很多麻烦,就像有许多公式记不起来,结果是弄得自己手忙脚乱,只好再从书上查找;通过这次设计,我查找资料的能力也得到了很大的提高。

这次的设计,使我也懂得所学的理论知识要做到真正的融会贯通,就必须是理论同实践相结合。在现实生活中要勤于用学过的知识分析遇到的问题。

参考资料

《机械工程及自动化简明设计手册》 叶伟昌 主编 谢家瀛 林岗 副主编 ,机械工业出版社 中兴印刷有限公司印刷,2008年2月第1版。

《机械设计基础》 陈立德 主编 毛炳秋 张京辉 副主编,高等教育出版社 东光印刷厂,2004年4月第1版