1、ReijiatgJLacLongIniversiLy機械設計減速器課程設計說明書課程名稱：機械設計課程設計設計題目：展開式二級圓錐-圓柱齒輪減速器院系：機電學院機械工程系班級：0603班姓名：學號：指導教師：設計時間：2009年12月29日至1月16日機械設計二級減速器 CONTENTSTOC o 1-5 h z一，設計任務書3二，總體方案分析4三，電動機的選擇4 HYPERLINK l bookmark4四，傳動比的分配6五，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)7六，高速級圓錐齒輪的計算8七，低速級圓柱齒輪的計算13八，鏈傳動的設計計算13 HYPERLINK l bookmark8九，減速器軸的結

2、構設計15十，減速器軸的強度校核計算18十一，滾動軸承的選擇及計算22 HYPERLINK l bookmark22十二，鍵連接的選擇及校核計算25十三，聯(lián)軸器的選擇26 HYPERLINK l bookmark24十四，箱體尺寸大的設計27十五，其它軸系部件的確定29十六，設計小結30十七，附圖,設計任務書設計題目：鏈式輸送機的專用傳動裝置原始數(shù)據.運輸連牽引力F=6kN；運勢練速度v=0.8m/s,運輸連輪節(jié)圓直徑D=518mm;輸送機效率耳=0.96；W輸送帶速度允許誤差為,5%工作條件：室內，灰塵較多；動力來源：電力，三相交流，電壓380V；檢修間隔期：三年一次大修，二年一次中修，半年

3、一次小修；制造條件及生產批量：一般機械廠制造，小批量生產。傳動方案：二級展開式圓錐-圓柱齒輪減速器介紹運輸機相關參數(shù)和工作條件一，總體方案分析本題方案有兩個傳動部分組成，即鏈傳動與減速器齒輪傳動。由于減速器工作環(huán)境比較惡劣，而且要求平穩(wěn)高效率的傳動，故選用鏈傳動，一是可以更好的在惡劣的環(huán)境中工作（如高溫和潮濕的環(huán)境），還可以保證準確的平均傳動和高效率的傳動。而且，鏈傳動的整體尺寸較小，結構較為緊湊。減速器部分是本次課題的重點設計部分，本課題中的減速器是展開式圓錐-圓柱齒輪減速器。展開式的減速器結構簡單，但齒輪的位置不對稱。咼速級齒輪布置在遠離轉矩輸入端?？墒馆S在轉矩作用卜產生的扭矩變形和軸在彎

4、矩作用下產生的彎曲變形部分相互抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。二，電動機的選擇電動機的類型和結構的選擇因為本傳動的工作狀況是：兩班制，工作環(huán)境較惡劣，380v交流電，選用Y系列全封閉自扇冷式籠形三相異步電動機。電動機的容量1）工作機所需功率pWFV根據公式P-,F為運輸牽引力，V為運輸鏈速度。由W1000W此得出：P-6000X0.8KW-4.8kWW10002）計算傳動裝置總效率由于動力經過個傳動副或者運動副就會發(fā)生次損失，故多級介紹展開式二級減速器的特點根據情況選擇Y系列全封閉自扇冷式籠形三相異步電動機。工作機所需功率P，4.8kWW串聯(lián)總效率，12w本題中：鏈傳動效率=0.96一

5、對滾動軸承的效率，本題中一共3對滾動軸承，=0.99圓柱齒輪的傳遞效率，=0.983圓錐齒輪的傳遞效率，=0.984聯(lián)軸器效率，=0.985運輸機效率，=0.966.，3，0.85123456所以電動機效率P，旦，5.6kWr總效率，0.85電動機效率P，匕，5.6kWr機械設計二級減速器 3）運輸機的轉速nW機械設計二級減速器 #機械設計二級減速器 #60 xl000v_60 xlOOOx0.8,x51829.5r.minn29.5r；minW機械設計二級減速器 #機械設計二級減速器 選擇Y132M2-6確定傳動比i3.1701萬案電動機型號滿載轉速總傳動比1Y112M2-6144019.9

6、62Y132M2-696039.6633Y132S-4144059.494比較三個方案，選擇方案2比較合適。所選電機的基本參數(shù)如下:Y132M2-6額定功率P0同步轉速滿載轉速電壓電流功率因數(shù)5.51000%960監(jiān)380V12.6A0.78質量總傳動比滿載扭矩電動機外伸軸直徑D電動機外伸軸長度E電動機中心咼H84kg21.522.038mm80mm132mm四，傳動比的分配總傳動比的分配ii/39.663/鏈傳動i13.170，減速器傳動比fzi173.170考慮到兩級齒輪潤滑問題，兩級大齒輪應有相近的浸油深度。兩級齒輪減速器高速級傳動比J與低速級傳動比-的比值取為1.3,即i213；。則i

7、2尸J1.3X12.5124.033；13=%12.51%033=3.102五，傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算1各軸轉速的計算n960r/.o/minnn/238”i/i/min2nn/238/76724n”/i旳.102/6./243叫啜76.72%.170242rmm1nnn24.2r/iviiiw/min2,各軸輸入功率P=5.474kwdPP耳耳=5.474x0.99x0.985.31kwd24PP，n，n5.31X0.99X0.985.15kwI23PP，n，n5.15X0.99X0.964.89kwII21PP，n4.89X0.984.79kwIII63,各軸輸入轉矩4.0332i3

8、.1023機械設計二級減速器 T=9550p=9550 x5.474.9=54.455nmd/n-960oT=9550P/=9550，5.3%=213nm/n/238iT=9550P/=9550 x5.1576724=641.03nm#n76.724IIT=9550P/9550 x4.89242=1929.7nmn/24.2in=9550 x4.7絲42=1890.26nm六，高速級齒輪的設計1,選定高速級齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)按傳動方案選用直齒圓錐齒輪傳動。輸送機為一般工作機械，速度不高，故選用8級精度。材料選擇引用教材表10-1選擇小齒輪45鋼，調制處理，平均硬度為235HBS。大

9、齒輪材料為45鋼，正火，硬度為190HBS，二者硬度差為45HBS。選小齒輪齒數(shù)z1=24則z=iz=4.033,24=96.79，取z=97。齒數(shù)2212u=97,24=4.0422,按齒面接觸疲勞強度計算3d2.921bZKT:刃1-0.5uTOC o 1-5 h zHRR=，一般取=1/3RRR教材表10-6查的材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8jMKE已經算出T=T=54.455nm；u=4.0421d查表得K=KKKKr=1.15x1.2x1.4x1.098=2.3avaP機械設計二級減速器5)查表得KHN1=L01，%n1=550mPa，取S=1C=Khn%=555.5mPa計算HS

10、2.3x54.455x103647mm0.3x(1-0.5x0.3)2x4.042.m=d=647=2.69一所以，模數(shù)z124，取標準m=3mm。大端分度圓直徑d1=mz1=3x24=7264.7齒輪相關參數(shù):1)取Z1=22，則d1=mz1=22x3=66；d2=mz2=22x4.033=88.7，取z2=89，d2=3x89=247mm2)節(jié)錐頂鉅：R=養(yǎng))()1+u=661+4.0422137.408mm23)61=arCtan1=arCtan4.042=1353334)62=76626大端齒頂圓直徑:小齒輪：da1=d1+2mcos61=71.85mm大齒輪：da2=d2+2mcos

11、62=231.3mm5)齒寬b=札R0.3x137.408=41.22mm取b=b2=42mm3,按齒根彎曲強度計算4KT10R(1-0.5%)2Z2；1+u21)已得出T1=213NM；Z1=24；U=4.042；K=KaKvKfKfP=2.32)查表10-5得YFa1=2.65Ya2=2.20YSa1=I，58YSa2=1-78Sa23)查圖10-20c得cf1=420mPac2=320mPaF2機械設計二級減速器 ,1一arctan1一arctan1一1353333）u4.042,2-76。6264）大端齒頂圓直徑：小齒輪：dai一d1+2mcos,i一71.85mm大齒輪：da2一d2

12、+2mcos,2一231.3mm5）齒寬b一札R一0.3137.408一41.22mm取耳一b2一42mm6）平均分度圓直徑dm一d0.5%）dm1-d（1-0.5R）-660.85-56.1mmdm2一d（1-0.5R）一2670.85一226.95mmdrm7）當量分度圓半徑v2cos,d56.1小r一m1一一31.2mmv12cos,120.91d2226.95r一m_一一1260.8mmv22cos,220.098）當量齒數(shù)ZvZ1-dv1-賈-66-73.3vm.cos,.0.9m11dz247Z2一一2一一一2470vm2cos,20.1m229）當里齒輪的齒數(shù)比uZv224703

13、3vz,73.7v110）平均模數(shù)mm一m（10.5札）一30.85一2.55機械設計二級減速器 高速級齒輪傳動的尺寸如下：名稱計算公式結果模數(shù)M齒數(shù)ZiZ2分度圓直徑dmzdmzi22x3一66d?mz23x89一267mmmm齒頂圓直徑dad+2mcos,da1d1+2mcos,1一71.85mmda2d2+2mcos，2-231.3mm齒寬b=%Rbb242mm節(jié)錐頂鉅Rd(1+U2)2137.408mm平均分度圓直徑dmd(1-0.5Mr)dm1q(1-0.5x%)66x0.85-56.1mdm2(1-0.5xR)267x0.85-226.當量分度圓半徑dr一mv2cos,r1m156

14、.131.2mmv12cos,12x0.91d2226.95rm21260.8mmv22cos,22x0.09當里齒數(shù)ZvdzZvmcos，mZ1dv1z!6673.3vm1cos,10.9m11dz247Z222470vm2cos,20.1m22當里齒輪的齒數(shù)比U112.vz1uzv2247033vz173.7平均模數(shù)mmm(1-0.5牧)2.55機械設計二級減速器 七，低速級齒輪的設計低速級齒輪的設計與高速級齒輪的設計是一樣的，其中包括齒面解除疲勞強度計算、齒根彎曲強度計算和校核。計算過程省略，得一下數(shù)據：名稱計算公式結果法面模數(shù)m3.0mm法面壓力角20齒數(shù)Z1Z23197傳動比i33.

15、102分度圓直徑d1d293mm291mm齒頂圓直徑da1二d1+2ha*mda2二d2+2ha*科99mm297mm中心矩m(z1，z2)a192mmCt2cos齒根圓直徑dfd-2(ha*+c*)mdf184mmdf2282mm齒寬BB198mmB293mm八，鏈傳動的設計傳動比i=3.170主動輪轉速n二%=朗.2久迅虛擬電動機額定功率P=Piii=4.89kw機械設計二級減速器 (1)輪齒取Z119,則Z2i，Z13.17x1960.23，取Z2=61計算功率查表9-6,kA卩查圖9-13,kzL35單排鏈Pk.kp=1.5x1.35x4.89=9.9kwcaAz鏈條型號和節(jié)距由Pca

16、和n查表選型號32A，查表9-1，p=50.8mm連接和中心矩初選a0(3050)p(3050)x50.8二(15002500)mm取a01800mmLP0晉+寧(罟)2彳2x皿()2坐50.8221800112.13取Lp112mm查表9-7匚0.24467af1P2Lp-(z1+z2)最大中心矩二0.24467x2x112-(19+61)1789.8mm5）鏈速v和潤滑方式n1zL24.2xl9x50.8v一1_一一0.389m/s60 x100060 x1000查圖9-14采用地油潤滑6）壓軸力Fpp489有效圓周力Fe-1000p-1000 x,12570.69Nv0.389水平布置K

17、p一1-15Fp，$Fe-口5x12570.69-144555N九，軸的結構設計（一）軸的材料選擇和最小直徑估算根據工作條件，初選軸的材料為45鋼，調制處理。按扭矩強度法31p進行最小直徑估算，即：di-A0P。除算軸徑時，若最小直徑軸段minln開有鍵槽，還要考慮鍵槽對軸強度的影響。當該軸段截面上有一個鍵槽時，d增大5%7%，兩個鍵槽增大10%15%,A0值杳表可知，對于45鋼A0為103126.確定高速軸A01-126，中間軸A02-120,低速軸A03-112機械設計二級減速器最小直徑估算機械設計二級減速器機械設計二級減速器d1mm225mmd2.33.78mm2mind3.45.517

18、mm3min高速軸：d1125mmd12=30mmd13=35mmd14=40mmd15=35mmd16=25mml11=60mml12=52mmd1iA匕126X】547422.5mm高速軸：Iniv960，最小直徑處要安裝一鍵槽來連接聯(lián)軸器d1mind1min（1，7%）=09呦,取犒“2歸3p3531d2iA02J匕120 x33.78mm中間軸：minn2238，取d2min=35呦33515d3iA03和匕112xJ45.517mm低速軸：3mm03l叫26.724最小直徑處安裝一鍵槽來連接鏈d345517x（1+7%）487mm取d3mln50mm（二）減速器的裝配草圖設計根據軸上

19、零件的結構、定位、裝配關系、軸向寬度及零件間的相對位置等要求，初步設計減速器草圖。草圖相見附圖（三）減速器軸的結構設計1高速軸的結構設計（1）各軸段直徑的確定d11:最小直徑，安裝聯(lián)軸器。d11=d1min25mmd12:密封處軸段，采用氈圈密封，取標準值d12=30mmd13:滾動軸承處，d13=35mmd14:軸肩處，d14=40mmd15:滾動軸承處,d15=35mmd16:最小直徑安裝高速級齒輪，d16=25mm（2）各軸段的長度確定l11:由聯(lián)軸器的寬度決定，選擇具有彈性元件的撓性聯(lián)軸器HL2，Y型，軸空長度為52mm，d=25mm，ln=60mm機械設計二級減速器 低速軸：d31=

20、50mmd32=55mmd33=61mmd34=50mm131=35mm=91mm=10mm=96mm3,低速軸的結構設計（1）各軸段直徑的確定d31:安裝軸承d31=d3min=50呦d32:安裝低速大齒輪，d32=55mmd33:定位軸肩，d33=61mmd34:安裝軸承，d34=50mm（2）各軸段長度的確定131:由軸承，擋油環(huán)，裝配關系確定，13i=35mm:由低速大齒輪寬度確定，B=93mm,132=91mm:軸肩定位，133=10mm=123+122+121-10=96mm十，減速器軸的強度校核計算（以中間軸齒輪軸為例）1力學模型建立軸的力學模型圖機械設計二級減速器 #機械設計二

21、級減速器 左圖為軸的力學模型圖2,計算軸上作用力軸上作用力:機械設計二級減速器 RAV1331.678NRbv137.2N工MBVRAV(l1+12+13)-Fr3(l213)Fr213-Fa2，=0nRv1331.678NAV工MAVFr311+RBV(11+12+13)+Fr2(11+12)+Fa2=0nR137.2NBV2,水平支反力Ft?機械設計二級減速器 #機械設計二級減速器 #左圖為水平支反力圖機械設計二級減速器 #機械設計二級減速器 #Rbh235.5NRAH-2574.05N(3)總支反力A點總支反力:FraRah2+Rav22574.052+1331.672總支反力：人289

22、8NRAFrb272.56NFt3工MAHFt311-Ft2(11+12)+RBH(11+12+13)=0nR口235.5NBH工MBHRAH(11+12+13)-Ft3(12+13)+Ft23=0nRg2574.05NAH機械設計二級減速器 #2898NB點總支反力FrbRbh2+Rbv2機械設計二級減速器 272.56N機械設計二級減速器 MCV=103866.2NmmMDV左=68976.96Nmm左圖為垂直彎矩圖4,繪制轉矩、彎矩圖(1)垂直彎矩圖C處彎矩：MCV二RAJ1=1331.68,78二103866.2NmmMDV左=RAV(1112)-Fr312二1331.68,182-1667.2,104D處彎矩：=68976.96N-mmMdv右=-137.2,50-585.16x123.5=-79127.26N-mm機械設計二級減速器 #機械設計二級減速器 #M=-200772NmmCHMg=11775NmmDH(2)水平面彎矩圖C處彎矩：Mcch=-Rah11=-2574x78=-200772NmmD處彎矩：Mdh=Rbh13=235.5x50=11