同轴式二级圆柱斜齿轮减速器设计【T=1450 V=0.8 D=350】【全套CAD图纸+Word说明书】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 机械设计课程 同轴式二级圆柱斜齿轮减速器设计 姓 名： 班 级： 指导教师： 成 绩： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 目 录 1. 设计目的（ 3） 2. 设计方案 （ 3） （ 4） 机选择（ 4） 动装置的总传动比及分配（ 5） 动装置各轴的运动机动力参数（ 6） 传动及 齿轮的设计 （ 7） 核 （ 14） （ 2） 箱体结构的设计（ 29） （ 3） 润滑设计（ 30） （ 4） 密封类型的设计（ 31） （ 5） 其他附件的设计 （ 31） （ 6） 参考文献（ 32） （ 7） 实验心得（ 32） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 1 传动装置总体设计方案 传动装置的组成和特点 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 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。 工作 情况：载荷平稳、单向旋转 原始数据 传动方案的拟定 选择 考虑到电机转速高，传动功率大，将 初步确定传动系统总体方案如图 传动装置总体设计图 项目 题目 4 运输机卷筒 扭矩 T（ N m） 1450 运输带速度 V（ m/s） 筒 直径 D（ 350 带速允许偏差（） 5 使用年限（年） 12 工作制度（班 /日） 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 作机所需功率 工作机的有效功率为 ： 50 509 5 50 其中 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 0 . 8 = 4 3 . 6 8 m i 电动机至工作机的总效率 1 23324 为 2 为第一、二、三三对轴承的效率， 3 为每对齿轮（齿轮为 7级精度，油润滑）啮合传动的效率， 4 为联轴器的效率。 2 电动机的选择 电动机所需工作功率为： 经查表按推荐的传动比合理范围， V 带传动的传动比 1i 2 4，二级圆柱斜齿轮减速器传动比 3 5，则 9 25，则总传动比合理范围为18 100，电动机转速的可选范围为： dnn （ 18 100） 4368 r/电动机的额定功率 满足 量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为 6 的三相异步电动机，额定功率 1 载转速 r/步转速 1000 r/ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 （ a） （ b） 图 电动机的安装 及外形尺寸示意图 表 电动机的技术参数 方案 电动机 型号 额定 功率 Pm/定 转速 r/ 同步 转速 堵转转矩 额定转矩 最大转矩 额定转矩 质量 / 格 /元 1 1 960 1000 47 230 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 表 电动机的安装技术参数 3 确定传动装置的总传动比和分配传动比 总传动比 由选定的电动机满载转速得 传动装置总传动比为： aimn/960/分配传动装置的传动比 i i 式中0i、 i 分别为带传动和减速器的传动比。对于同轴式圆柱齿轮减速器，传动比按下式分配： 1i 2i i 式中 1i 为高速级圆柱齿轮的传动比， 2i 为低速级圆柱齿轮的传动比。为使 步取0i 减速器传动比为 ： 1i 2i i 计算传动装置的运动和动力参数 各轴转速 高速轴的转速 n 0/960/r/间轴的转速 n1/ r/速轴的转速 n n /2i r/筒轴的转速 n=n=r/各轴输入功率 P（ 中心高/型尺 寸 /（ + 脚安装 尺寸 A B 地脚螺栓 孔直径 K 轴伸尺 寸 D E 装键部位 尺寸 F 32 515 345 315 216 178 12 38 80 10 43 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 注意：计算 的时候需要按照实际需要的功率进行计算 高速轴的输入功率 P 1 间轴的输入功率 Pp 23 速轴的输入功率 PP 23 筒轴的输入功率 PP 2 4=轴的输入转矩 （ N m） 转矩公式： 电动机轴的输出转矩：高速轴的输入转矩3 中间轴的输入转矩3 低速轴的输入转矩3 滚筒轴的输入转矩 4 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 表 5 设计带和带轮 确定计算功率K 1.1 K11 式中既电机的额定功率 . 选择 V 带的带型 根据11K 查课本157型带。 确定带轮基准直径 初选小带轮的基准直径1157带轮基准直径1d 125 验算带速 1 1 2 5 9 6 0v = 6 . 2 8 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 因为 5 m/s 30 m/s， 故带速合适。 计算大带轮的的基准直径 轴 参数 电机轴 轴 轴 轴 滚筒 轴 功率 P/矩 T/（ N m） 05 速 n/（ r/ 960 动比 i 效率 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 大带轮基准直径2i 1d 125 287.5 式中0据课本153圆整为2280 确定 V 带的中心距 a 和带的基准长度 ）0a 212 ），所以初选带传动的中心距0 a 810 选取0a=500 所以有： 由 机械设计 3 2查得 1600以带长为： 2210202a 2 4 d （ ）（ ） 课本146取 1600 动的实际中心距近似为： a 0a + 2 整为 a 475 心距的变动范围为： a 451 mm a +523 中心距的变化范围为 451 523 验算小带轮上的包角 1 21 a dd 120o，包角合适。 计算带的根数 z 计算单根 V 带的额定功率 2210 1 202()2 ( )24( 2 8 0 1 2 5 )2 5 0 0 ( 1 2 5 2 8 0 )2 4 5 0 01 6 4 7 . 8 5 m o d a d 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 因1d 125 速 v s，传动比 i,则 查课本152P、153 8由内插值法得单根普通 V 带的基本额定功率0P 定功率增量0P 查课本146带长修正系数 查课本155由内插值法得小带轮包角修正系数 K 于是 0 0 A K （ ） ( 计算 V 带的根数 Z 由158Z 00() P K K 8 故取 8根。 计算单根 V 带的初拉力的最小值o ）查课本149得 q kg/m,故 : 单根普通带张紧后的初拉力为 o ） 00 220 算压轴力 P ） 2zo ） 0 带型 基准直径 /速 V/ m/s 基准长度dL/角 最小压轴力P ）/N 125 280 600 V 带轮的设计 带轮的材料。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 由于减速器的转速不是很高，故选用 。 带轮的结构形式 辐、和轮毂组成。根据 7，小带轮基准直径1d 125 带轮基准直径2280 由课本160带轮选择孔板式。 V 带轮的轮槽 V 带轮的轮槽与所选用的 V 带的型号相对应，见课本161V 带绕在带轮上以后发生弯曲变形，使 了使 V 带轮轮槽的工作面的夹角做成小于 40o。 V 带安装到轮槽中以后，一般不应超出带轮外圈，也不应与轮槽底部接触。具体参数见表 V 带轮的技术要求 铸造、焊接或烧结的带轮在轮缘、 腹板、轮辐及轮毂上不允许有砂眼、裂缝、缩孔及气泡；铸造带轮在不提高内部应力的前提下，允许对轮缘、凸台、腹板及轮毂的表面缺陷进行修补；由于带轮的转速低于极限转速，故要做动平衡。 表 轮槽的截面尺寸 槽型 Bd/mm mm mm e B 5 38o 6 齿轮的设计 因减速器为同轴式，低速级齿轮比高速级齿轮的强度要求高，所以应 优先校准低速级齿轮。 低速级齿轮传动的设计计算 选取精度等级、材料、齿数及螺旋角 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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 （ 1） 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 7级精度（ 0095 88)。 （ 2） 材料选择。 由表 10择小齿轮材料为 40质），硬度为 280齿轮材料为 45钢（调 质）， 硬度为 240 （ 3） 选小齿轮齿数1Z 24，大齿轮齿数 24 75。 （ 4） 初选螺旋角 14o。 按齿面接触强度设计 由机械设计课本21810行计算，即 2131 )(12 （ 1）确定公式内的各计算数值 试选 小齿轮传动的转矩为 105 查课本 0 1。 查课本 0E 2 由课本 10齿面硬度查得小齿轮的接 触疲劳强度极限 600 齿轮的接触疲劳强度极限为 550 计算应力循环次数。 1N 60n1 60 1（ 2 8 300 12） 108 2N12 108 由课本 0 查课本 0H = 由课本 0得标准圆柱齿轮传动的端面重合度1 2则1+2 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1%,安全系数 S=1,应用20510 : H 1 =600 540 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 H 2 550 则许用接 触应力为： H 540 （ 2）设计计算 试算小齿轮的分度圆直径 计算公式得 ： 2131 )(12 3 25 ) 计算圆周速度 。 1 9 9 . 7 1 1 3 4 . 6 4v = 0 . 7 0 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 计算齿宽 计算齿宽 b btd 算摸数 4co 计算齿宽与高之比 齿高 h 4 9计算纵向重合度 =d 14t a a n =计算载荷系数 K。 已知使用系数 1，根据 0.7 m/s， 7 级精度 , 由课本1940V 课本1960级精度、小齿轮相对支承非对称买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 布置时， KH KH 图 10 KF 课本1950 : KH载荷系数 K KH 1 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 4co 5co 按齿根弯曲疲劳强度设计 由弯曲强度的设计公式 )(c （ 1）确定计算参数 计算载荷系数。 K 1 根据纵向重合度 课本2170Y 齿轮传递的转矩2T 505Nm 。 确定齿数 z。因为是硬齿面，故取 24， 24 75。传动比误差 i u 1 75/24 i 5，允许。 计算当量齿数。 13244 s 75co s 33 22 查取齿形系数和应力校正系数。 查课本2000买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 齿形系数1应力校正系数1课本2070小齿 轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限 。 查课本20601 取弯曲疲劳安全系数 S= 计算接触疲劳许用应力。 F 1 F 2 算大小齿轮的 并加以比较。 111 Y 2 2 1 63 1 4 222 Y 9 齿轮的数值大，故选用。 （ 8） 设计计算 4c o 25 比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 1357取 3 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 计算应有的齿数 4c o z 1 取 32 那么 32 99 几何尺寸计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 （ 1）计算中心距 n 214co )9932(co ( 21 将中心距圆整为 202 （ 2）按圆整后的中心距修正螺旋角 )9932(a r c c o (a r c c o s 21 a n 因 值改变不多 ,故参数,k,正。 （ 3）计算大、小齿轮的分度圆直径 n s 332co n s 399co 齿度： 1 1 9 8 . 7 4 9 8 . 7 4db d m m m m 取 95b ，1 100b 他几何尺寸的计算（ * 1， * ） 齿顶高 *h m由于正常齿轮 *1， 所以 * 1 3 3h m m m m m 齿根高 ( * * )h c m由于正常齿 * 所以 ( * * ) (1 0 . 2 5 ) 3 3 . 7 5h c m m m m m 全齿高 ( 2 * * ) ( 2 1 0 . 2 5 ) 3 6 . 7 5a f ah h h h c m m m m m 名 称 计 算 公 式 结 果 /数 力角 n 20 分度圆直径 8.7 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 齿顶圆直径 2 *22211 齿根圆直径 *22211 中心距 co 21 203 齿 宽 105(212 9510021 高 速级齿轮传动的设计计算 因为同轴式布置，为保证中心距一致，所以按低速齿轮计算，然后高速级齿轮的法面模数和压力角以及大小齿轮齿数直接参照低速级同类参数。 齿轮的结构设计 高速轴齿轮 1 做成实心式如图 b），中间轴齿轮 3 做成齿轮轴，中间轴齿轮 2和低速轴齿轮 4两个大齿轮使用腹板式结构如图 a） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 图 齿轮结构设计示意图 7 传动轴和传动轴承的设计 低速轴、传动轴承以及联轴器的设计 求输出轴上的功率 速3n，转矩 3T W 3n r/ 3T m 求作用在 齿轮上的力 因已知低速级大齿轮的分度圆直径为 2d 305.5 而 232 0 圆周力 向力 轴 向力 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 图 轴的载荷分布图 初步确定轴的最小直径 （ 1）先按课本37015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370p 315361 表P，取 112是得 o 76 112 3 2）联轴器的选择。输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径 d（图 为了使所选的轴直径 故需同时选取联轴器的型号。 查课本3514虑到转矩变化很小，故取 5.1： 109 按照计算转矩 机械设计手册1737用 性套柱销联轴器（ 4323 2002），其公称转矩为 2000联轴买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 器的孔径 65 取 d 65 联轴器的长度 L 142 联轴器与轴配合的毂孔长度 107 轴的结构设计 （ 1）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 7 80 端用轴端挡圈定位 ,按轴端直径取挡圈直径 D 85 联轴器与轴配合的毂孔长度 107 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 现取 2 105 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 ,故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据 7 80 轴承产品目录中初步选取 0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承（ 297 1994） 30217型，其尺寸为 d D T 85 150 30.5 0 8 85 端圆锥滚子轴承采用套筒进行轴向定位，取套筒宽为 14 6 44.5 取安装齿轮处的轴段 d - 90 轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮 毂 的宽度为 90 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 l - 86 轮的右端采用轴肩定位，轴肩高 h 取 h 7 5 104 环宽度 ,取 b 12 轴承端盖的总宽度为 37.5 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 0 ,故取 0 67.5 至此，已初步确定了低速轴的各段直径和长度。 图 低速轴的结构设计示意图 表 低速轴结构设计参数 段名 参数 - - - - - - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 直径 /5 H7/0 85 0 H7/04 85 度 /05 6 86 12 b h L/0 12 90 25 14 70 处 2 45o 处 处 45o （ 2） 轴上的零件的周向定位 齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按 d - 90 b h 25 14 槽用键槽铣刀加工，长为 70 时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮毂与轴的配合为 样，半联轴器与轴的连接，选用平键为 20 12 90 联轴器与轴的配合为 动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为 （ 3） 确定轴上圆周和倒角尺寸 参考课本3655轴左端倒角为 2 45 ，右端倒角为 45 。各轴肩处的圆角半径为 :处为 余为 求轴上的载荷 首先根据结构图 (图 出轴的计算简图（图 在确定轴承的支点位置时 ,应从手册中查得 a 值。对于 30217型圆锥滚子轴承， 由手册中查得 a 29.9 此，作为简支梁的轴的支承跨距 128.7 据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图（图 从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面是轴的危险截面。计算步骤如下： 128.7 7 1 . 6 8 9 2 6 . 9 35 7 . 1 7 1 . 6 4 2F 3483222 5 7 . 1 8 9 2 6 . 9 35 7 . 1 7 1 . 6 3 10923231 2 3 1 5 . 3 1 3 1 6 . 1 2 53 3 5 6 . 6 4 7 1 . 625 7 . 1 7 1 . 6 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 221809163022 3 1L 4 283 1 2 152 2 486 1M 19625592873172889 222121 222 8 3 5 7 8 . 0 1 4 1 5 2 8 5 4 . 4 1 6 322 2M 222 222 8 3 5 7 8 . 0 1 4 4 8 6 6 5 . 0 9 287 表 低速轴设计受力参数 载 荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 14 ，23 12 ，2 弯矩 M 283 1152 2486 总弯矩 1M 322 2M 287 扭矩 T 1 410 990 按弯曲扭转合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴 上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面 C）的强度。根据课本37315表 及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取 的计算应力 321 )( 2233 2 2 1 5 0 . 5 3 0 . 6 1 4 1 0 9 9 00 . 1 9 0（ ）已选轴材料为 45钢，调质处理，查课本3625 1 60此 1 ，故此轴安全。 精确校核轴的疲劳强度 （ 1）判断危险截面 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 26 截面 A, , ,然键槽、轴肩及过渡配合所引起的应力 集中均将消弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕确定的，所以截面A, , , 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 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 是应力集中不大（过盈配合及键槽引起的应力集中均在两端），而且这里轴的直径最大 ,故截面 C 也不必校核，截面和显然更不必要校核。由课本第 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，该轴只需校核截面左右两侧即可。 （ 2）截面左侧 抗弯截面系数 W d 85 61 抗扭截面系数 d 85 122 825 3截面的右侧的弯矩 212L 4 1 6 3 . 1 4 1M M 3 2 4 7 5 6 . 7 2L 6 3 . 1 5 7 . 1 4 13 2 2 1 5 0 . 5 3 5 7 . 1 90 截面上的扭矩3 3T 1 410 990 截面上的弯曲应力 b 2900 面上的扭转切应力 3410990W 145800 1410990122825 的材料为 45钢，调质处理。由课本3625551 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按课本40 2 985 ， D 9 085d 插值后查得 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 27 又由课本41q ， q 有效应力集中系数按式 (课本42 K 1 ( 1 ) 1 0 . 8 4 ( 1 . 9 1 )q ( 1 ) 1 0 . 8 8 ( 1 . 2 9 1 ) 1 . 5 4 5 由课本42尺寸系数 ；由课本43 。 轴按磨削加工，由课本440 轴为经表面强化处理，即 1q，则按课本253式（ 3综合系数为 1 1 . 7 5 6 11 0 . 6 4 0 . 9 2 + - 1 . 5 4 5 1110 . 7 7 0 . 9 2 1 及 30 ，取 0 0 ，取 于是，计算安全系数课本37415(15得 S 1 2752 . 8 3 1 . 4 8 0 . 1 0 1 1551 1 . 4 9 1 1 . 4 91 . 5 4 5 0 . 0 522 226 5 . 6 6 1 6 . 9 26 5 . 6 6 1 6 . 9 2 S 故可知其安全。 （ 3） 截面右侧 抗弯截面系数 W d 90 72 900 3买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 28 抗扭截面系数 d 90 145 800 3截面的右侧的弯矩 212L 4 1 6 3 . 1 4 1M M 3 2 4 7 5 6 . 7 2L 6 3 . 1 5 7 . 1 4 13 2 2 1 5 0 . 5 3 5 7 . 1 90 截面上的扭矩3 3T 1 410 990 截面上的弯曲应力 b 2900 面上的扭转切应力 3410990W 145800 1410990145800 盈配合处的 k，由课本43取 ，于是得 k 按磨削加工，由课本440 轴为经表面强化处理，即 1q，则按课本253式（ 3综合系数为 1 1 . 7 5 6 11 0 . 6 4