二展开式圆柱齿轮减速器(工程训练)

1、机械设计课程设计二级展开式圆柱齿轮减速器姓名： XXX学院：南昌大学科学技术学院系别：机电系专业：机械设计制造及其自动化年级： 2010学号： 7011210XXX指导教师： XXX2012年 12月24日目录一传动方案拟定3二电动机的选择 4三计算传动装置的总传动比及分配7四轴径的初拟定 9五传动齿轮的设计 10六滚动轴承的选择 17七轴上零件位置的固定方式 20八键的设计和计算21九V 带和皮带轮的设计 23十联轴器的选择25十一 . 减速器附件的选择 25十二 . 润滑与密封 27十三 . 设计小结 29十四 . 参考资料 30一 . 拟定传动方案2设计带式运输机传动装置（简图如下）该工

2、作机有轻微振动， 由于 V 带有缓冲吸振能力， 采用 V 带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用 V 带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速， 这是两级减速器中应用最广泛的一种。 齿轮相对于轴承不对称， 要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边， 以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为 Y 系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。. 原始数据：3滚筒圆周力 F(N)带速

3、 V（m/s）滚筒直径 D(mm)24001.0320. 工作条件：工作年限工作班制工作环境荷载性质102清洁平稳. 检修期： 3 年大修；. 动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V;. 运输带速度允许误差：5%；. 制造条件及生产批量：中等规模机械厂制造，小批量生产。二电动机的选择1. 选择电动机（1）电动机类型和结构形式按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y 系列异步交流三相异步电动机，电压380V。（ 2）电动机容量卷筒轴的输出功率 Pw4Fv2400 1.0Pw2.4kw10001000电动机输出功率PdPd= Pw传动系统的总效率 =1233245式中 1，2 从电动机到圆

4、筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由表 2-4 查得 :V 带传动 1=0.96 ，滚动轴承 2=0.99 ，圆柱齿轮传动 3=0.97 ，弹性联轴器 4=0.99 ，卷筒轴滑动轴承 5=0.96 =0.96x0.99 3x0.97 2x0.99x0.96 0.83故 Pd= Pw = 2.4 2.89kW0.83电动机额定功率Ped，由第 20 章表 20-1 取 Ped=3kW(3) 电动机的转速nw = 60 1000v60 1000 1.060 r/minD3.14 320V带传动常用传动比范围i 1=24,两级圆柱齿轮传动比范围i 2 =860,于是电动机转速可选范围为nd =nw

5、i 1i 2=60x(24)x(860)=96014400r/min可见同步转速为1500r/min 和 3000r/min 的电动机均合适。为使转动装置的传动比较小，结构尺寸紧凑，这里选用同步转速为1500r/min的电动机，电动机参数如下表Y100L2-4 电动机参数额定功率 kW同步转速（ r/min ）满载转速（ r/min ）5315001420系统的总传动比 i=nm142023.67nw60根据 V 带传动比的常用范围00=2.5I =24,取 i于是两级圆柱齿轮减速器传动比i 减 =i/ i0=9.47对于两级展开式圆柱齿轮减速器i 1=(1.11.5) i 2，其中 i1 为

6、高速级2为低速级传动比。取1229.472.80传动比， ii =1.2 i, 于是 i=1.2i 1 =1.2x2.80=3.36传动比分配总传动比V带传动比高速级圆柱齿低速级圆柱齿轮轮23.672.53.362.80三. 计算传动装置的总传动比i并分配传动比1. 计算传动装置的运动和动力参数. 各轴的转速n0n电1420r / min0 轴P0Pd3kwP0T0955019.44N Mn06n1n0 / i0 1568 r / min轴p1P012.77 kwP1T1955046 .57 NMn1n2n1 / i1169.05r / min轴P2P1232.66kwP2T29550150.

7、27N Mn2n3n2 / i 260.38r / min轴P3P2232.55kwP3T39550403.32NMn3n4n360.38r / min轴P4P342.52KWT4P49550 398.58NMn40转速 r/min1420568169.0560.3860.38输入功率 kW2.892.772.662.552.52转矩 N? m19.4446.57150.27403.32398.58效率0.960.990.970.990.96传动比2.53.362.80四各传动轴轴径的初部拟定d A0 3 p nP为该轴的传输功率（见上表）n 为该轴的转速A0 为轴材料的许用扭转矩应力的选用系

8、数A0 （126103）7一般选用 45 钢 A0 取 120轴d1A03p11203 2.77 n20.35mmn1568轴d2A0p21202.6630.07mm3n23169.05轴d3A0 3p3120 3 2.5541.79mmn360.38轴d 4A0 3p4120 3 2.5241.62mmn460.38结合滚动轴承尺寸表（机械设计指导书180 页）取d1 30mm d2 40mm d 3 50mm五 .传动齿轮的设计选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1. 按简图所示的传动方案， 选用直齿圆柱齿轮传动， 软齿轮面闭式传动。2. 运输机为一般工作机器， 速度不高，故选用 7 级精度

9、 (GB10095-88)。83. 材料选择。由机械设计选择齿轮材料为 45 钢（调质）。4. 模数计算m (32 35)3 N（mm） ZnN为齿轮的传递功率Z 为大齿轮的齿数N为大齿轮的转数5. 各齿轮参数计算齿轮 2m2 (32 35) 3N 235 32.661.86 2.03mmZn25 568齿轮 1 和齿轮 2 能啮合，所以模数相等。取 m1 m2 2mm分度圆直径d 2m2 z222550mm齿根圆直径d2 f(z22ha2c )m2(252.5)245m m取 ha 1 c 0.25齿顶圆直径d 2 a(z22ha ) m2(252)254mm齿轮 1m1m22mm分度圆直径

10、d1m1 z122346mm9齿根圆直径d1 f( z12ha2c )m1(232.5)241mm取 ha 1 c 0.25齿顶圆直径d1a(z12ha )m1(232)250 mm齿轮 4m4 (32 35) 3N 435 32.66Z 4 n42.74 3.00mm25 169.05齿轮 3 和齿轮 4 能啮合，所以模数相同。取 m3 m4 3mmz450分度圆直径d 4m4 z432575mm齿根圆直径d4 f(z42ha2c )m4(252.5)367.5mm取 ha 1 c 0.25齿顶圆直径d 4 a(z42ha ) m4(252)254mm齿轮 3m3m43mm分度圆直径d 3m

11、3 z332060mm齿根圆直径10d3 f(z32ha2c )m3(202.5)352.5mm取 ha 1 c 0.25齿顶圆直径d3 a(z32ha )m3(202)366mm6. 计算轴的中心距轴和轴的距离d1 d250 168a1107mm22轴和轴的距离d3 d475 210a2142.5mm227. 计算齿轮的厚度Bd d齿轮 2B2d d115050mm齿轮 1B1=B2+(35)取 B1=B2+4=50+4=54mm齿轮 4B4d d317575mm齿轮 3B3=B4+(35)取 B3=B4+4=75+4=79mm8. 齿轮的机构设计小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用实心打孔式结

12、构大齿轮 2 的有关尺寸计算如下：11轴孔直径 d35.5mm轮毂长度l 与齿宽相等 l 50mmD31.6D480mm腹板中心孔直径D0da(10 14)mn522230mm轮毂直径轮缘厚度(D 0D 3 )D155mm20 10mm板厚度c(0.2 0.3) B10mm腹板孔直径 D2(0.25 0.35)( D3D0 )150mm齿轮倒角取 n2mm齿轮 2 如下图大齿轮 4 的有关尺寸计算如下：轴孔直径 d45mm12轮毂长度l 与齿宽相等l75mmD31.6D4120mm腹板中心孔直径D0da(10 14) mn752550mm轮毂直径轮缘厚度D1(D0 D3)(120 50)285

13、mm2010mm板厚度c(0.2 0.3) B16mm腹板孔直径 D2(0.25 0.35)( D3D0 )19mm齿轮倒角取 n2mm齿轮 4 图如下图所示139.齿轮传动参数表名称符单高速级低速级号位小齿轮大齿轮小齿轮大齿轮（3）（4）（1）（2）中心距amm142.5107传动比i3.362.80模数mmm32压力角o2020齿数Z20502369分度圆直dmm60754650径齿顶圆直damm66544154径齿根圆直dfmm52.567.5504514径齿宽b mm64605046材料45454545热处理状调质调质调质调质态齿面硬度HBS280280280280六滚动轴承的选择考虑

14、轴受力较小且主要是径向力，故选用深沟球轴承。根据轴的大小查机械设计指导书 180 也表 10-1 轴选用 6204轴选用 6206轴选用 6208各轴承参数表15轴承代号基本尺寸 /mm安装尺寸 /mm基本额定 /kNdDBr sdaDar es动载荷 Cr静载荷 Cor620220471412641112.86.65620630621613656119.511.562084080181.14773129.518.0寿命计算：轴承 62041. 查机械设计指导书表 10-1 ，得深沟球轴承 6204Cr12.8KNCor6.65KN2. 查机械设计得X=1, Y=03. 计算轴承反力及当量动载

15、荷：Fr 133.476Fr 2669.52N0.02524. 已知预期得寿命 10 年，两班制L10h281036558400h基本额定动载荷CrP 3 60nLh669.52 3 60 591.667 584008537.1KN Cr 12.8KN106106所以轴承 6204 安全，合格轴承 62061. 查机械设计指导书表10-1 ，得深沟球轴承620616Cr19.5KNCor11.5KN2. 查机械设计得X=1, Y=03. 计算轴承反力及当量动载荷：Fr 1Fte96.458Fr 20.075643.72 N22由于基本只受轴向载荷，所以当量动载荷：Pf p (xFryFa )1

16、.2(634.720)772.464KN4. 已知预期得寿命 10 年，两班制L10h281036558400h基本额定动载荷CrP 3 60nLh772.464 3 60 197.222 584006.829KN Cr 19.5KN106106所以轴承 6206 安全，合格轴承 62081. 查机械设计指导书表 10-1 ，得深沟球轴承 6208Cr29.5KNCor18.0KN2. 查机械设计得X=1, Y=03. 计算轴承反力及当量动载荷：17Fr 1Fte277.896Fr 20.1875741.056N22由于基本只受轴向载荷，所以当量动载荷：Pf p (xFryFa )1.2(74

17、1.0560)889.267KN4. 已知预期得寿命 10 年，两班制L10h281036558400h基本额定动载荷CrP 3 60nLh889.267 3 60 65.741 584005.451KN Cr 29.5KN106106所以轴承 6208 安全，合格七轴上零件位置的固定方式轴：由于高速轴齿根圆直径与轴径接近，将高速轴取为齿轮轴，使用深沟球轴承承载。轴：高速级采用齿轮轴，低速级用自由锻造齿轮，自由锻造齿轮上端用轴肩固定，下端用套筒固定，使用深沟球轴承承载。轴：采用自由锻造齿轮，齿轮上端用套筒固定，下端用轴肩固定，使用深沟球轴承承载，下端连接运输带，采用凸缘联轴器连接。各轴段长度直

18、径数据见下图18八键的设计和计算1. 键类型的选择选择 45 号钢，其许用挤压应力 p =150Mpa轴（查机械设计教材106 页表 6-1）左端连接弹性联轴器，键槽部分的轴径为16mm，轴段长 22mm，所以选择单圆头普通平键(A 型) 键 b=5mm,h=5mm,L=20mm轴19轴段长为 44mm，轴径为 35.5mm，所以选择平头普通平键（A 型）键 b=10mm,h=8mm,L=36mm轴轴段长为 62mm，轴径为 45mm，所以选择圆头普通平键（A 型）键 b=14mm,h=9mm,L=56mm右端连接凸缘联轴器，键槽部分的轴径为36mm，轴段长 40mm，所以选择单圆头普通平键(

19、A 型) 键 b=10mm,h=8mm,L=36mm2. 键类型的校核轴T=46.57N? m2T1000246.571000 pdkl16 2.5145.67 Mpa16则强度足够，合格p轴T=150.27N? m2T10002150.271000 pdkl35.5 458.79Mpa36则强度足够，合格轴T=403.32N? m ，2T10002403.321000 pdkl45 4124.48Mpa36则强度足够，合格 , 均在许用范围内。pp20九 V 带和皮带轮的设计1. 功率计算 查表 8-7取 K a 1.2Pca1.22.93.48KW2.V 带的选型查表8-11选择 A型 V

20、带3. 确定 V 带的基准直径并计算带速1. 查表 8-6 及 8-8 选小带轮直径为 dd 1 75mmdd1mn75 3.14 14202. 带速验算 v1000605.57m / s601000因为在 5m/s30m/s 之间，所以合适。dd 2ivdd 2150mm4. 确定 v 带的中心距1. 由公式 0.7(dd 1dd 2 ) a2(dd1dd 2 ) 初定中心距 a0=230mmLd 0 2a0(dd 1d d 2 )(dd 2dd 1)24a0819.36mm2由表 8-2选带的基准长度 ld=800mm计算实际中心距 a a0ldld 08008192230220mm25.

21、 计算小带轮包角211 1800(dd 2dd1 ) 57.30 o180o7557.30160.5o90o2206. 计算带轮根数1. 由 dd 175mm和mn1420r / min 查表 8-4a的 p0=0.68根据 nm=1420r/min,iv=2 和 A型带，查表 8-4b 的 po=0.03查表 8-5a的 K =0.95查表 8-2L的 K =0.85pr ( pop)K K L (0.68 0.03) 0.85 0.950.8733Pca3.48Z4pr0.8733V带传动主要参数名称结果带型Ada175mm带轮基准直径d a2150mm传动比2.5基准长度800中心距22

22、0根数4十联轴器的选择由于减速器载荷比较平稳，速度不高，无特殊要求，考虑装拆方便及经济问题，选用弹性套柱销联轴器22T4257.77m N选用 HL2型（ GB/T 5014-85 ）弹性套柱销联轴器，采用Y 型轴孔， C型键，轴孔直径d=2035mm,选 d=35mm,轴孔长度为 L=36mm十一 . 减速器附件的选择1. 箱体设计（参照机械设计 17 页表 2-2 ）名称符号参数设计原则箱体壁厚120.025a+3 =8箱盖壁厚1100.02a+3 =8凸缘厚度 箱座b181.5 箱盖b1151.5 1底座b2222箱座肋厚m10.20.85 地脚螺钉型号dfM160.036a+12数目n

23、4轴承旁联接螺栓直径d1M120.75 df箱座、箱盖联接螺栓直径尺寸d2M10（0.5-0.6）df轴承盖螺钉直径d38（0.4-0.5）df观察孔盖螺钉d46（0.3-0.4）df定位销直径d8（0.7-0.8）d2d1,d2 至外箱壁距离C122C1=C1mind2 至凸缘边缘距离C216C2=C2min23注释： a 取低速级中心距， a105mm2. 附件为了保证减速器的正常工作，除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外， 还应考虑到为减速器润滑油池注油、 排油、检查油面高度、 加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位、 吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。名称规 格

24、或作用参数窥视孔130 为检查传动零件的啮合情况，并向箱内注入润滑油，应在视孔盖100箱体的适当位置设置检查孔。图中检查孔设在上箱盖顶部能直接观察到齿轮啮合部位处。平时，检查孔的盖板用螺钉固定在箱盖上。材料为 Q235通气器通 气 螺减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大，塞为使箱内热胀空气能自由排出，以保持箱内外压力平衡，M18 不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件等其他缝隙渗漏，通1.5常在箱体顶部装设通气器。材料为 Q235轴承盖凸 缘 式固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷，轴承座孔两端轴承盖用轴承盖封闭。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种。图中采用六 角 螺的是凸缘式轴承盖，利用六角螺栓固定在箱体上，外伸轴栓（ M8） 处的轴承盖是通孔，其中装有密封装置。材料为HT200定位销M838为保证每次拆装箱盖时，仍保持轴承座孔制造加工时的精度，应在精加工轴承孔前，在箱盖与箱座的联接凸缘上配装定位销。中采用的两个定位圆锥销，安置在箱体纵向两侧联接凸缘上，对称箱体应呈对称布置，以免错装。材料为 45号钢油 面 指 油 标 尺 检查减速器内油池油面的高度，经常保持油池内有适量的24示器M12油，一般在箱体便于观察、油面较稳定的部位，装设油面指示器，采用 2 型油塞M