二级减速器毕业设计

1、二级减速器毕业设计 一、传动方案的总体设计1 二、传动装置的总体设计2 三、高速级大小齿轮的设计6 四、低速级大小齿轮的设计10 五、中间轴的设计及校核14 六、高速轴的设计及校核21 七、低速轴的设计及校核30 八、箱体的尺寸设计38 九、润滑油的选择40 结论42 参考文献43 一、传动方案的总体设计 设计热处理车间零件清洗用设备。该传动设备的动力由电动机经 减速装置后传至输送带。每日两班制工作，工作年限为8年。已知条 件：输送带直径D = 300,输送带速度每秒0.63米，输送带轴所需转 T = 700Nmo 1.1组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 1.2特点：齿轮相对于轴承不

2、对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀, 要求轴有较大的刚度。 1.3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）外传动为V带传动。 2）减速器为展开式二级圆柱齿轮减速器 1、电动机2、V带3、减速器 4、联轴器5、输送带带轮6、输送带 二、传动装置的总体设计 2.1、选择电动机类型 按已知的工作要求和条件选用Y型全封闭笼型三相异步电动机。 22、选择电动机功率 工作机所需的电动机输出功率为：P占 由于= 9550久 60 xl000u 9550久 60 x10006 9550龙) 久 45 由电动机至工作机之间的总效率为: 久=7 “; 对 mm 式中:

3、7、“八3、八7、“6分别为带传动、齿轮传动的轴承、 齿轮传动、联轴器、卷筒轴的轴承及卷筒的效率，取7. = 0.96 , ?72 = 0.99 , 3=97, 74 = 0.97 , rj5 = 0.98 , t6 = 0.96 o 则 % = 0.96 x 0.993 x 0.972 x 0.97 x 0.98 x 0.96 = 0.80 所以 Pd = 60 x1000 = 60 x1000 x700 x0.63 = 3 点河 9550;r) 网9550 xx 300 x 0.80 23、确定电动机转速 卷筒轴的工作转速代严 60 xQOO7V 7UD .60 x1000 x0.63 /

4、rx300 =403 /-/min 推荐的合理传动比范围，取V带的传动比，严24,单级齿轮传动比 _35,则合理总传动比范围为, = 18100,故电动机转速可选范围 为: = (18-100)x403 =(722 4013) “min 符合这一范围的同步转速有750/-/min , 1000r/min , 1500r/min 3000 “min再根据计算出的容 由附录8附表厶=101 10 = 91”，根据表 10-4厶系列值中取得L = 90/777/7 9取键长厶=L-b = 78mm 根据挤压强度条件，键的校核力: 47； _ 4x267.3x10 顾一 42x8x51 = 623MP

5、db = 408MPdb 所以所选 tLbxhxl = 12x8x51 9 bxhxl = 12x8x78 o 47； _ 4x267.3x10, 硕一 42x8x78 六、高速轴的设计及校核 6.1 选择轴的材料 选择轴的材料并确定许用应力，选用45钢正火处理，由表10-1 查得强度极限为：久=600MM,由表10-3查得许用弯曲应力 ah=55MPa o 62、确定轴的输出端直径 按扭转强度估算轴输出直径，由表10-2取C=110,则: 考虑有键槽，将直径增大3% 5% 9 贝id = 25mm o 6.3, 轴承部件的结构设计 为方便轴承部件的装拆，减速器的机体采用部分式结构，该减速 器

6、发热小，轴不长，故轴承釆用两端固定方式，按轴上零件的安装顺 序从轴的最细处开始设计。 、轴段 轴段上安装带轮，此段轴的设计应与带轮轮毂轴孔设计同步进 行，已算得轴段的轴径心 =25mm。 且带轮轮毂的宽度范围为： (1.5 2.0)4 = (1.5 2.0)x25/77/77 = 37.5“” 50/77/7/ 取带轮轮毂宽度厶=50枷，轴段的长度略小于毂孔宽度，则取 (2) 、密封圈与轴段 在确定轴段的轴径时，应考虑带轮的轴向固定和密封圈的尺 寸，带轮用轴肩定位，轴肩高度: h =(0.07 0.1)% =(0.07 0.1) x 25/77/77 = 1 J5mm 2.5mm 轴段的轴径(

7、人=4 + 2力=% + 2 x (1.75 2.5)= 2.85 30mm ,最 终由密封圈确定，该处轴的圆周速度小于3?/s,可选用毡圈油封, 査附表 6.1 选毡圈 30 JB/ZQ 4606-1997 ,则 d2= 30”。 (3) 、轴承与轴段及轴段 初选6208囚型深沟球轴承，轴段上安装轴承，其直径应符合轴 承内径系列。 已知轴承内径d = 40“，外径D = 80/77/7/,宽度3 = 1,故取轴 段的直径严40，轴承采用脂润滑，需要用挡油环阻止箱体内润 滑油溅入轴承座，为补偿箱体的铸造误差和安装挡油环，轴承靠近箱 体内壁的端面距离箱体内壁的距离取挡油环的挡油凸缘内侧面凸 出箱

8、体内壁 2mm o 可取挡油环轴孔宽度初定为B严15，贝! Z=B + B =18 + 15 = 33mm 通常一根轴上的两个轴承应取相同型号 则d1 = 40mm 9 Lj =B + B, =18+15 = 33mm (4) 、齿轮与轴段 该段轴上安装齿轮，为了便于齿轮安装，心应略大于3,可初定 d5 = 45”， 则由机械设计手册査得： 该处键的截面尺寸为方X = 14/27777 X 9imil ,则根据表10 - 4 11轮毂键槽 深度为 t = 3.8/wn o 则该处齿轮上齿根圆与毂孔键槽顶部的距离: 门(L f 67.5 45、 e =人=3.8 mm = 7Amm 2.5x3.

9、2 = Smm 22 1 V 22丿 故该轴设计成齿轮轴，则有： d5 = d f = 61.5mm 9 厶=% = 75mm (5) 、轴段和轴段的设计 该轴段的直径可取略大于轴承安装尺寸，=仇=48”， 齿轮右 端面距箱体内壁距离为亠，则轴段的长度： 厶= + -E =(12 +10-15)” = 7川 轴段的长度: 厶=B+Z?! -B)=(224+12-10-75-15)/?7/zz = 106/77/7? (6) 、轴承的长度 该段轴的长度除与轴上的零件有关外，还与轴承座宽度及轴承端 盖等零件有关，轴承座宽度为Zr=5+q+C2+(58)“，由表4-1可知 下箱座壁厚6 = 0.02

10、5 +3 = 0.025x 174+3 = 7.35mm Smm ,则取=8mm , a +,=174 + 192 = 366mm 31.67mm 所以该高速轴是安全的。 66、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 60从p丿 载荷的作用，所以厂巴，取*3,按最不利考虑，则有 =J(513.7)+(1412町 + 670.2 = 2173N 则: 106 / 、 C 3 106 f 29.5xl03 ) 60n3 X 60 x436.36 2173 =95654/? 所以该轴上轴承是适合要求的O 67、键的设计与校核 根据d=25mm, T严TJ.32Nm,确定V带轮选铸

11、铁ET200, 由附表5.142取(22 30),取键/?x/? = 8x7 釆用A型普通键:键校核为厶=48 - 8 = 40mm 根据表10 -4中厶系列的取值得L = 40mm ,综合考虑取/ = 32 则得: =55MPa 47.52x(1 + 5%) = 49.896“ 73、结构设计 轴承部件的结构设计：该减速器发热小，轴不长，故轴承用两端 固定方式，按轴上零件安装顺序，从最小轴径处开始设计。 (1).联轴器及轴段 轴段上安装联轴器，此段设计应与联轴器的选择同步进行，为 补偿联轴器所连接两轴的安装误差,隔离振动,选用弹性柱销联轴器, 査表6-7取K = 1.35, 则计算转矩 Tc

12、=KT = .35x 770070N mm = 1040?/ m 由附表9.4查得他4型弹性柱销联轴器符合要求：公称转矩 1250N-W,许用转速2800 min,考虑J 49.896/h/h ,取联轴器毂孔直径 为50”，轴孔长度为84“，贝!)相应的轴段的直径为= 50mm ,其 长度略小于毂孔长度取厶 =82” o (2)、密封圈与轴段 在确定轴段的轴径时，应考虑联轴器的轴向固定及轴承盖密封 的尺寸，联轴器用轴肩定位，轴肩高度/? =(0.07 0.1)4 =3.55肋 则轴段的轴径： d2 =山 + 2h = 57 60mm 9 最终由密封 确定，该处轴的圆周速度小于3仆，则可选用毡

13、油封, 由附表6.1得(厶=60” o (3) 、轴承与轴段及轴段的设计 轴段及轴段上安装轴承，其直径应便于轴承安装，又符合轴 承内径系列，选用轴承6213121,轴承内径 =65劝，外径120，宽 度B = 23m,故严65”“，轴承釆用脂润滑需要挡油环，挡油环宽度 初定为B” 故厶=B + B】 =23 + 15 = 38”。 通常一根轴上的两个轴承取相同的型号，故db=65mm。 (4) 、齿轮与轴段 该段上安装齿轮4,为便于齿轮的安装，心应略大于-可初定 为心=68枷，其右端采用轴肩定位，左端采用套筒定位，为使套筒端 面能够顶到齿轮面，轴段的长度应比轮毂略短，故取厶=94”。 (5)、

14、轴段 轴段为齿轮提供定位和固定作用，定位轴肩的高度为: h = (0.07 0.1)心=4.76 6.8/77/7? 取 /? = 5nun ,则 = 78”， 齿轮左端面距箱体内壁距离严纠+字 =10+斗兰=12.5叫 取轴段的长度厶4 = 一仿 + 一 B = 224 12.5 96 +12 15 = 925劝 (6).轴段与轴段的长度 箱体外壳应与联轴器有一定空隙，故取厶二50“ 轴段的长度 A6=B + A + A4 =23 + 12 + 12.5 = 47.5mm 74、绘制低速轴草图 低速轴草图如图7-1所示 图7-1 低速轴草图 75、校核该低速轴和轴承 已知：/, = 83/,

15、 = 166? l3 = 143.5mm 作用在圆周上的圆周力: 27； = 2x7.7x10-=534?2jv d4 288 径向力： Fr=Ft tana = 5347.2xtan20 = 1946.22V F = Fo=0.25x2x72，（）=1492.2/V 求垂直面的支承力: Fr-FXv = 1946.2-1297.5 = 648.72V 计算垂直弯矩: = f；v/2 =648.7xl66 = 107684.2Armm Mav 1 =砧=1297.5 x83 = 107692.5N mm 求水平面的支承力: 166x5347.2 =3564g/v /,+/283 + 166 F

16、w = 5347.2-3564.8 = 1782.4N 计算、绘制水平面弯矩图: M an = FHl = 3564.8 X 83 = 295878.4 - mm MaU * = F1Hl2 = 1782.4x 166 = 295878.4/V mm 求F在支点产生的反力: 耳尸=几 + F = 860 +1492.2 = 23522V 求F力产生的弯矩: M*.二尸厶=1492.2x143.5 = 2141307N劲 MmF = 7=860 x83 = 713802V mm 求合成弯矩图（图7-2）: 图7-2 低速轴合成弯矩图 考虑最不利的情况；把M屛与JaC+mJ相加 = 71380 +

17、 J（107684.2+（295878.4） = 386244.9N” 则爲=M 卄.+JAC2+M；2 = 71380 + J（ 107692.5）+（295878.4）， = 386247.8jVm/n 求危险截面当量弯矩 由图可见 用处截面最危险，其当量变矩为：（取折合系数 a = 0.6 ） M 严 打+(a7j =J(386244.9) +(0.6 x 7.7 x 10) = 6021877V 皿 计算危险截面处轴的直径: 考虑到键槽的影响，取J = 1.05x47.8 = 50.19mm 因为 = d ,所以该轴是安全的。 76、轴承寿命校核 轴承寿命可由式侶斗C进行校核，由于轴承

18、主要承受径向 60 I p 丿 载荷的作用，所以厂巴，取*3,按最不利考虑，则有 =J(1297.5+(3564.8) + 860 = 46536N x 60 x40.4 106 57.2xlO3 .4653.6 =767684.4/z 所以轴上轴承是适合要求的。 77、键的设计与校核 根据 “=50mm y d5 = 68mm ,九=7.7 x 10 N 加 査附表514【气 d（50d5 （65 75） 则取键x = 16x10 9 bxh = 20 x2 因为齿轮的材料为45钢，査附表105得q=100-120MM, /, =70 16 = 54mm ,取键长厶=64” 9 厶=96 -

19、 6 - /? = 90 - 20 = 70mm 9 取键 长厶=70 mm 根据挤压强度条件，键的校核力: 所以所选 ._ 47； _4x7.7xlO5 pl50 x10 x54 _4x7.7xl05 68x12x70 位 bxhxl = 16x10 x54 9 =114MPa b = 53.9MR/vb bxhxl = 20 x12x70 o 八、箱体的尺寸设计 两级展开式圆柱齿轮减速器箱体的主要结构尺寸列于下表7-1: 名称 代号 尺寸/mm 高速级中心距 174 低速级中心距 192 下箱座壁厚 6 8 上箱座壁厚 q 8 下箱座部分面处凸圆厚度 b 12 上箱座部分面处凸圆厚度 b 12 地脚螺栓底脚厚度 p 20 箱座上的肋厚 8 箱盖上的肋厚 8 地脚螺栓直径 M20 底脚凸缘尺寸（扳手空间） 厶 32 l2 30 地脚螺栓数目 n 4 轴承旁连接螺栓（螺钉）直径 g M16 上下箱连接螺栓（螺钉）直径 d2 M12 箱缘尺寸（扳手空间） ci 20 * 16 轴承盖螺钉直径 MS 圆锥定位销直径 血 8 减速器中心高 H 210 轴承旁凸台高度 h 55 轴承旁凸台半径 16 轴承端盖（轴承座）外径 d2 120, 120, 160, 箱体外壁至轴承座端面的距离 K 50 大齿轮顶圆