对辊成型减速器说明书

1、课程设计设计题目：对辊成型减速器 内装：1.设计计算说明书一份2. 减速器装配图一张3. 输入轴轴零件图一张 4低速轴齿轮零件图一张学院：徐海学院班级：机械13-3班设计者：秦晋指导老师：黄嘉兴老师完成日期：2016年8月15日设计题目：NGW （2K-H负号机构）行星减速装置设计一、意义与目的NGW（2K-H负号机构）行星传动装置（减速器）与普通轮系传动装置相比 较具有重量轻、体积小、传动比大、承载能力大及传动效率高等优点。同时；设计繁锁、结构复杂、加工制造精度高等要求又是其缺点。但随着人们对其传动的深入了解，结构设计的完善，加工手段的不断提高，（2K-H负号机 构）行星传动装置日益成为矿山

2、机械广泛采用的一类传动装置， 在采掘机械上表 现尤为突出。本次课程设计，安排学生在完成了本科机自专业所有基础课、 专业课学习的基础后进行，训练学生，达到应具有完成此类机械传动装置设计、 加工工艺编制 的一般水平。在教师的指导下，通过本次课程设计，达到分析、解决问题、动手设计及其 他相关能力的锻炼提高，为后续毕业设计打好基础。二、要求与安排1、学习行星传动运动学原理，掌握 2K-H 机构的传动比计算、受力分析、 传动件浮动原理。2、学习、应用、熟悉掌握 CAD 技能，达到能熟练、灵活运用的程度。3、参考、运用有关书籍、刊物、手册、图册，了解 2K-H 行星传动装置（减 速器）的基本结构及技术组成

3、的关键点。4、按所给有关设计参数进行该传动装置（减速器）的设计。1）齿数的选择：传动比及装配条件、同心条件、邻界条件的满足。2）了解各构件的作用力及力矩的分析，进行“浮动”机构的选择。3）参考设计手册根据齿轮、轴、轴承的设计要点进行有关设计计算。4）按有关制图标准，绘制完成教师指定的行星传动装置（减速器）总图、 部件图、零件图，书写、整理完成设计计算说明书。5、对于所设计的典型零件结合所学有关加工工艺知识编写一个零件加工工艺6、行星传动装置（减速器）总图选择合适比例采用A1 号图面绘制，主要技术参数（特征）、技术要求应表达清楚，在指导教师讲授、指导下标注、完成 总图所需的尺寸、 明细及图纸的编

4、号等各类要求。 按零件图要求完成零件图纸的 绘制，提出技术要求，上述图纸总量不应少于折合： A0 图纸一张。三、 设计题目主要参数：预期寿命10年，平均每天工作1216小时设计一台对辊成型减速器，采用多级（三级）传动。已知电 315KW ，输入 转速：n=960r.p.m,最少有一级2K-H行星传动输出转矩，输出转速 四、传动比的计算及分配（1 ）计算总传动比输入转速 取输出转速n仁总传动比为54（2）传动比分配根据传动比范围取取低速级行星齿轮传动比i3=6。对于前两级二级直齿减速器，为保证其高低级大齿轮浸油深度大致相近， 其传动比一般要满足式：取系数1.3总可得：第一级直齿传动比i仁4;第二

5、级直齿传动比i2=3（3）传动装置的运动、动力参数计算各轴转速各轴功率联轴承齿轴承齿各轴转矩（4）齿形为渐开线直齿，外啮合最终加工为磨齿，7级精度；内啮合为最终加工为插齿，7级精度，采用不变位齿轮传动。五、齿轮传动的设计计算（一）高速级直齿圆柱齿轮的基本参数及强度计算1. 选择齿轮的材料，确定许用应力小齿轮选用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度5862HRC取硬度值60HRC 大齿轮选用40Cr调质，齿面硬度241286HBW 取硬度值260HBW2. 初步计算传动的主要尺寸小齿轮传递转矩为Ti=3102260N mm试选载荷系数K=1.4 由表8-18，取齿宽系数© d=0.6由表

6、8-19，查得弹性系数Ze=189.8对于标准直齿轮,由图9-2查得节点区域系数Zh=2.49齿数比u=ii=4 确定齿轮齿数。初选 乙=20,取 =77(8) 重合度端面重合度为轴向重合度为=0.318 © d Z itan B =0由图8-3查得重合度系数Ze =0.87(9) 许用接触应力由图8-4e、a查得接触疲劳极限应力为 c Hlim1=715MPa, c Hlim2=567MPa小齿轮与大齿轮的应力循环次数分别为N 1=60niaLh=60X 960X 1.0 x( 10X 300X 14) =2.42 X 109N 2= N1/i 1=2.42 X 108/3.64=

7、6.6 X 108由图8-5查得寿命系数Zn1=1.00, Z n2=1.03,由表8-20取安全系数S=1.0，则小 齿轮的许用接触应c H1= Zn1 c Hlim1/S H= =746MPa大齿轮的许用接触应力c H2= Z N2 c Hlim2/S H=609MPa取c H=746MPa初算小齿轮的分度圆直径d1t,得3. 确定传动尺寸(1) 计算载荷系数由表8-21查得使用系数Ka=1.25可兀d1trh江疋69.55汶96060 100060 1000因 v Jm/s=3.5m/s由图8-6查得动载荷系数=1.27,由图8-7查得齿向载荷分配系数=1.64，由表8-22查得齿间载荷

8、分配系数=1.02，则载荷系数为K=1.27 X 1.64 X 1.09 X 1.02=2.32进行修正,(2) 对进行修正因K与Kt有较大差异，故需对由Kt计算出的即(3) 确定模数m按表 8-23，取 m=8mm(4) 计算传动尺寸中心距为d 仁392.4mm分度圆直径为取4. 校核齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度条件为(1) K、T m和d1同前(2) 齿宽 b= =110mm(3) 齿形系数Yf和应力修正系数Ys。由图 8-8 查得 Yf1=2.66，Yf2=2.18，由图 8-9 查得 Ys1=1.59，Ys2=1.81(4) 由图8-10查得重合度系数丫=0.68(5) 许用弯曲应

9、力由图8-4f、b查得弯曲疲劳极限应力为 (T FLim1=296MPa, c FLim2=211MPa由图8-11查得寿命系数Yni= Yn2=1,由表8-20查得安全系数Sf=1.40，故5. 计算齿轮传动其他几何尺寸齿顶高齿根高全齿高顶隙齿顶圆直径为齿根圆直径为（二）中间直齿圆柱齿轮的基本参数及强度计算1. 选择齿轮的材料，确定许用应力小齿轮选用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度5862HRC取硬度值60HRC大齿轮选用40Cr调质，齿面硬度241286HBW 取硬度值260HBW2. 初步计算传动的主要尺寸小齿轮传递转矩为T2=N mm试选载荷系数Kt=1.4 由表8-18，取齿宽系数

10、© d=0.6由表8-19，查得弹性系数Ze=189.8(5) 对于标准直齿轮,由图9-2查得节点区域系数Zh=2.5齿数比u=i2=3确定齿轮齿数。初选=24,取 =72(8) 重合度端面重合度为轴向重合度为=0.318 © d Z itan B =0由图8-3查得重合度系数Ze =0.86(9) 许用接触应力由图8-4e、a查得接触疲劳极限应力为 c H"m3=715MPa, c Hlm4=567MPa 小齿轮与大齿轮的应力循环次数分别为N 3=60rbaLh=60X 263.7 X 1.0 x( 10X 300X 14) =6.65 X 109M= Ns/i

11、 2=2.375 X 108由图8-5查得寿命系数Zn3=1.03, Zn4=1.09,由表8-20取安全系数Sh=1.40 ,贝U小 齿轮的许用接触应力c H3= ZN3c Hiim3/Sh=1.03 X 715MPa/1=736.45MPa大齿轮的许用接触应力 c H4= Zn4c Hiim4/Sh=1.09 X 567MPa/仁618.03MPa取c H=736MPa初算小齿轮的分度圆直径dat,得3. 确定传动尺寸(1) 计算载荷系数由表8-21查得使用系数K=1.35：d3tr260 1000二 241.34 263.760 1000m / s 二 3.33m/ s由图8-6查得动载

12、荷系数 =1.19,由图8-7查得齿向载荷分配系数=1.39，由表8-22查得齿间载荷分配系数=1.05，则载荷系数为(2) 对进行修正因K与Kt有较大差异，故需对由Kt计算出的进行修正,即(3) 确定模数m按表 8-23，取 m=10mm(4) 计算传动尺寸中心距为分度圆直径为取4. 校核齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度条件为(4) K、T2、m 和 d3 同前(5) 齿宽 b= =147mm(6) 齿形系数Yf和应力修正系数Ys。由图 8-8 查得 Yf3=2.4，4=2.19，由图 8-9 查得 Ys3=1.67，Ys4=1.80(4) 由图8-10查得重合度系数丫=0.67(5) 许用

13、弯曲应力由图8-4f、b查得弯曲疲劳极限应力为 (T FLim3=296MPa, c Fum4=211MPa由图8-11查得寿命系数Yn3= 1.03Y n4=1.09,由表8-20查得安全系数Sf=1.00，故5. 计算齿轮传动其他几何尺寸齿顶高齿根高全齿高顶隙齿顶圆直径为齿根圆直径为（三）低速级行星齿轮传动1. 配齿计算：查表7-3选择行星轮数目本设计采用不等角度变位齿轮啮合，提高了齿轮的承载能力，配齿方案时，现考虑到该行星齿轮传动的外廓尺寸，故选取第一级中心齿轮数为Za二23,和行星齿轮数为。齿数选择满足以下条件：传动比条件一，取对内齿轮齿数进行圆整后，此时实际的传动比与给定的传动比稍有

14、变化, 是必须控制在其传动比误差范围内。实际传动比为其传动比误差根据同心条件（各齿轮模数相同）条件可求得行星齿轮C的齿数为所求得的Zc适用于非变位或高度变位的行星齿轮传动安装条件（整数）2. 材料选择及热处理方式太阳轮与行星轮：选用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度5862HRC取值60HRC由图8-4得接触疲劳极限应力弯曲疲劳极限应力3. a-c齿轮按接触强度初算按弯曲强度的初算公式输入转矩T3=N mm查表17.2-16得 载荷不均匀系数 Kc=1.150查表10-2得 算式系数Km=1.22,使用系数，综合系数,载荷分布不均匀系数，则，齿形系数则模数啮合齿轮中心副中a-c标准中心距a为4

15、.行星轮的几何尺寸行星轮太阳轮内齿轮分度圆直径齿顶咼齿根高齿全高齿顶圆直径外啮合内啮合齿根圆直径外啮合内啮合5.装配条件的验算对于所设计的双级2X-A型的行星齿轮传动应满足如下装配条件(1) 邻接条件 按公式验算其邻接条件，即已知低速级的和n厂3代入上式，则得满足邻接条件(2) 同心条件按公式已知低速级，满足同心条件(3) 安装条件按公式验算其安装条件，即得 (整数)满足安装条件6传动效率的计算2X-A型的基本行星齿轮传动效率为在转化机构中，其损失系数等于啮合损失系数和轴承损失系数XXX和。即八、mn其啮合损失系数之和为转化机构中中心轮bl与行星齿轮cl之间的啮合损失转化机构中中心轮al与行星

16、齿轮cl之间的啮合损失式中Z1齿轮副中小齿轮的齿数Z2齿轮副中大齿轮的齿数啮合摩擦系数，取0.08 查图16.2-10得外啮合重合度内啮合重合度=0.001579511则综上所述，总的传动效率为 尬 1=0.97116由此可见，该行 星齿轮传动效率高，满足使用要求。六、齿轮传动强度的校核计算校核齿面接触应力的强度计算，大小齿轮的计算接触应力中的较大H值均 小于其相应的许用接触应力:Hp，即H ：:Hp1. 外啮合齿轮副中接触强度的校核（1）使用系数查表6-7的（2）动载荷系数考虑齿轮的制造精度，运转速度对轮齿内部附加动载荷影响的系数，查图6-6可得（3）齿向载荷分布系数考虑沿齿宽方向载荷分布不

17、均匀对齿面接触应力影响的系数，该系数主要与齿轮加工误差，箱体轴孔偏差，啮合刚度，大小齿轮轴的平行度，跑合情况 等有关。查表6-8得一 一（4）齿间载荷分配系数齿间载荷分配系数是考虑同时啮合的各对齿轮间载荷分布不均匀影响的系数。它与齿轮的制造误差，齿廓修形，重合度等因素有关。查表6-9可得（5）行星齿轮间载荷分配不均匀系数考虑在各个行星齿轮间载荷分配不均匀对齿接触应力影响的系数。它与转臂X和齿轮及箱体精度，齿轮传动的结构等因素有关。查表取（6）节点区域系数考虑到节点处齿廓曲率对接触应力的影响，并将分度圆上的切向力折算为节圆上的法向力的系数。由图6-9得（7）弹性系数考虑材料弹性模量E和泊松比对接

18、触应力影响的系数，查表 6-10可得（8）重合度系数查图6-10得（9）螺旋角系数考虑螺旋角造成的接触线倾斜对接触应力影响的系数。Z =，取Z为 1.00（10）最小安全系数考虑齿轮工作可靠性的系数，齿轮工作的可靠性要求应根据重要程度，使用场合等。查表6-14得（11）接触强度计算的寿命系数考虑齿轮寿命小于或大于持久寿命条件循环次数时，它与一对相啮合齿轮的材料，热处理，直径，模数和使用润滑剂有关。查表6-12得（12） 润滑油膜影响系数，齿面间的润滑油膜影响齿面的承载能力。查表6-14得（13）齿面工作硬化系数查图6-20得（14）接触强度尺寸系数查表6-15得分度圆上的切向力 根据公式计算低

19、速级外啮合齿轮副中齿面接触应力，即外啮合齿轮副中许用接触应力为V满足接触疲劳强度条件2. 外啮合齿轮副中弯曲强度的校核（1）齿向载荷分布系数按公式计算（2）齿间载荷分配系数按公式计算（3）行星齿轮间载荷分配系数 查表得（4）太阳轮、行星轮齿形分布系数查图6-22得（5）太阳轮、行星轮应力修正系数查图6-24得（6）重合度系数查表得（7）螺旋角系数查图6-25得（8）齿形系数查表6-17得(9) 太阳轮、行星轮的相对齿根圆角敏感系数查图6-33得(10) 最小安全系数查表6-11得根据公式计算齿根弯曲应力取按公式计算许用弯曲应力已知查图16.2-27得寿命系数，齿轮的应力修正齿数a-c满足齿根弯

20、曲强度条件3. 齿轮内啮合齿轮副中接触强度的校核校核上啮合齿轮副中弯曲强度校核可以忽略，主要表现为接触强度的计算,与高速级外啮合齿轮副中的强度相似。已知，计算内齿轮c1的接触许用应力计算行星齿轮的许用接触应力满足接触疲劳强度条件七、轴的设计与计算1、电动机的选择：YR 系列：IP23 YR400-6 P=315KW n=984r/min2、轴的设计（1）高速轴：高速轴的传递功率，转速小齿轮分度圆直径,齿轮宽度高速轴的材料选用45钢，调质处理，由表9-8取C=135d -计算轴的最小直径并加大3% -5以考虑键槽的影响d=,取 d=90mm确定各轴段的直径和长度：1段：2段：第二段轴装轴承端盖，

21、用以使轴承轴向定位以及密封，取其长度为 273mm3段：，4段：中间轴：中间轴的传递功率，转速小齿轮分度圆直,大齿轮分度圆直径齿轮宽度中间轴的材料选用45钢，调质处理，由表9-8取C=100d取 d=117mm确定各轴段的直径和长度：1段：2段：3段：，4段：5段：(3)低速轴：低速轴的传递功率，转速小齿轮分度圆直径,齿轮宽度中间轴的材料选用45钢，调质处理，由表9-8取C=105d - 取 d=153mm确定各轴段的直径和长度：1段：2段：3段：，4段：5段：6段：八、润滑油的选择润滑油选用N320重负荷工业齿轮润滑油九、总结通过本次设计我对减速器的工作原理以及各种工作机构有了很全面的认识，更对机械传动中的电动机、齿轮、轴、轴承、联轴器、键、箱体等都很做了认真的分析计算和选取，是对一个机械学习者的初次挑战， 整个设计过程中每个人都是很辛苦的， 但它是对今后学习 生活的一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力， 课程设计是培训学生运用本专业所学的理论知识和专业知识来 分析解决实际问题的重要教学环节， 是对三年所学知识的复习和巩固。 同样，也促使了同学们的相互探讨，相互学习。此次设计让我明白了 一个很深刻的