二级圆柱斜齿轮减速器说明书14672

1、传动装置总体设计方案 :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。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：图一 :（ 传动装置总体设计图 ）初步确定传动系统总体方案如 : 传动装置总体设计图所示。选择 V 带传动和二级圆柱斜 齿轮减速器（展开式）。a 1 25 32 4 5 0.96 0.995 0.9720.990.960.816； 其中： 1 为 V 带的传动效率 ,为每一对轴承的传动效率，为每一对齿轮啮合传动的效率，（齿轮为 8 级精度，油脂润滑。因是薄壁防护罩 采

2、用开式效率计算 ） 。为联轴器传动的效率，为平带传动的效率。电动机的选择从动机： n w 601000v/3.14D=39.8r/min3Tnw9.55 106 5.83kw1400 103 39.89.55 106电动机所需工作功率为： Pd PW 5.83kw 7.14kw d a 0.816综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为 Y132S 4的三相异步电动机， 额定功率为 7.5kw ，满载转速 nm 1440 r/min ，同 步转速 1500r/min 。方案电动机型号额定 功率 P ed kw电动机转速r min电机基本尺寸总传动同步转速满

3、载转速HDFEAB总传 动比总传动效率1Y132S-47.51500144013238108028036.2确定传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比由选定的电动机满载转速 n 和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比nm 1440为ia 36.2i 1 1.75，平带传动的传动比nw 39.8（2）分配传动装置传动比经查表按推荐的传动比合理范围，选 V 带传动的传动比i 2 1.02 ，二级圆柱斜齿轮减速器传动的高级传动比为if，if低级传动比为 i s ，且 f 1.2isif1.35，取 f 1.3 。is设齿轮总传动比为i b ，则有36.2 20.206,1.75 1.02i

4、ai bi f i si1i 2计算得 i f 5.135 ，i s 3.954. 计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速且 i f 1.3 isn nm /i1 1440/1.75 822.86 r/minn n /if 822.86/5.135 160.25 r/minn n / i s 160.25/3.95 40.57 r/minn = n 40.57 r/minnV n / i 2 40.57/1.02 39.77 r/min2)各轴输入功率P pd 17.50.96 7.13kWP p 2 3 7.130.990.976.84kWP P 2 3 6.84 0.99 0.976.

5、57 kWP P 2 4 6.570.99 0.99 6.44kWPV Pw P 5 6.44 0.96 6.12kW (3 各轴输入转矩T1=Td i1 1 Nm电动机轴的输出转矩 Td =9550 Pd =9550 7.5/1440=49.74Ndnmm所以： T 9550 P / n 95507.13/8822.86 82.75 Nm；同理：T 9550 6.84/160.259550 407.63N mT 9550 6.57/40.57 1546.55N mT 9550 6.44/40.57 1515.95 NmT V 95506.12/39.77 1469.6 Nm 运动和动力参数结

6、果如下表轴号电机P(KW)7.57.136.846.576.446.12N(r/min)1440822.86160.2540.5740.5739.77T( N.m)49.7482.75407.631546.551515.951469.6010.950.960.960.980.95i1.75 5.135 3.951.02设计带和带轮 确定计算功率查课本 P178表 9-9 得： KA 1.2Pca kA P 1.2 7.5 9.0Kw ,式中 KA为工作情况系数， P 为传递的额定功率 ,即 电机的额定功率。 选择带型号根据 Pca 9.0kw ， kA 1.2 ,查课本 P152表 8-8 和

7、P153表 8-9 选用带型为 B型带。 选取带轮基准直径 dd1,dd2查课本 P145表 8-3 和 P153 表 8-7 得小带轮基准直径 dd1 140mm ，则大带轮基准直径 d d2 i0 d d1 1.75 125 245mm 查表选取 245mm 验算带速 vdd nm140 1440V d1 m 140 1440 10.55m / s ，V在 530m/s范围内，带带速合适。60 1000 60 1000 确定中心距 a 和带的基准长度 L d由于,269.5 a0 770所以初步选取中心距 a：初定中心距 a0 500mm ，所以带长：2 (dd2 dd1 )Ld = 2a

8、0(dd1 dd2)d2 d11609.95 mm .查课本 P142表 8-2 选取基准长度2 1 24a0Ld 1600mm 得实际中心距aa0Ld Ld24891600 1609.952495mm 验算小带轮包角 11 180 dd2 dd1 180 168 90 ，包角合适。 1a 确定 v 带根数 z因 dd1 140mm ，带速 v 10.55m/ s ，传动比 i= 1.75查课本 P148 表 8-5a 或 8-5c 和 8-5b 或 8-5d, 并由内插值法得 p0 2.81kw ， p0 0.36kw查课本 P142表 8-2 得 KL =0.92，查课本 P154表 8-

9、8, 并由内插值法得 K =0.972.Pr (p0p0) k kl (2.81+0.36) 0.972 0.92 2.835KW由 P154 公式 8-22 得Z pPcra 29.81355 3.175故选 Z=3 根带。计算预紧力 F0查课本 P145 表 8-4 可得 q 0.18kg / m ，故 : 单根普通带张紧后的初拉力为 TOC o 1-5 h z Pca 2.52F0 500 ca （ 1） qv2 243.5Nzv k1168最小压轴力 FP min 2ZF0 sin 1 23243.5 sin1453 NP min 0 22齿轮的设计（一）高速级齿轮传动的设计计算 齿轮

10、材料，热处理及精度 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 （ 1 ） 齿轮材料及热处理材料：高速级小齿轮选用合金钢调质40Cr，齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数 Z1=27. 高速级大齿轮选用 45 钢调质，齿面硬度为 245HBS，大齿 轮齿数 Z 2=i Z1=139项目公式及依据结果齿轮小齿轮40C r 调质钢HBS=280HBS大齿轮45 调质钢HBS=245HBSP209H lim 1 690MPaH lim 2 580MPaP208F lim 1 560MPaF lim 2 500 MPaSP206SH 1SF 1.35NN=636028

11、60nN1 1.493 1098N2 3.11 108KNP207K HN1 0.86K HN 2 1.02P206K FN1 0.9K FN2 0.94 K N limS H 1 593.4 MPa H 2 =591.6MPa F 1=373.3 MPa F 2 =348.1 MPa齿面强 度校核计算d1tZ1 =27 Z 2 =139 ，初选 12 齿轮精度等级为 8 级32K tT1 u 1 ZH ZE 2d1tt 1 ( H E )21t d u H 确定各参数的值 :试选 Kt =2.2查课本 P217 图 10-30 选取区域系数 Z H =2.45 由课本 P215 图 10-2

12、11 0.79 2 0.87则 0.79 0.87 1.66d 0.8， = H1 H 2 =592.5 MPaZE 189.9MPad1t 58 .56 mmd1tn13.14 58.56 822.86 2.52m/s2.52m/s60100060 1000计算齿 宽b和 模数 mnt齿宽 b b= d d1t模数 mn 初选螺旋角 =12d1t cosmnt =Z1计算齿宽和高之比 bh齿高 h=2.25 mnt =2.25 2.12=4.77 mmbh =9.82计算纵向重合度=0.318 d 1tan =1.46b=46.848mm mnt =2.12mm，取 mn 2mm bh =9

13、.82=1.46计算载 荷系数 K载荷系数 : K H K A KV KH K HKF KAKV KF K F 使用系数 KA =1 根据 =2.52m/s,8 级精度 , 查课本由 P192 表 10-8 得动载系数 KV =1.15,查课本由 P194 表 10-4 得 KH 的计算公式 :KH =1.325查课本由 P195 表 10-13 得: K F =1.27查课本由 P194图10-8 得: K H =1.4， KF =1.4K H 2.133KF 1.935按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径Kd1 =d1t 3=57.76mmKt取 mn 2amn (z1 z2 ) a= n

14、 1 2 =169.7mm2cosa=170mm精求mn(z1 z2 )arccos2a12.4537符合要求确定 dmnz d cosd1 =55.3mm d2 =284.7mm确定 bb 2= d d 1 b1 = b 2 +5b1 =49mmb 2 =44.24mm, 取 整 b2 =44mm校核F2KT1YF YS YFbdmn查教材 200 页有：齿形系数 Y 2.572 Y 2.141 应力校正系数 Y 1.619 Y 1.829z1z2F1 144.63MPa F 1=373.3 MPa 合格 s当量齿数： zv1 3 =28.9 zv23 =148.5cos3cos3二） 低速

15、级齿轮传动的设计计算材料：低速级小齿轮选用合金钢调质 40Cr ，齿面硬度为小齿轮 270HBS。取小齿齿数 Z3 =25 低速级大齿轮选用 45 钢调质，齿面硬度为大齿轮230HBS ， Z4 = i s Z3 =3.95 25=99，取z4 98项目公式及依据结果齿轮小齿轮 40C r 调质钢HBS=270HBS大齿轮 45 调质钢HBS=230HBSP209 H lim 3 625MPaH lim 4 530MPaP208 F lim 3 530MPaF lim 4 330 MPaSP206SH 1SF 1.35NN=63602860nN 3 3.323 108N 4 8.413 107

16、KNP207K HN 3 0.94K HN 4 0.97P206K FN 30.91K FN 4 0.96 K N lim S H 3 587.5 MPa H 4 =514.1MPa F 3 =357.3 MPa F 4 =234.7 MPa齿面强 度校核计算d1tZ3 =25 Z 4 =98 ，初选 12 齿轮精度等级为 8 级d3t 96.18mm3d3t2KtT3 u 1 (ZHZE )23t d u H 确定各参数的值 : 试选 K t =2.0 查课本 P217 图 10-30 选取区域系数 Z H =2.45 由课本 P215 图 10-211 0.795 2 0.842则 0.7

17、95 0.842 1.637d 1， = H 3 H 4 =550.8 MPa2Z E 189.9MPad3tn33t 3 0.82m/ s60 1000计算齿 宽b和 模数 mnt齿宽 b b= d d3t模数 mn 初选螺旋角 =12d3t cosmnt =Z3计算齿宽和高之比 bh齿高 h=2.25 mnt =2.25 3.5=7.875 mmbh =12.21计算纵向重合度=0.318 d 3tan =1.69b=96.18mm mnt =3.76mm， 取 mn 3.5mm bh =12.21=1.69计算载 荷系数 K使用系数 KA =1根据 =2.52m/s,8 级精度 , 查课

18、本由 P192 表 10-8 得动载系数 KV =1.06,查课本由 P194 表 10-4 得 KH 的计算公式 :KH =1.468查课本由 P195 表 10-13 得: K F =1.355查课本由 P194图 10-8 得: K H =1.2， KF =1.2 故载荷系数 :K H KA KV KH K HK F K A KV KF K FK H 1.797K F 2.11按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径Kd3 =d3t 3=92.5mm，取 mn 3.5 mm3 3t K tnamn (z3 z4 ) a= n 3 4 =220.05mm2cos取 a=220mm精求mn(z3

19、 z4 )arccos2a11.9277符合要求确定 dmnz dcosd3 =89.43mm d4 =350.57mm确定 bb 4= d d 3 b3 1= b 4+5b3 =94mmb4 =89.43mm, 取整 b 4 =89mm校核F2KFT3YF YS YFbdmn查教材 200 页有：齿形系数 Y Fa32.62 Y Fa4 2.184 应力校正系数 YSa3 1.59 YSa41.788F 3 53.38MPa F 3 =357.3 MPa 合格齿轮号1234Z271392798M (mm)223.53.5()12.457312.457311.927711.9277d (mm)

20、5530284.7089.43350.57A (mm)170230da (mm)59.30288.7096.43357.57b (mm)49449489传动轴的设计初步选择球轴承 . 因轴承同时受有径向力和轴向力的作用 , 故选用角接触球轴承参照工作 要求并根据 dmin1（0.81.2）d 电30.4 45.6 ，取dmni 1 =35mm ，由轴承产品目录中初步选取 0 基本游隙组 标准精度级的深沟球轴承 7308AC 型.基本尺寸 /mm基本额定载荷 /KN轴承代号dDBCCo7308AC40902332.330.57310AC501102753.544.57311AC551202970

21、.560.51. 轴的设计计算轴力 轴的受力如下图： 其中，V 面：56RV122.5Fa1（56+157）RV2 （56+157+97.5）F P0 将数值代入计算得， RV2 =-1753NFr1RV1RV2FP 0得， RV1 1331.6N面：56F t1 (56+157)R H20将数值代入计算得， RH 2 791.1NRH1RH 2F t10得， RH1 2118N弯扭合成图根据轴所受的力和弯矩公式MFL计算轴上各受力点的弯矩，画弯矩图如图：按弯曲扭转合成应力计算轴的最小直径2 2 2 2M e M 2( T)2200.22(0.6 82.75)2206.3N.m 206300N

22、.m3dMee 32.52mm0.1 1其中，由课本 P355 表 15-1 查得：1 60MPa （轴材料为 45钢，调质处理。 ）取 d 38mm滚动轴承的设计 轴承受力如下图： 其中： F R1 RV12 RH12 2501.8NFR2RV2 RH 2 1923.2NFd1=e F R1 =1701.2NFd2 eFR2 1307 .8 NFd1+K a Fd 2 ,所以轴承 2被压紧，则Fa1 Fd1 1701.2NFa2 Fd1 K a 2365.9NP=fp(XF r YFa)，取 fp 1.1 对轴承 1： Fa1 e 0.68 ，查教材，有：FR1X1 1， Y1 0 所以P1

23、 1.1 (12501.8 01701.2 ) 2752N对轴承 2： Fa 2 1.81 e ，查教材，有：FR2X 2 0.41 ，Y2 0.87P21.1(0.411923.20.87 2365.9 ) 3131.6NP2P1，故用 P2 校核。LH10660n=42845.2h=7.43年，其中 C=40.2KN.轴承合格。箱体结构的设计 减速器的箱体采用铸造（ HT200 ）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量， 大端盖分机体采用 H 7 配合 .is6机体有足够的刚度 在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于 12m/s

24、，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油 池底面的距离 H 为 40mm为保证机盖和机座连接处密封， 联接凸缘应有足够的宽度， 联接表面应精创， 其表面粗糙 度为机体结构有良好的工艺性 .铸件壁厚为 10，圆角半径为 R=3 。机体外型简单，拔模方便 .对附件设计A 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进 行操作， 窥视孔有盖板， 机体上开窥视孔和凸缘一块， 有便于机械加工出支承盖板的表面并用 垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M6紧固B 油螺塞：放油孔位于油池最底处， 并安排在减速器不和其他部件靠近的一侧， 以便放油， 放

25、油孔用螺塞 堵住， 因此油孔处的机体外壁应凸起一块， 由机械加工成螺塞头部的支承面， 并加封油圈加以 密封。C 油标： 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出 .D 通气孔：由于减速器运转时， 机体内温度升高， 气压增大， 为便于排气， 在机盖顶部的窥视孔改上安装 通气器，以便达到体内为压力平衡 .E 盖螺钉： 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 钉杆端部要做成圆柱形，以免破坏螺纹 .F 位销： 为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度， 在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定 位销，以提高定位精度 .11. 润滑密封设计 对

26、于二级圆柱齿轮减速器， 因为传动装置属于轻型的， 且因齿轮 1 的转速超过 2m/s, 故选 择油润滑，箱体内选用 L-AN150 全损耗系统润滑用油，装至规定高度 .密封性来讲为了保证机盖和机座联接处密封，联接 凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗度应为 密封的表面要经过刮研。而且，凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 大, 并匀均布置，保证部分面处的密封性。附件标准件列表如下：序号名称数量材料标准代号B1起盖螺钉2Q235M10*20B2螺钉36螺钉 GB/T70.1-2008-M 8 10B3角接触球轴承2球轴承 7308AC GB/T-2007B4角接触球轴承2球轴承 7310AC G

27、B/T-2007B5键145键 16 30GB/T 1096-2003B6键145键 14 40GB/T 1096-2003B7封油圈1石棉橡胶纸B8螺钉145螺钉 GB/T70.1-2008-M1 6 18B9键145键 10 40GB/T 1096-2003B10毡圈2毡圈 90FJ145-79B11键145键 16 70GB/T 1096-2003B12毡圈2毡圈 110FJ145-79B13毡圈2毡圈 120FJ145-79B14角接触球轴承2球轴承 7311AC GB/T-2007B15键145键 18 64GB/T 1096-2003B16螺钉8Q235螺钉 GB/T70.1-2008-M6B17螺栓6Q235螺栓 GB/T5781-200