展开式二级圆柱齿轮减速器设计方案.docx

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1、展开式二级圆柱齿轮减速器设计方案第一章绪论减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式传动装置,用来降低转速并相应地增大转矩。此外,在某些场合,也实用作增速的装置,并称为增速器。减速器的种类不少,这里我们涉及圆柱齿轮组成的减速器,最普遍的是展开式二级圆柱齿轮减速器,它是两级减速器中最简单、应用最广泛的一种。二级圆柱齿轮减速器分为展开式、分流式、同轴式,i=840,用斜齿、直齿、人字齿。两级大齿轮直径接近,有利于浸油润滑。轴线可以水平、上下、垂直布置。它的齿轮相对于支撑位置不对称，当轴产生变形时.,载荷在齿轮上分布的不均匀，因此,轴应设计的具有较大的刚度,并使齿轮远离输入端或者输出端。我们通过对减速器

2、的研究与设计,我们能在另一个角度了解减速器的结构、功能、用途和使用原理等,同时,我们也能将我们所学的知识应用于实践中。在设计的过程中,我们能正确的理解所学的知识,而我们选择减速器,也是因为对我们过控专业的学生来说,这是一个很典型的例子,能从中学到不少知识。我们本次设计的题目是二级圆柱斜齿轮减速器,我们对这次设计的对象有了更深入的了解。此外,我们通过设计可以更加详尽的了解各部分的功能和设计要求,比如,带轮的设计、齿轮的设计及轴的设计、箱体的各部份零件的尺寸计算等等。同时,我们还要选取其它附属部件,如键、轴承、联轴器等。在本次设计中,我们将运用CAD辅助绘图,这也给我们带来了极大的便利。第二章展开

3、式二级圆柱齿轮减速器的设计1、设计题目用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器。传动装置简图如下图所示。1电动机2V带传动3展开式双级齿轮减速器4-连轴器5底座6-传送带鼓轮7传送带带式运输机数据运输机工作轴转矩T=800运输带工作速度v=1.4运输带滚筒直径D=400mm工作条件单班制工作,空载启动,单向、连续运转,工作中有轻微振动。运输带速度允许速度误差为5%。使用期限工作期限为十年,检修期间隔为三年。生产批量及加工条件小批量生产。2、设计任务11选择电动机型号；(2确定带传动的主要参数及尺寸；(3设计减速器；(4选择联轴器。3、具体作业(1减速器装配图一；(2零件工作图二(大齿轮,输出轴

4、；(3设计说明书一份。4、数据表运输机工作轴ET800850900950800850900800850900运输带工作速度v1.21.251.31.351.41.451.21.31.551.4运输带滚筒直径D/mm3(0370380：9040(410360370380390第三章电动机的选择3.1 选择电动机的类型和结构式选用三相鼠笼是异步电动机,有传动方案选择圆柱齿轮,无特殊要求,采用Y系列机电,为防止杂质侵入机电部,电动机采用封闭式。3.2 选择电动机的容量运输机的工作转速运输机的所需功率查表3-2得滚筒的效率为VW=96,取皮带传动效率VoI=0.96,齿轮传动效率0.97,滚子轴承的传

5、动效率0.98,联轴器的传动效率0.99.I轴与轴之间的传动效率Ii轴与m轴之间的传动效率m轴与滚筒之间的传动效率电动机到滚筒的总效率P5.6p=6.79kw所需机电功率：dv08253.3 确定电动机的转速I为带传动比,取24%为高速级传动比,取35,3为低速级传动比,取35且(1.31例则n=11706000为减小电动机的结构尺寸,降低成本,取n=1500rmin查表12-1取电动机型号Y132M-4查表12-3电动机基本参数额定功率7.5Kw；满载转数1440rmin;中心高度132mm表12-1电动机参数选择额定功率单位为7.5KW,满载转速单位为1440rmin,堵转转矩与最大转矩单

6、位都为22Nm.第四章传动装置运动及动力参数计算4.1 传动比分配传动装置的总传动比要求为式中：y电动机满载转速,rmin.多级传动中,总传动比为：分配传动比要考虑以下几点：齿轮各级传动比要在要求的围：i=35,带传动比围：i=24应使传动装置结构尺寸最小、分量最轻.应使各传动尺寸协调,结构匀称合理,避免干涉碰撞.可采用推荐的1=(13-15无取i=.4i2,取带传动比1=2则求得但是在实际传动中有误差,普通允许相对误差为士(3-5)%。4.2 传动装置的运动和动力参数设计计算传动件时,要用各轴的转速、转矩或者功率,因此要将工作机上的转速、转矩或者功率推算到各轴上。各轴转速I轴：轴：In轴：n

7、,n,n2分别表示1,2,3轴的转速r/min；1轴为高速轴、2轴为中速轴、3轴低速轴；o,ij2分别表示带轮、高速轴；高、中速轴；中、低速轴间的传动比；各轴功率I轴：Utt：IIItt:滚筒轴：p.P41,2,3,滚筒轴输入功率；vov12,v23,V3W表示各传动机构和磨擦副效率；各轴转矩电动机轴输出转矩：I轴：H轴：IIItt:滚筒轴：,2,3,4123,滚筒轴输入转矩Nm；I轴（电动机轴：轴（高速轴：III轴（中间轴：IV轴（低速轴：V轴（滚筒轴：见表4-2为各轴运动和动力参数数值,详细介绍各轴的功率、转速、及转矩等值。4-2各轴运动和动力参数轴名输入功率Kw输入转矩Nm转速r/min

8、传动比i效率电动机轴45.03144020.96O./yI轴6.5286.57203.880.9506轴6.2319185.62.770.9506In轴5.89839.56710.9508滚筒轴571813.967第五章传动零件的设计计算5.1 带传动的设计1 .确定计算功率由机械设计表8-7查得工作情况系数KA=1I,故2 .选取普通V带带型根据以，1确定选用V带,由表&10得A型3 .初选小带轮的直径dc1一并验算带速V1初选小带轮的直径C1dI,由表8-6和表8-8取小带轮的基准直径dc=90mm2验算带速V5msv30ms故带速合适3大带轮的基准直径dcj2dd2=d290=180mm

9、已圆整。4 .确定V带的基准长度和传动中心距1根据07簿+2）a02+dd2,初步确定中心距a（）=300mm2计算带所需的基准长度由表8-2得取1d=I00mm3计算实际中心距a中心矩的变动围5 .验算主动轮上的包角a1主动轮上的包角合适。6 .计算V带的根数Z1计算单根V带的额定功率Prdd1=90mm和n=1440rmin查表8,4a得PO=107kw根据nr1440rmin,i=2和A型带。查表8-4b=017kw查表8-5Wk=。95表8.2得人=089于是p=(p+p).ka.k=1.05kw2计算V带根数取8根7 .计算单根V带的初拉力的最小值(FO)En由表8-3得A型带的单位

10、长度质量q=0.1kgm应该使带的实际拉力吃(。獴8 .计算作用在轴上的压轴力FP9 .带轮结构设计小带轮采用实心式,大带轮采用腹板式10 .调整高速轴的转速和转矩5.2 高速级齿轮设计计算1选取齿轮类型、精度等级、材料及齿数：选取直齿圆柱齿轮传动。带传动为普通工作机器,速度不高,选取7级精度(GB1Oo95-88材料选择：小齿轮材料为40Cr(调质,硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质,硬度为240HBS。选小齿轮齿数乙=24,则大齿轮齿数z2=了93.12,取Z2=9402.按齿面接触强度设计由设计公式确定公式的各计数数值并计算(1选取载荷系数5=13计算小齿轮传递的转距选取齿宽系

11、数Od=I；材料的弹性影响系数ZE=1898MPa%齿面硬度查10-21d得小齿轮的接触疲劳强度极限=加=60。MPa.大齿轮的接触疲劳强度极限0川位=55。MPa(2计算应力循环次数接触疲劳寿命系数KHNI=0,9，kHN2=094O(3计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=I,(4试算小齿轮分度圆直径,ooo,KTu+1zZo”.3x8.648x1044.88z189.8xqvYf丁(才气-iX加W2=6197mm(5计算圆周速度V(6计算齿宽b(7计算齿宽与齿高之高比b/h(8计算载荷系数根据v=233ms,7级精度,查图10-8查的动载系数KV=1-08直齿轮,假设，%1

12、0ON/mm。得广t=1由表10-2得使用系数KA=1,7级精度,非对称布置bz=10.68,K=1.423,K=1.35由在HPF,则载荷系数(9按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径(10计算模数3 .按齿根弯曲强度设计弯曲强度计算公式确定公式各计算数值(1小齿轮的弯曲疲劳极限fe50MPa,大齿轮的弯曲疲劳极限=380MPaFE2。(2由图10-18得弯曲疲劳寿命系数Kfw=085,KFN2=88。(3计算弯曲疲劳许用应力,取S=I(4计算载荷系数K(5查10-5得齿形系数265,I=22。(6查165得应力校正系数丫SU1=I58,Ysu2=1.78YY(7计算大、小齿轮的iJ并加以比

13、较大齿轮的数值大。4 .设计计算对照计算结果,由齿面接触疲劳强度设计计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度设计计算的模数,由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径有关,则可取模数m=2.0,直径d=65.53mm算出小齿轮齿数5 .核算6 .几何尺寸计算(1计算分度圆直径(2计算中心距(3计算齿轮宽度取B?=70mm,=75mm(4验算KFAJe=126206=39.71N/mmWONmmb66合适。5.3低速级齿轮设计计算1 .选取齿轮类型、精度等级、材料及齿数选取直齿圆柱齿轮传动。传输机为普通工作机器,速度不高,选取7级精度材料选

14、择：小齿轮材料为40Cr钢(调质,硬度为240HBS次齿轮材料为45钢(调质,硬度为240HBS。选小齿轮齿数Z3=23厕大齿轮齿数Z4=i2Z3=6371z4=64。2 .按齿面接触强度设计由设计公式确定公式的各计数数值(1选取载荷系数5=1*3.计算小齿轮传递的转距选取齿宽系数Od=1;材料的弹性影响系数Ze=189.8MPa%齿面硬度查10-2Id得小齿轮的接触疲劳强度极限bH3=600MPa.大齿轮的接触疲劳强度极限Him4=55MPao(2计算应力循环次数(3接触疲劳寿命系数KHN095,khn2=0;计算接触疲劳许用应九取失效概率为1%,安全系数S=I,3 .计算(1试算小齿轮分度圆直径c(2计算圆周速度V(3计算齿宽b(4计算齿宽与齿高之高比b/h(5计算载荷系数根据V=0.895m/s,7级精度,查图10-8查的动载系数