二级展开式(带式)圆柱齿轮减速器

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1、课程设计说明书二级（带式）展开式圆柱齿轮减速器姓名：CK其学院：机电与信息工程学院系另U：机电系专业：机械设计制造及其自动化年级：2008一.设计题目设计一用于卷扬机传动装置中的两级圆柱齿轮减速器。轻微震动，单向运转，在 室内常温下长期连续工作。卷筒直径D=500mm，运输带的有效拉力F=10000N,卷筒效率I =0.96，运输带速度v二0.3观/s，电源380V,三相交流.二传动装置总体设计.1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。2. 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。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

2、。其 传动方案如下：三选择电动机1选择电动机类型：按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭型结果，电压380V, Y 型。2.选择电动机的容量厂 PP = W电动机所需的功率为：d naKWFVP 二 KWW 1000P二旦所以d 10001 KW由电动机到运输带的传动总功率为耳 二耳 42 耳 耳a 12345ni 带传动效率：0.960 每对轴承的传动效率：0.99n3 圆柱齿轮的传动效率：0.96耳4 联轴器的传动效率：0.99n5 卷筒的传动效率：0.96则：耳二耳耳 4 耳 2 耳耳=0.96x 0.994 x 0.962 x 0.99 x 0.96 = 0.79a 12345

3、所以pd = 100noa3.确定电动机转速 卷筒的工作转速为FV 9加讣n 60x 1 00 0 x60 X 00 0 阳n D口 x 500r/min查指导书第7页表】：取v带传动的传动比,带=24 ；二级圆柱齿轮减速器传动比减速存，所以总传动比合理范围为：总=16160，故电动机转速的可 选范围是：n 二 n x i =（16 1 60）x11.46 = 1/8 3 1 834电机 卷筒 总r/mm符合这一范围的同步转速有750、1000和1500r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有四种传动比 方案如下：方案电动机型 号额定功率KW同步转速r/min额

4、定转速r/min重量N总传动比1Y112M-2415001440470125.652Y132M1-64100096073083.773Y160M1-84750720118062.83综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和带传动、减速器的传动比，可见第二 方案比较适合。因此选定电动机型号为Y132M1-6,其主要参数如下；中心高H外形尺寸 L* （AC/2+AD） *HD底脚安装 尺寸ME地脚螺栓 孔直径K拉伸尺寸 D*E装键部 位尺寸 F*GD132515+345+315216+170123S+0O10+41.确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：总卡=課=83.77 分配传动比：取带

5、=2.8，则i皆8377二2992，2，取 i = 695,经计算1=4.47 注：带为带传动比，1为高速级传动比，I为低速级传动比。五.计算传动装置的运动和动力参数:将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴;n01，ni2，耳23，n34 依次为电机与轴1，轴1与轴2,轴2与轴3,轴3与轴4 之间的传动效率。n 9601.各轴转速：n =m = 342.86r/min1 i 2.84+-带n 34 2. 8Qn = f =4 9. 3r/min2 i 6. 9 51n 4 9. 3 3. . _ .n = t =1 1. 4r5min3 i 4. 3 12n = n =11.

6、45 r/min432. 各轴输入功率：P 二P 耳 二3.8x0.96二3.65KW%1=U1 d 01P 二 P 耳 二 3. 6 X5 0. x98 8 97KW. 4刃12 =7 耳32 1 1 2P = P 耳 =3. 4 X 0. x98 =. 97KW. 3小23 =7 耳33 22 3P = P 耳 =3. 3 X) 0. x98 =. 9KW3. 2 气4耳4433 4P3 803. 各轴输入转矩：T = 9550-d = 9550= 37.80N mdn960wT = T i 耳=37.80x 2.8x 0.96 = 101.61N m1 d 带 01T = T i 耳=1

7、01.61x 6.95 x 0.98 x 0.97 = 671.30N m2 1 112T = T i 耳 =671.30 x 4.31x 0.98 x 0.97 = 2750.37N m3 2 223T = T 耳 =2750x 0.98x 0.99 = 2668.41N m4 3341-3轴的输出功率、输出转矩分别为各轴的输入功率、输入转矩乘轴承传动效率0.99。运动和动力参数结果如下表：轴名功率P KW转钜T N.m转速r/min输入输出输入输出电动机轴3.837.809601轴3.653.58101.6199.58342.862轴3.473.40671.30657.8749.333轴3

8、.303.232750.372695.3611.454轴3.203.142668.412615.0411.45六.设V计带和带轮：1.设计V带确定V带型号查机械设计基础课本表p13-6得：Ka =1.3，则p = K P = 1.3x3.52 = 4.6205c AdKW，又nm =960r/min,由图13-15确定选取 A型普通 V带，取Di =125，D = i xD x(1s) =3x125x0.98 =367.5 PD2带 1 丿，取e =0.02，标准化得2=375 验算带速:V = 口 DF160 x1000口x 125 x 96060 x1000=6.28 25m/s 确定带的

9、基准长度：0.7(D1 + D2 ) a0 2(D1+ D2)取 a0=1.2( D1 + D2)=1.2(125+375)=600L = 2a +-(D + D ) + D2 D1 = 2011mm,由表 13-2 选取Ld =2000 o 2124ao 确定实际中心距aa 二 a + Ld -L 二 600 + 2000-2011 = 595mm o 22 验算小带轮包角qD 一 Da 二 180。 -21 x 57.3。= 160。 120。1a 计算V带的根数乙 由表13-3查得P0 Q 1.4KW，由表13-5查得K =0.95，由表13-2查得KL=1.03由表13-4查得AP0=

10、0.11KW，则V带的根数4.4pZ =c = 2.84(P +AP)K K(1.38+ 0.108)0.959 x1.09o o a l因此取Z=3 计算作用在带轮轴上的载荷Fz由表13-1查得A型V带单位长度质量q=0.1Kg/m,所以单根V带张紧力2 5 p2 54 56F = 500(-1) -c + qv 2 = 500(-1)+ 0.1x 6.282 = 190.5N0 K zv0.9593 x 6.28d故作用在轴上载荷a163。F = 2zF sin 1 = 2 x 3 x 190.5 x sin = 1130.4N z022七.齿轮的设计：1. 高速级大小齿轮的设计1）选择齿

11、轮材料：大小齿轮都选用45钢，小齿轮调质处理，硬度230,大齿轮 正火处理，硬度210。2）确定许用应力：G = Silimb Ka.许用接触应力：HShHL查精密机械设计课本表11-7得CHlimbi =570 N/ mm2，o= 550N / mm2。H limb 2故应按接触极限应力较低的计算，即只需求出OH2。对于调质处理的齿轮，SH =1.1o = N / mm2 = 500N / mm2 H 21.1b.许用弯曲应力： o = QFlimb K KFSFC FLF由表11-10知F limb1=190 N / mm2o= 180 N / mm2F lim b 2取 Sf =1.4,

12、190所以o =N / mm2 = 136N / mm2f 11.4180o =.129 N / mm 2F 21.43) 根据接触强度设计：9级精度制造，载荷系数K=1.2，取齿宽系数申建0.5，测中心距a = (6.95 +1)101600 x12 x (335)2 = 199.3mm0.5 x 6.95500选定 z1 =30, z = uz = 6.95 x 30 = 2092 1m = i = 1.67 mm z1ma =(z + z ) = 239mm2 1 J b=申 a = 0.5X239=119.5mm4)a验算弯曲应力2TK K=Y i 卩 vF d 2 屮 m1 d由图8

13、-44查得,x=0=30, 1 =2.60z2=209，Yf2=2.14=竺=44.2 N / mm22.60q 129= 60.3 N / mm 2Y2.14F 2罟丄 器，故应计算大齿轮的弯曲应力,F1F 2q二44.2N/mm2 250 500时，n = 66轴承旁联结螺栓 直径did = 0.75d1fM12盖与座联结螺栓 直径d2d2=（0.5 0.6）dfM10轴承端盖螺钉直 径d3d3=（0.4 0.5） df10视孔盖螺钉直径d4d4=（0.3 0.4）df8定位销直径dd =（0.7 0.8）d28df，d1，d2 至外箱壁的距离C1查手册表112342218df，”2至凸缘

14、边缘距离C2查手册表1122816外箱壁至轴承端 面距离l1l1 = C1 + C 2+（5 10）50大齿轮顶圆与内 箱壁距离D1D11.2 d15齿轮端面与内箱 壁距离D2D2 d10箱盖，箱座肋厚m , m1m 换0.85d, m 0.85d11m1= 8m = 9轴承端盖外径D2轴承孔直径+ （55.5） d 3120（I 轴）125（II 轴）150 （III 轴）轴承旁联结螺栓 距离S. m iS D2120（I 轴）125（II 轴）150（III 轴）九轴的设计:1.高速轴的设计：I 材料：选用45号钢调质处理，查表10-2取 T =35 N/mm2, c=100 各轴段直径的

15、确定：由 n , p=3.65,则d 1003 365 = 22.0mm，因为装小带轮的电动机轴径d二38，又因为高速轴 1342.86第一段轴径装配大带轮，且广（0.名山2，）查手册P886表7-7 ,取d Ldi =36, Li=60mm,因为大带轮靠轴肩定位，所以取d2 =40, L2=58，d3段装配轴承，取d3=45,选用6309轴承，L3=28，d4段是定位轴承，取d4=50，L4根据箱体内壁线确定后再确定。d5段装配齿轮直径：判断是否做成齿轮轴4 一 t 1.25m2 i查手册得1=3.3，得e=2.2 d4 = da = 50mm d，所以该轴是安全的。3弯矩及轴的受力分析图如

16、下：轴14键的设计与校核：根据d1 = 36,T1 =101.6，确定V带轮选铸铁HT200,参考教材表10-9，由于d1 = 36 在30 38范围内，故d1轴段上采用键bxh : 10x8,采用A型普通键：键校核.为L1 =60mm综合考虑取1 =50mm。查课本155页表10-10,丿=50 口 60，滞=36创=35杯 d取d2=45，L2=128，d 3段主要是定位高速级大齿轮，取d3=60, L3 = 10，d4装配高速级大齿轮，取d4=45，L4=82d5段要装配轴承，取d5=40，L5=43.校核该轴和轴承:L1=75，L2=115，L3=95作用在2、3齿轮上的圆周力:厂2T

17、2 x 671.3 X103F =2 =12d 209 x 2.52二 2569.6N2T二2二d32 x 6 7 1x 3 328x 41 9 87. 5径向力:F 二 F tgd = 2569.6x tg20。= 935.3N r 212F = F tg5 = 11987.5x tg20。= 4363.1N r 313求垂直面的支反力厂 F l -F (l +1 )4363.1x95-935.3x(115+95)F = r 3 3r223 = 765.2N1v1 +1 +175 +115 + 95123F = F + F - F = 4363.5 + 765.2-935.3 = 4193.

18、4N2Vr 31Vr 2计算垂直弯矩:M = F l = 765.2x 75 x10-3 二 57.4N.maVm 1V 1M=-F (l +1 ) + F l =765.2x(75 +115) + 935.3xll5xl0-3 = 39.6N.maVn1V 12r2 2求水平面的支承力：厂 Fl + F (1 +1 )11987.5x 100 + 2569.6x210F3 2= 6099.5N1hl +1 +175 +115 + 95123F = F + F - F = 2526.6 +11987.5 - 6099.5 = 8017.6N2 H12131H计算、绘制水平面弯矩图：M = F

19、1 = 6099.5 x 75 x10-3 = 457.5N .maHm1H 1M = F (1 +1 ) + F 1 =8417.6x (75 +115) +11987.5 x 115x 10-3 = 220.8N.m aHn2 H 1 213 2求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m,n-n处截面最危险，其当量弯矩为：(取折合系数 = 06)M = Jm2 + (QT )2 = 220.82 + (0.6 x 671.3)2 = 459.3N.m ean2M二 Jm2 + T )2 = $457.52 + (0.6 x 671.3)2 = 609.5N.m eam2计算危险截面处轴的直径：d

20、 n-n截面：:M,459.3 x103e = 3= 42.5 mm,0.1c J M(609.5x103 d / e = 3= 44.7mm 0.1b J 30.1x 60m-m 截面:-1b由于d= d 4 = 50mm d，所以该轴是安全的。弯矩及轴的受力分析图如下0.1x 60-1b 键的设计与校核已知d2 = d4二5，T2 = 470.3N.m参考教材表10-11，由于d2 (4450所以取bx h:14x 9查课本155页表10-10得B丿=100 120取键长为120.取键长为80，4T4 x 671.5 x103ig = 2 = 100.4Mpa Lg根据挤压强度条件，键的校

21、核为：b dhl 45 x 9 x (80 -14)b4T4x671.3x103g = 2 = 62.6Mpa d，所以该轴是安全的。IP/兰7v7F弯矩及轴的受力分析图如下:FC方叵 未定)Fir JLM键的设计与校核M?因为dl=75,查课本100 a 120b153页表10-9选键为b x h ：20 x12查课本155页表10-10得” 4T =土兰凹竺=111.1Mpa a初选键长为130,校核伽 75x(130-2)x 12b所以所选键为:b x h x l: 20 x 12 x 130装联轴器的轴直径为70,查课本153页表10-9选键为b x h :20x 12查课本155页表

22、 10-10 得cy b=100 口 120L广103初选键长为100,校核4Tdlh44 27537x 10 = 111.1Mpa 75 x (130- 20)x 12bb以所选键为:b x h x l :20 x 12 x 130十.输出轴联轴器的选择:Tc = KAT3八52 2498计算联轴器所需的转矩：T = KaT查课本269表17-1取Ka =出3747Nm，查手册1011页，选用安全销弹性块联轴器KLA4.十 减速器的各部位附属零件的设计.(1) 窥视孔盖与窥视孔：在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔，大小只要够手伸进操作可。 以便检查齿面接触斑点和齿侧间隙，了解啮合情

23、况润滑油也由此注入机体内.(2) 放油螺放油孔的、位置设在油池最低处，并安排在不与其它部件靠近的一侧，以便于放 油，放油孔用螺塞堵住并加封油圈以加强密封。G)油标油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量.因此要安装于便于观察油面及油 面稳定之处即低速级传动件附近；用带有螺纹部分的油尺，油尺上的油面刻度线 应按传动件浸入深度确定。(4) 通气器减速器运转时，由于摩擦发热，机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从 缝隙向外渗漏，所以在机盖顶部或窥视孔上装通气器，使机体内热空气自由逸处, 保证机体内外压力均衡，提高机体有缝隙处的密封性，通气器用带空螺钉制成.(5) 启盖螺钉为了便于启盖，在机盖侧边的边

24、缘上装一至二个启盖螺钉。在启盖时，可先拧动 此螺钉顶起机盖；螺钉上的长度要大于凸缘厚度，钉杆端部要做成圆柱形伙半圆 形，以免顶坏螺纹；螺钉直径与凸缘连接螺栓相同。在轴承端盖上也可以安装取盖螺钉，便于拆卸端盖.对于需作轴向调整的套环，装 上二个螺钉，便于调整.6)定位销为了保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联接凸缘的长度方向 两端各安置一个圆锥定位销。两销相距尽量远些，以提高定位精度。如机体是对 称的，销孔位置不应对称布置.(7) 环首螺钉、吊环和吊钩为了拆卸及搬运，应在机盖上装有环首螺钉或铸出吊钩、吊环，并在机座上 铸出吊钩。(8) 调整垫片用于调整轴承间隙,有的起到调整传动零件轴向位置的作用.(9) 密封装置在伸出轴与端盖之间有间隙，必须安装密封件，以防止漏油和污物进入机体内.十二.润滑方式的确定因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于(L52) 105mm.r/min，所以采用脂润滑，箱体内选用SH0357-92中的50号润 滑，装至规定高度。