二级减速器同轴式说明书.doc

目录1 任务书22 传动装置的总体设计32.1电动机的选择32.1.1电动机类型的选择32.1.2电动机功率的确定32.1.3确定电动机转速32.2总传动比的计算和分配各级传动比42.3传动装置的运动和动力参数计算43 传动零件的设计计算53.1第一级齿轮传动的设计计算53.2第二级齿轮传动的设计计算104 箱体尺寸计算与说明155 装配草图的设计165.1初估轴径165.2初选联轴器175.3初选轴承175.4润滑及密封186 轴的设计计算及校核186.1中间轴的设计计算及校核186.2低速轴的设计计算及校核217 滚动轴承的选择和计算257.1高速轴轴承的计算257.2中间轴轴承的计算267.3低速轴轴承的计算278 键连接的选择和计算288.1 高速轴与联轴器键联接的选择和计算288.2 中间轴与小齿轮键联接的选择和计算288.3 中间轴与大齿轮键联接的选择和计算288.4 低速轴与齿轮键联接的选择和计算298.5 低速轴与联轴器键联接的选择和计算299 减速器附件的选择及说明299.1减速器附件的选择299.2减速器说明3010 结论30参考文献311 任务书设计一用于带式运输机上的同轴式两级圆柱齿轮减速器（如图），连续工作，单向运转;空载启动较平稳。运输带容许速度误差为5%。每天8小时，使用期限8年。设计参数：运输机最大有效拉力2600N，运输带速度v=1.5m/s，卷筒直径D=400。图1-1带式输送机传动系统简图 同轴式两级减速器径向尺寸紧凑，但轴向尺寸较大。减速器的输入输出轴位于同一轴线两端。2 传动装置的总体设计电机的选择 = = 电动机工作效率电动机到输送机的总效率根据表9-6取滚动轴承传递效率（三对和卷筒轴承），齿轮传动效率，卷筒传动效率，联轴器传动效率查zd表2-1选电动机额定动率为5.5kW3.2.2 确定电动机转速卷筒轴工作转速二级圆柱齿轮减速器传动比, 电动机转速可选范围=（840）71.6 rmin =（5603200）rmin符合这一范围的同步转速为750 rmin、1000 rmin、1500 rmin和3000 rmin四种。选取合适的电机参数如下型号功率 kW同步转速 rmin满载转速 rminY132S-45.515001460额定转矩2.2最大转矩2.3电机轴直径D(mm)384、 传动装置运动及动力参数计算。4.1传动装置总传动比和分配各级传动比4.1.1传动装置总传动比 = = 20.114.1.2分配各级传动比其中，为使两级大齿轮直径相近，取，两级圆柱齿轮减速器传动比 = = 符合一般圆柱齿轮传动和两级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。4.2 传动装置的运动和动力参考数的计算4.2.1 各轴转速电动机轴为0轴，减速器高速轴为轴，中速轴为轴，低速轴为 轴。 =1440r/min 4.2.2 各轴功率4.2.3 各轴扭矩 Nm Nm Nm Nm Nm运动和动力参数如下表：轴名参数电动机轴高速轴中速轴低速轴卷筒轴转速n (rmin)14401440321.171,60671.606功率P（kW）5.55.4455.184.924.774扭矩T（Nm）36.4836.11154.06656.17636.7传动比 i14.4844,4841效率0.990.980.960.935.2 齿轮传动设计5.2.1 高速级齿轮强度设计输入功率，转速，齿数比，工作寿命8年（每天8 h ）。1、 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。1） 根据传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。2） 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。选用软齿面齿轮传动3） 材料选择。选择小齿轮材料为45，调质，硬度为240HBS，大齿轮材料为45钢，调质，硬度为220HBS，二者材料硬度差为20HBS。4） 选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取。2、 按齿面接触强度设计1） 确定公式内的各计算数值。 试选载荷系数， 计算小齿轮传递的扭矩， 由于同轴式联轴器需要轴向尺寸，由jxsj表10-13选取齿轮宽系数， 由jxsj表10-12查得材料的弹性影响系数，节点区域系数(=20) 由jxsj图10-26按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限， 有jxsj表10-14得查取，有试（10-27）得 10MPa，取 计算接触疲劳许用应力 计算圆周速度<6m/s6）计算载荷系数有jxsj表10-9差得使用系数=1由=1.88m/s,8级精度，由jxsj图10-10查得动载荷系数=1.12由jxsj表10-11查得，直齿齿轮传动，齿间载荷分配系数故载荷系数 按实际的载荷系数校正所算的的分度圆直径 计算模数m有表10-1取2.5mm分度圆直径d1=mZ1=2.520=50mm d2=mZ2=2.590=225mm传动中心距 a=m(Z1+Z2)/2=2.5(20+90)/2=137.5mm齿宽 b2=b=dd1=1.250=60mm mm，mm，验算齿轮圆周速度 V齿=d1n1/601000=3.14144050/601000=3.77m/s由jxsj表10-10选齿轮传动精度等级8级合宜4)校核齿根弯曲疲劳强度 由课本P148式（10-26）得 =(2kT1/d1mb)YFS1由表10-15查得：，由图10-28查得，由图10-28查得取弯曲强度最小安全系数计算两轮的许用弯曲应力 =(2kT1/d1mb)YFS1 =（21.187236110)/(40502.5）2.81.55Mpa =74.42MpaF1=368MPaF2=(2kT1/d1mb)YFS2 =（21.187236110)/(40502.5）2.21.78Mpa=67.15MpaF2=344MPa2） 低速轴输入功率，转速，齿数比，工作寿命8年（每天8 h ）。因为此联轴器同轴式联轴器，故选用相同时轮用高速齿轮进行校核。看是否符合条件。校核齿根弯曲疲劳强度 由课本P148式（10-29）得 =(2kT1/d1mb)YFS1由表10-15查得：，由图10-28查得，由图10-28查得取弯曲强度最小安全系数计算两轮的许用弯曲应力 =(2kT1/d1mb)YFS1 =（21.1872154060)/(40502.5）2.81.55Mpa =317.5MpaF1=368MPaF2=(2kT1/d1mb)YFS2 =（21.187236110)/(40502.5）2.21.78Mpa=286.5MpaF2=344MPa有结果得符合强度校验齿轮结构设计参数。高速级低速级小齿轮大齿轮小齿轮大齿轮传动比4.484模数（mm）2.5中心距（mm）137.5啮合角齿数20902090齿宽（mm）65606560直径（mm）分度圆5022550225齿根圆46.875221.87546.875227.5齿顶圆52.5227.552.5227.5）输入轴的设计计算高速轴 参数=5.445，n=14401、选择轴的材料，确定许用应力由于设计的是单级减速器的输入轴，属于一般轴的设计问题，选用45#正火钢，硬度170217HBS，抗拉强度b=650Mpa，许用弯曲应力6002、估算轴的基本直径根据jxsi式14-2，对45钢取A=110考虑有键槽，将直径增大5%，则d1=17.449(1+5%)mm =18.375mm3)确定各轴段轴颈直径和长度 1）周径。 因为电动机直径为38 故从联轴器开始向左取为=19mm=22mm（d+0.14d）=25mm查轴承内径=35=25mm轴承内径 2）轴长。取决于轴零件的宽度以及他们的相对位置 。选用N209E其宽度为B=10；齿轮端面到箱体壁间距离a=15mm；考虑铸造误差，装配时留有余地，取滚轮轴承与箱体内边距s=5mm；轴承处箱体凸缘宽度，应按箱体与箱座连接螺母尺寸及结构要求确定，暂定：该宽度B=轴承宽+0.1a+20mm.综上，每段取值为=28mm，=56mm，=35mm，=65mm，=20mm，=15mm3)考虑轴的工艺特性考虑轴的结构工艺特性，在轴的左右端均制成2*45倒角；左端支撑轴轴承的轴颈磨削加工到位，留有砂轮越程槽；为便于加工，齿轮，半联轴器处的键槽不知在键槽处在同一母线上。强度计算1）求齿轮上作用力大小和方向先做出力学模型，如图取集中载荷作用于齿轮及轴承中点。转矩 T=9550*P/n=36110N/mm圆周力 =9550*P*2/（d*n）=1444.4N轴向力 各力方向如图所示按平面力系列平衡方程式进行计算Xy面 得 ,zy面 得 ,得画当量弯矩图6】判断危险面及验算强度（1）当剖面在处当量弯矩最大，而其直径与旁边相差不大故剖面为危险面。已知,=59MPa< (2)剖面处虽然扭矩小，但直径小，也为剖面危险面。， 】轴零件图中速轴速轴 参数=5.18Kw，n=321r/min，T=154N/m1、选择轴的材料，确定许用应力由于设计的是单级减速器的输入轴，属于一般轴的设计问题，选用45#正火钢，硬度170217HBS，抗拉强度b=650Mpa，许用弯曲应力6002、估算轴的基本直径根据jxsi式14-2，对45钢取A=1103)确定各轴段轴颈直径和长度 1）周径。初选滚动轴承。因轴承只受有径向力的作用，故zds书14-4选用圆柱滚子轴承选轴承N207E参数为d*D*B=35*62*16 故从轴承开始向左取为=35mm=42mm（d+0.14d）=48mm=齿轮安装尺寸=35mm轴承内径 2）轴长。取决于轴零件的宽度以及他们的相对位置 。选用N209E其宽度为B=10；齿轮端面到箱体壁间距离a=15mm；考虑铸造误差，装配时留有余地，取滚轮轴承与箱体内边距s=5mm；轴承处箱体凸缘宽度，应按箱体与箱座连接螺母尺寸及结构要求确定，暂定：该宽度B=轴承宽+0.1a+20mm.综上，每段取值为=36mm，=60mm，=110mm，=65mm，=36mm低速轴速轴 参数=4.92Kw，n=79.6r/min，T=656.17N/m1、选择轴的材料，确定许用应力由于设计的是单级减速器的输入轴，属于一般轴的设计问题，选用45#正火钢，硬度170217HBS，抗拉强度b=650Mpa，许用弯曲应力6002、估算轴的基本直径根据jxsi式14-2，对45钢取A=110有键槽轴颈增加5%=47.4.查zds表13-4的联轴器标准。故=483)确定各轴段轴颈直径和长度 1）周径。开始向左取为=48mm=54mm（d+0.14d）=55mm查轴承内径初选滚动轴承。因轴承只受有径向力的作用，故查指导书表14-4选用圆柱滚子轴承选轴承N211E参数为d*D*B=55*100*21 故=60安装尺寸=70mm轴承内径=74mm=55mm轴承内径 2）轴长。取决于轴零件的宽度以及他们的相对位置 。选用N209E其宽度为B=10；齿轮端面到箱体壁间距离a=15mm；考虑铸造误差，装配时留有余地，取滚轮轴承与箱体内边距s=5mm；轴承处箱体凸缘宽度，应按箱体与箱座连接螺母尺寸及结构要求确定，暂定：该宽度B=轴承宽+0.1a+20mm.综上，每段取值为=84mm，=56mm，=41mm，=65mm， =10mm=10mm=20mm=21mm