二级同轴式减速箱设计解读.docx

1、二级同轴式减速箱设计解读第一章机械设计课程设计计算说明书设计题目 二级同轴式圆柱齿轮减速器机电工程 院（系）AP05 班设计者 指导老师 2008_年 9 月 18 日一、 机械设计课程设计任务书 1（一） 总体布置简图 1（二） 设计要求 1（三） 原始技术数据 1二、 机械装置的总体方案设计 1（一） 电动机选择 1（二） 分配传动比 2（三） 运动和动力参数计算 3三、 主要零部件的设计计算 4（一） 带传动的设计计算 4（二） 齿轮传动设计计算 6（三） 轴的设计计算 9（四） 滚动轴承的选择及计算 17（五） 键连接的选择及校核计算 18（六） 联轴器的选择 18四、 减速器箱体及附

2、件的设计选择（一） 减速器附件的选择 19（二） 润滑与密封 19、机械设计课程设计任务书题目：设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器（一）总体布置简图（二） 设计要求（1） 设计用于带式运输机的传动装置（2） 连续单向运转，载荷较平稳，空载起动，运输带允许速度误差为 5%（3） 使用期限为10年，小批量生产，两班制工作。（三） 原始技术数据（1） 同轴式二级圆柱齿轮减速器简图如右图所示。（2） 同轴式二级圆柱齿轮减速器设计原始数据 运输机工作轴转矩T =1250N_m运输带工作速度v=1.5m/s卷筒直径D = 440 mm、机械装置的总体方案设计（一）电动机选择(1)选择

3、电动机类型按工作要求选用丫系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压 380V(2)选择电动机容量工作轴转矩T =1250(N)工作速度v =1.5m/s 卷筒直径D = 440 mm则卷筒轴工作转速nw传动装置的总效率为 =1212 4 5各部份效率为：V带传动效率为：1 =0.96，滚动轴承效率(一对) 2 =0.99，闭式齿轮传动效率3=0.97，联轴器效率4=0.99，卷筒效率5=0.96，代入得v -0.96 0.994 0.972 0.99 0.96 = 0.825所需电动机功率为R 二巴 塑 10.34( kw)0.825因载荷平稳，电动机额定功率 巳略大于巳即可，参考Y系列电动

4、机技术数据, 选电动机的额定功率Ped为11kw。(3)确定电动机转速卷筒轴工作转速=65.14r/min 通常，V带传动的传动比常用范围h = 2 4，二级圆柱齿轮减速器为i2 = 8 40，则总传动比的范围为i= 16160，故电动机转速的可选范围为nd =inw=(16 160) 65.14 =1042.2 10422 r / min根据计算出的容量，由表查出有两种适用的电动机型号， 其技术参数比较情况见F表:方案电动机型号额定功率/Kw同步转速(r/mi n)满载转速(r/mi n)1Y161M1-211300029302Y160M-41115001460综合考虑电动机和传动装置的尺寸

5、、重量以及链传动和减速器的传动比，可 知方案1比较适合。因此选定电动机型号为丫160M-4，所选电动机的额定功率P=11kw，满载转速 n= 1460r/min。(2)分配传动比(1)总传动比(2)分配传动装置各级传动比取V带传动的传动比io =2.5，则减速器的传动比i为= 8.965.ia 22.413 iio 2.5由于减速箱是同轴式布置，所以i12 = i23近似取 i =9，则 i12 =i23 =3速度偏差为0.4%5%，所以可行(3)运动和动力参数计算电动机轴P0 = Fd = 10.34kwn0 二 nm =1460r / minp 10 34T0 =9550-9550 67.

6、63(N_m)n0 1460高速轴R =硏=10.34996 = 9.93(kw)n0 1460n1 - 584(r / mi n)i1 2.5T9550R1 =9550 竺=162.38(NLm)n 584中间轴F2 =叩畀3 =9.93X 0.99X0.97 = 9.54(kw)匕二巴=空=194.67(r/min)i12 3P 9 54T2 =9550 二=9550 468( _m)n2 194.67低速轴F3 =F2 2 3 = 9.54 0.99 0.97 =9.16(kw)i23 3=64.89(r /min)T3 = 9550 = 9550 -916 1348.09( m)n3

7、64.89卷筒轴巳=巳口 2码=9.16x0.99x0.99 =8.98(kw)F4 8.98 |T4 =9550=9550 1321.6( N_m)n4 64.89各轴转速、输入功率、输入转矩轴名功率P（ kw）转矩T (N m)转速(r/min)传动比i效率n输入输出输入输出电动机轴10.3467.6314602.50.96高速轴9.939.73162.4160.858430.96中间轴9.549.44468463.3194.6730.96低速轴9.169.071348.11361.764.8910.98卷筒轴8.988.891321.61308.464.89三、主要零部件的设计计算（一）

8、带传动的设计计算8-7查得工作情况系数1、确定计算功率PCa带式运输机空载起动，两班制工作，由机械设计表Ka=1.3，故 PCa 二 KaP=1.3 11=14.3(kw)2、选择V带的带型根据巳a, ni由机械设计图8-11选用B型3、确定带轮的基准直径dd并验算带速v(1)初选小带轮的基准直径dd1。由机械设计表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径dd1 = 150mm(2)验算带速vr:dd1n1 3.14 150 1460v 3 11.46(m/s)60 100 60 100因为5m/s ： v : 30m/s，故带速合适。(2)计算大齿轮的基准直径大齿轮基准直径 dd2 =idd1

9、=2.5 150=375(mm)4、确定V带的中心距a和基准长度Ld(1)根据机械设计式(8-20)，初定中心距a。= 700mm(2)根据机械设计式(8-22)计算带所需的基准长度Ld0 :- 2a0 (dd1 dd2)也2 4a3.14 (375-150)=2 700 (150 375) 2242(mm)2 4 汇 700由机械设计表8-2选带的基准长度为Ld=2240mm.(3)按机械设计式(8-23)计算实际中心距=799(mm)二-丄 Ld Ld。 “a+ 224022422(1)计算单根V带的额定功率Pr由 dd1 = 150mm和 n0 =1460r/min，查机械设计表 8-4

10、a,得 P0 =3.262kw根据n0 -1460r/min , i =2.5和B型带，查机械设计表8-4b,得厶R =06 kw查机械设计表8-5和表8-2，分别得K：. = 0.958, K 0.906 于是，Pr =C F0 R)LK .LKl =(0.262 0.46) 0.958 0.906 = 3.23(2)计算V带的根数zz 二空=13.2/3.23 =4.08 ，取整数 5 根P7,单根V带的初拉力的最小值(巴几山由机械设计表8-3查得B型带的单位质量为0.18kg/m,所以(F)min =500 (2.5用 qv2 二K尹(2.5 0.958)Pca 2500 包 0.18

11、11.46= 209( N)0.958 沢5 01.468、计算压轴力Fp164、压轴力 Fp 的最小值为(Fp)min =2z(F)min Sin 2 5 209 sin 2069.66( N)p p 2 2（二）齿轮传动设计计算（以下图表、公式均查自机械设计第八版）1、 选精度等级、材料及齿数（1） 选用直齿齿轮传动；（2） 材料及热处理；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，二者材料硬度差为40HBS。（3） 精度等级选用7级精度；（4） 试选小齿轮齿数乙=24，大齿轮齿数Z2=3 24=72；2、 按齿面接触强度设计因

12、为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算按式（109a）进行试算，即恥2.32护溶确定公式内的各计算数值（1） 试选 Kt= 1.3（2） T=468NLm（3） 由表10 7选取尺宽系数 d= 1（4） 由表10 6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8Mpa（5）由图10 21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 二Hlim1 =600MPa ；大齿轮的解除疲劳强度极限 tiim2 =550MPa(6)由式(1013)计算应力循环次数9Ni = 60n1jLh= 60X 194.67X 1 X( 2X 8X 300X 10)= 5.606 10N2 = N1/3=

13、1.869 109(7) 由图10 19查得接触疲劳寿命系数 Khn1 = 0.90; Khn2 = 0.95(8)计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数S= 1,由式(10 12)得fh = KhN1门 m=0.90X600MPa= 540MPaSch 匹 S=0.95X 550MPa= 522.5MPaS2)计算3) (1)试算小齿轮分度圆直径d1t(2)计算圆周速度= 1.12m/sn d1tri2 n 110 194.7 v= =60 1000 60 1000(3)计算齿宽b及模数mt b= dd1t=1 X 110mm=110mmd1t 110mt - 4.58( mm)z1

14、 24齿高 h=2.25mt=2.25X 4.58mm=10.3mmb/h=110/10.3=10.1(4)计算载荷系数根据v=1.12m/s , 7级精度，由图 10 8查得动载系数 Kv=1.11 ；直齿轮Kh ： = Kf ： =1已知载荷平稳，所以取 Ka=1由表104,用插值法查得7级精度，小齿轮非对称布置时，查的 K =1.434由 b/h=10.1，Kh，1.434，查图 10-13，得 K =1.34故载荷系数 K=KaKvKh：K =1 1.11 1 1.434 = 1.59（5） 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式（10 10a）得3 3di=d1t K/Kt =110 、1.59/1.3 =117.6（mm）（6） 计算模数mnd1 117.6mn = 4.9(mm)n z1 243、按齿根弯曲强度设计由式（10 5）3 2KT Yf Y, 29