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二级展开式圆柱齿轮减速器设计.

目录一.设计任务书 (2)二.传动方案的拟定及说明 (4)三.电动机的选择 (4)四.计算传动装置的运动和动力参数 (4)五.传动件的设计计算 (5)六.轴的设计计算 (13)七.滚动轴承的选择及计算 (27)八.箱体内键联接的选择及校核计算 (29)九.连轴器的选择 (30)十.箱体的结构设计 (31)十一、减速器附件的选择 (33)十二、润滑与密封 (33)十三、设计小结 (35)十四、参考资料 (36)一、设计任务书:题目:设计一用于带式运输机传动装置中的展开式二级圆柱齿轮减速器1.总体布置简图:1—电动机;2—联轴器;3—齿轮减速器;4—带式运输机;5—鼓轮;6—联轴器2.工作情况:载荷平稳、单向旋转3.原始数据:电动机功率P(kW): 7.5电动机主轴转速V(r/min): 970使用年限(年):10工作制度(班/日):2联轴器效率: 99%轴承效率: 99%齿轮啮合效率:97%4.设计内容:1)电动机的选择与运动参数计算;2)直齿轮传动设计计算;3)轴的设计;4)滚动轴承的选择;5)键和联轴器的选择与校核;6)装配图、零件图的绘制;7)设计计算说明书的编写。

5.设计任务:1)减速器总装配图一张;2)箱体或箱盖零件图一张;3)轴、齿轮或皮带轮零件图任选两张;4)设计说明书一份;6.设计进度:1)第一阶段:总体计算和传动件参数计算1)第二阶段:轴与轴系零件的设计2)第三阶段:轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制3)第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写二、传动方案的拟定及说明:由题目所知传动机构类型为:展开式二级圆柱齿轮减速器。

故只要对本传动机构进行分析论证。

本传动机构的特点是:减速器横向尺寸较小,两大齿轮浸油深度可以大致相同。

结构较复杂,轴向尺寸大,中间轴承受载荷大、刚度差,中间轴承润滑较困难。

三、电动机的选择:由给定条件可知电动机功率7.5kW,转速970r/min,查表得电动机的型号为Y160M--6。

四、计算传动装置的运动和动力参数:考虑到总传动比i=8,由于减速箱是展开式布置,为了使两个大齿轮具有相近的浸油深度,应试两级的大齿轮具有相近的直径,于是可按下式i1 = i)5.1~3.1(因为i=8,所以取i1=3.4,i2=2.35。

五、各轴转速、输入功率、输入转矩:五、传动件设计计算:直齿圆柱齿轮具有不产生轴向力的优点,但传动平稳性较差,在··I---II轴高速传动啮合的两直齿轮(传动比3.4):II---III轴低速传动啮合的两直齿轮(传动比2.35)六、轴的结构设计和强度校核:第一部分 结构设计1. 初选轴的最小直径:选取轴的材料为45号钢,热处理为调质。

取C=112,[]τT =30~40MPa 1轴 d 1mm mm C nP07.22970425.71123311=⨯=≥,考虑到联轴器、键槽的影响,取mm d 251= 2轴d 2mm mm C nP 75.323.28513.71123322=⨯=≥,取d 2=35mm 3轴 d 3mm mm C nP 96.424.12185.61123333=⨯=≥,取d 3=45mm 初选轴承:1轴高速轴选轴承为6308 2轴中间轴选轴承为6309 3轴低速轴选轴承为6311 各轴承参数见下表:2. 确定轴上零件的位置和定位方式:1轴:由于高速轴转速高,传动载荷不大时,为保证传动平稳,提高传动效率,将高速轴取为齿轮轴,使用深沟球轴承承载,一轴端连接电动机,采用刚性联轴器,对中性好。

2轴:低速啮合、高速啮合均用锻造齿轮,低速啮合齿轮左端用甩油环定位,右端用轴肩定位,高速啮合齿轮左端用轴肩,右端用甩油环定位,两端使用深沟球轴承承载。

3轴:采用锻造齿轮,齿轮左端用甩油环定位,右端用轴肩定位,为减轻轴的重量采用中轴颈,使用球轴承深沟承载,右端连接单排滚子链。

(一)高速轴的结构设计:1)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度:a)由于联轴器一端连接电动机,另一端连接输入轴,所以该段直径尺寸受到电动机外伸轴直径尺寸的限制,选为32mm。

b)考虑到联轴器的轴向定位可靠,定位轴肩高度应达2.5mm,所以该段直径选为37。

c)该段轴要安装轴承,,则轴承选用6308型,即该段直径定为40mm。

d)该段轴为轴承安装尺寸,定为46mm。

e)该段为齿轮轴,其分度圆直径为54mm。

f)该段轴为轴承安装尺寸,定为46mm。

g)该段轴要安装轴承,直径定为40mm。

2)各段长度的确定:各段长度的确定从左到右分述如下:h)该段轴连接联轴器,半联轴器与轴配合的毂孔长度为60mm,该段长度定为56mm。

i)该段取60mm。

j)该段安装轴承,参照工作要求长度至少23mm,考虑间隙取该段为30mm。

k)该段综合考虑齿轮与箱体内壁的距离、轴承与箱体内壁距离(采用油润滑),还有二级齿轮的宽度,定该段长度为105mm。

l)该段考虑齿轮的宽度,根据齿轮校核,选定该段60mm。

m)该段轴肩选定长度9mm。

n)该段与c段相同取30mm。

o)轴右端面与端盖的距离为10mm。

(二)中间轴的结构设计:1)拟定轴上零件的装配方案轴的各段直径:a)I段轴用于安装轴承6309,故取直径为45mm。

b)II段为轴肩,直径定为52mm。

c)III段为齿轮轴,分度圆直径为81mm。

d)IV段为定位轴肩,直径为66mm。

e)V段安装齿轮,取直径为52mm。

f) VI安装轴承,直径与I相同,为45mm。

2)根据轴向定位的要求确定轴的各段长度:a)I段轴承安装轴承和挡油环,轴承6309宽度B=25,该段长度选为36mm。

b)II为定位轴肩,取长度为8mm。

c)III段为齿轮轴,长度为86mm。

d)IV段为定位轴肩,取8mmmm。

e)IV段用于安装大齿轮,考虑齿宽长度为52mm。

f)V段用于安装轴承与挡油环,为44mm。

(三)低速轴的结构设计:1)拟定轴上零件的装配方案轴的各段直径a)I段轴用于安装轴承6311,故取直径为55mm。

b)II段该段轴要安装齿轮,考虑到轴肩要有2.5mm的圆角,经强度计算,直径定为60mm。

c)III段为定位轴肩,取72mm。

d)IV安装轴承,与I段相同直径为55mm。

e)V段直径52mmf) VI段直径与弹性注销选择有关,取HL4,直径为45mm。

2)根据轴向定位的要求确定轴的各段长度a)I段轴承安装轴承和挡油环,6011宽度B=29,该段长度选为46mm。

b)II段用于安装大齿轮,考虑齿宽长度为79mm。

c)III段定位轴肩,取73mm。

d)IV段用于安装轴承与挡油环,为36mm。

e)V段长度为60mm。

f)VI长度与联轴器有关,取80mm。

第二部分强度校核I高速轴:当量弯矩法校核II中间轴:III低速轴:七.滚动轴承的选择及计算I高速轴:轴承6308的校核,即轴承寿命校核:轴承寿命可由式⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=F f C f L p P T n h ε6010610进行校核,轴承只承受径向载荷的作用,由于工作温度不高且冲击不大,故查表12-7和12-8可取1.1,0.1==F fP T,取3=ε基本额定动负荷为C=40800N 。

N F F F AH AV R 78526873822221=+=+=N F F F BH BV R 2095717196922222=+=+=则h p P T n F f C f L h 95351970606020951.1408001101036610=⨯⨯==⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ε,该轴承的寿命满足使用10年=250⨯10⨯16=40000h 要求。

II 中间轴:轴承7208C 的校核,即轴承寿命校核:轴承寿命可由式进⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=F f C f L p P T n h ε6010610行校核,轴承只承受径向载荷的作用,由于工作温度不高且冲击不大,故查表13-4和13-6可取1.1,0.1==F fP T,取3ε=基本额定动负荷为C=52800N 。

N F F F AH AV R 46491122451222221=+=+= N F F F BH BV R 398880398722222=+=+=则h p P T n F f C f L h 642973.285606046491.1528001101036610=⨯⨯==⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ε, 该轴承的寿命满足使用10年=250⨯10⨯16=40000h 要求。

III 低速轴:轴承72011C 的校核,即轴承寿命校核:轴承寿命可由式610()60t h f C L n P ε=进行校核,轴承只承受径向载荷的作用,由于工作温度不高且冲击不大,故查表13-4和13-6可取取3ε=1.1,0.1==F fP T基本额定动负荷为C=71500N N F F F AH AV R 39671357372822221=+=+=N F F F BH BV R 2103717197622222=+=+=则h p P T n F f C f L h 6039264.121606039671.1715001101036610=⨯⨯==⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ε, 该轴承的寿命满足使用10年=250⨯10⨯16=40000h 要求。

八、箱体内键联接的选择及校核计算:1. 传递转矩已知;2. 键的工作长度l=L-b b 为键的宽度;3. 键的工作高度k=0.5h h 为键的高度;4. 普通平键的强度条件为3p 2T 10[]p kld σσ⨯=≤;由于键采用静联接,材料钢,冲击轻微,所以许用挤压应力为MPa p 110][=σ,所以上述键皆安全。

九、联轴器的选择:由于弹性套柱销联轴器结构简单、制造容易、装拆方便、成本较低 、能缓和冲击、吸收震动,所以优先考虑选用它。

1. 高速轴用联轴器的设计计算:由于装置用于运输机,原动机为电动机,所以工作情况系数为5.1=A K ,计算转矩为m N T K T A c ⋅=⨯==7.1091.735.11所以考虑选用,弹性套柱销联轴器TL6其主要参数如下:材料HT200公称转矩m N T n ⋅=250轴孔直径mm d 421=,mm d 322= 主动轴轴孔长mm L 112=,mm L 841= 从动轴轴孔长L=82mm, L 1=60mm 装配尺寸mm A 45=2. 连接链轮联轴器的设计计算:由于装置用于运输机,原动机为电动机,所以工作情况系数为5.1=A K ,计算转矩为m N T K T A c ⋅=⨯==5.8085395.13其转矩比较大,所以选用弹性销柱联轴器HL4,其主要参数如下:材料HT200公称转矩m N T n ⋅=1250 轴孔直径mm d d 4521== 轴孔长mm L 112=,mm L 841=十、箱体的结构设计:箱体结构对减速器的工作性能、加工工艺、材料消耗、质量及成本等有很大影响。

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