1、目錄設計任務書 2傳動方案的擬訂及說明 .2電動機的選擇 3計算傳動裝置的運動和動力參數 .4減速器傳動零件的設計計算 .5減速器軸的設計計算及滾動軸承的選擇和聯軸器的選擇 .11減速器 的低速軸校核 .12滾動軸承的校核 .13鍵的選擇和校核 .15減速器附件的選擇.16潤滑與密封 .17設計小結 .17參考資料目錄 .181. 設計任務書(1) 設計任務設計一用于帶式運輸機上的兩級圓錐 -圓柱齒輪減速器如圖 1 所示。圖1（2）原始數據輸送帶有效拉力 F=2400N輸送帶工作速度 V=1.5m/s （允許誤差土 5%）輸送帶滾筒直徑d=320mm減速器設計壽命為 5年。（3 ）工作條件38

2、0/220V的三相交流電源。兩班制，常溫下連續工作；空載啟動，工作載荷有輕微振動；電壓為2.傳動方案的擬訂帶式輸送機傳動系統方案如下圖 2所示。3、電動機的選擇1、類型：Y系列三相異步電動機；2、F *V2400*1.5P ._ 3 6 KWW - J. u r V V100010003、電動機容量；1)功率的選擇2 4 3 4 5 =0.8416!聯軸器的動效率：0.992 每對軸承的傳動效率：0.993 圓錐齒輪的傳動效率：0.964 圓柱齒輪的傳動效率：0.975 -運輸機的滾子的傳動效率：0.96得：P_pW = 4.278R n查設計手冊選取電動機額定功率為5.5KW1) 轉速的確定

3、卷筒的轉速 n=60*1000*V/ n *d=89.527r/min由設計手冊查得圓錐齒輪傳動比范圍為 2-3，圓柱齒輪傳動比為4-6，故總傳動比范圍為 8-18電動機轉速范圍為 560-1260r/mi n由手冊選取電動機滿載轉速為960r/mi n2) 確定型號由上可確定電動機型號為 Y132M1-6根電動機型號額定功率同步轉速n1r/min額定轉速n2r/min重量總傳動比Y132M2-65.5KW100096063Kg10.724.計算傳動裝置的運動和動力參數1. 傳動比分配i=n 2n=10.722. 考慮到大錐齒輪與大圓柱齒輪直徑不能相差太大，故取圓錐齒輪傳動比為i2=2.68,

4、圓柱齒輪傳動比 為 i3=43. 軸的轉速轉矩計算0)軸：N0=n2=960r/mi n;P0=FR=4.28KW;T0=9550*P0/n0=42.58;1 高速軸：P仁 Pr*01=4.237KW;N1=N0/i1=960r/mi n;T仁T0*i1*01 =42.578N m2）中間軸：P2=P1* 12=4.027KWN2=N1/i2=358.21r/mi nT2=T1*i2*12=107.26N m3）低速軸：P3=P2* 23 =3.867KWN3=N2/i3=89.55r/minT3= 23*T2*i3=412.39N m4）軸 P4=P3* 34 =3.828kw;N4=N3/

5、i4=89.55r/minT4= 34 *T3*i4=408.27N m上述計算結果和傳動比及傳動效率匯總如下：軸名功率pkw轉矩TNm轉速r/mi n高速軸4.23742.578960中間軸4.027107.26358.21低速軸3.867412.3989.55設計內容計算及說明5.減速器傳動零件的設計計算結果1選材和1.高速軸圓錐齒輪傳動的設計計算小齒輪硬度HBS=230250選擇熱處選擇軟齒面齒輪材料及熱處理方法大齒輪硬度HBS=190210理小齒輪選用45鋼，調質處理 HBS=230250K=1.5ds0 3r U. O方法大齒輪選用45鋼，正火處理 HBS=190210Z仁212按輪

6、齒1小齒輪轉矩 T= 42.578N m2.選取載荷系數K=1.5Z2=5722.22接觸強度設計3.選取齒寬系數 r=0.34確定齒數 Z仁21,Z2=i2*Z仁575確定齒形系數YFa及應力校正系數YSad2= 67.681 c6|=arctan =22.22 62 =Su=67.78Hlim1 =580mpaZw =22.68 Zv2 = 150.728Hlim2 =550mpacos£cos §28Nh1 =1.44*10設計內容6確定接觸應力叫2 = 5.37*1071）接觸疲勞極限應力0 lim = 1小齒輪接觸疲勞極限應力cth lim1=580mpa&quo

7、t;士田結果3按輪齒大齒輪接觸疲勞極限應力GH lim2=550mpa接觸強度2）壽命系數應力循環次數設計NH1 =60jH n* =1.44*108h = 510.4mpa4按齒面Nh2 =60jH n?t =5.37*107Ze =189.8彎曲強度由查圖知Zh =2.5校核ZN1 =0.88 ZN2 =0.94di =67mm設計內容3）最小安全系數（按一般可靠度查取）SHlim = 1d 6 / rnn1選材和選擇熱處理計算及說明4)許用接觸應力r1aH liml ZN1u 彳 c ,crH1 =510.4mpaSH limlr,H lim2 Z N 2碼2 = 517mpaSH li

8、mlcrHl旳2 <rH = <rH 1 = 510.4mPad2 = 185.25mmb = 30mmR=98.5mmo>iim1 =250mpa<!Flim2 =210mpa結果方法2確定許 應彎曲應 力5）由齒面接觸應力計算d1由表 13-5 Ze =189.8由圖 13-12 ZH =2.5YFa1 = 2.69 Ysa1 = 1.5575YFa2=2.14Ysa2=1.83YN1 = 0.98-1 4000K*T1"ZhZe 亠 “ cud 3 = 66.85mmV * (1 _0 5也 LI 1 bH 設計內容3確定許應接觸應力設計內容7.幾何尺寸

9、計算分度圓直徑 dj = m* z1 =67mmm=3.25d2 = m* z2 = 185.25mm心匚廠Jdj+d?2錐距 R =J =2齒寬 b = 0RR = 30mm1確定許用彎曲應力1）彎曲疲勞極限（查機械原理及機械設計）小齒輪的彎曲疲勞極限咼血=250mpa大齒輪的彎曲疲勞極限礙阮=210mpaYn 2 = 1.°7YsT = 2f 蘭6小齒輪齒面硬度為250HBS,大齒輪齒面硬度為220HBS町血=250mpa結果4按齒面接觸強度2 .壽命系數NF1 =60jF n“t =1.38*109F lim _ 210mpaYN1 = 0.84Yn2 =0.87確定中心計算及

10、說明Yst=2距NF2 =60jFn2t=5.16*108SF li 1.25由表 YFa1 =2.69 YFa2 = 2.14YSal =1.5575 Ysa2 =1.83<THim1 =580mpa5確定齒由圖 13-10YN1 =0.982 =1.07bHim2 =550mpa輪參數與3修正系數Yst =2最小安全系數SFlim =1.25設計內容5.許用彎曲應力rV VS 1-1 Flim1，NVSI -QAQAAmno°H lim1尺寸1 JI"SFlim結果6驗算輪_ DfiYnzYst _6m1 u f 2 94 1.6mpaSF lim齒彎曲強2000

11、KT1rr v V QQ 4 4 r fT 1crH =506mpa度Uf1 _22 丫Fa1YSa1 _ 89丨4 亠 L Uf1bm z1(1 -0.5也)Kt =1.52000 KT 1、，、，、nrVz q ar 殲1CF2 2 丫Fa2丫Sa2 一 30 361°>2d =1bm2z2(1 -0.5% )2圓柱斜齒輪設計Ze =189.87設計結1、選定齒輪精度等級、材料及齒數Z1 = 22果1）圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不咼，故選用7級精Z2=88度(GB10095-88)2）材料選擇由機械設計（第八版）表10-1選擇大小齒輪材料mn = 2.25mm均為

12、45鋼（調質），a=132mm3）小齒輪齒面硬度為 250HBS，大齒輪齒面硬度為 220HBS。P=13：1.確定許用彎曲應力結果彎曲疲勞極限（查機械原理及機械設計）b2 = 65mm小齒輪的彎曲疲勞極限町加=250mpab = 70mm計算及說明大齒輪的彎曲疲勞極限<血2 =210mpa2 .壽命系數9Nfi =60jFEt =1.38*10Nf2 =60jF n?t =5.16*108由圖 伯蟲丫陽=0.84YN2 =0.873修正系數Yst =24最小安全系數SFlm =1.255許用彎曲應力殆=丫J丫L = 336mpaSFlim殲2=!丫L = 306.24mpaSF lim

13、1確定接觸應力接觸疲勞極限應力小齒輪接觸疲勞極限應力cth lim1 = 580mpa大齒輪接觸疲勞極限應力cth |im2 = 550mpa2壽命系數應力循環次數9Nh1 =60jH n“t =1.38*10山2 =60jH n?t =5.16*108Zn1 = °88 Zn 2 = 0.923最小安全系數（按 般可靠度查取）SH lim -14許用接觸應力計算及說明乙1 = 24Zv2 = 100O>1 蘭°>1 CTf2 蘭口>2彎曲強度校核滿足erH J = % iim1 Zn1 =5io.4mpaSH limlWh 2 = * lim2 Z N

14、2 = 506mpaSH liml<Jhi ><Th2 ©H =62 =506mpa1.試選載荷系數Kt = 1.52*円2. 齒寬系軟齒面數d=1®a=d =0.5U +13. 彈性系數Ze =189.84. 選取螺旋角。初選螺旋角0 =12°5. 選小齒輪齒數z1 = 22，大齒輪齒數z2 = 4漢22 = 88i=u=z2/z1=411斷面重合度系數 £ =1.88 3.2( + )cos P = 1.撫 z1 z2冊宀耒厶専方來&尸bsi n0dZ1mnta nB軸向重合度系數匚直=n=1 49 A1PPnmn 兀Ze=

15、 0.776 Z滬 JcosP =0.989J500KT4 ZeZhZ/Zb)26.中心距 a(u+1)3卩-126mmVaUi冋丿mn K-2.24mm 所以取 mn 2.25mmz1 +z2工、口匸mn(z1 +z2)重求中心距a -仕 126.5mm a=132mm2cos P則需調整=cos4mn(z1 + z2)=13：2az仁22Z2=88 g = 2.25mmu = 4 a = 50.8mm d2 = 203.208mm計算及說明b =b? =a* % =63.5mm b2 = 65mmR = b2 +5 = 70mmzl1. 當里齒數 ZV1 = =23.78 取 ZV1 =

16、24cos PZV2 = = 95.128 取 ZV2 =100cos P2. 齒形系數YFa和修正系數YsaYFai =2.65Ysai =1.58 YFa2 =2.18Ysa2 =1.791 13 重合度系數 =1.883.2(+ )cosB = 1.65. z1 z20.75Y 尸 0.25 +=0.7054螺旋角系數 詐邙啟1丫歹0.885.校核彎曲強度2000 KT 4»1 -YFa1YSa1Y丫名-90.12 蘭可1bd1mn2000 KT 4葉2 = 一詐a2Ysa2YfY=19.497 勻殲2】bd2mn叫=2.25mma=132mmb2 = 65mm 0= 70mm

17、z1 =22z2=88 a = 50.8mm d2 = 203.208mm齒輪精度8級齒輪材料小齒輪 45鋼調制230 250HBS大齒輪45鋼正火190-210HBS設計內容計算及說明減速器6、減速器軸的設計計算及滾動軸承的選擇和聯軸結果軸的設計 計算及滾 動軸承的 選擇和聯 軸器的選 擇器的選擇選取軸的材料為 45鋼，取A=1061181）d A A氣佇= 17.45 19.42Y n2）擬定軸上零件的裝配方案?34 占& 72）選聯軸器輸入端擬采用彈性套住銷聯軸器T1 二 42.15N *m K=1.5T轉矩_=1.5* T1 設計內容選用TL4型彈性套注銷聯軸器 公稱轉矩Tn

18、=63N «m25 * 62TL4聯軸器J4許用轉矩n5700N*m結果減速器的低速軸 校核設計內容3）第一根軸為了滿足半聯軸器的軸向定位要求，1軸段右端需制出一軸肩，故取段的直徑d1=25m m半聯軸器與軸配合的孔長度L =62mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯軸器上而不壓在軸的端面上，故I段的長度應比略短一些，現取 L 60mm。初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選 用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據d2=30mm,由軸承產品目錄中初步選取0基本游隙組，標準精度級的單列圓錐滾子軸承30205，其尺寸為d * D * T = 25* 52* 16.254）第

19、二根軸為了滿足半聯軸器的軸向定位要求，2軸段右端需制出一軸肩，故取段的直徑d1=25m m半聯軸器與軸配合的孔長度L =72mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯軸器上而不壓在軸的端面上，故I -n段的長度應比略短一些，現取1_ = 70mm。計算及說明滾動軸承的校核設計內容設計內容鍵的選擇和校核結果M C右二93701.33NMe左二 12106.9N m d=40mmFr1v = 632.23NF2v 一 192NFr1H =1929NFr2H = 654N結果設計內容設計內容圓周力 Ft4058.835 Ndt初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用， 故選用單列圓錐滾子軸承。參照

20、工作要求并根據d2=40mm,由軸承產品目錄中初步選取0基本游隙組，標準精度級的單列圓錐滾子軸承30206，其尺寸為d* D*T =30* 62*17.25 右端軸徑僅是為了裝配方便，并不承受軸向力亦不對軸上零件起定 位和固定作用時，則相鄰直徑的變化差可以較小，一般可取直徑差13mm，因此取 d2 = 35mm d 40mm。5）第三根軸為了滿足半聯軸器的軸向定位要求， 3軸段右端需制 出一軸肩，故取段的直徑d1=40m m半聯軸器與軸配合的孔長度L =84mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯軸器上而不壓在軸的端面上，故I段的長度應比略短一些，現取 L82mm。初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向

21、力和軸向力的作用， 故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據d2=45mm,由軸承產品目錄中初步選取 0基本游隙組，標準精度級的單列圓錐 滾子軸承30208，其尺寸為d* D*T =40* 80*19.756）取安裝齒輪處的軸段d仁25mm齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪穀的寬度為，為了是套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應略短與輪穀寬度，故取L=45mm。7.減速器的低速軸校核轉矩圖6 PT =9.550*10 *一 412393.6N «mm n計算及說明設計內容以宀出Ft * tan20 '“徑向力入1516.15Ncos13軸向力 Fa = Ft tanB

22、 =937.056NFah =39.4N 并且 Fbh =1555.54NFav =2068.36N 并且 FBv =1990.47NM CH = AC * Fah = 2265.5N mLh= 570729Lh結果設計內容M CH，= Fbh * CB = 92943.5N * mMC右=93701.33N *mMC左=12106.9N mMCEq =264583.81N *m35.329mm所以d=40mm是合適的8.滾動軸承的校核如圖附頁C所示：Fr1 = Ftaz cosd =439.838NFa1 =Ftta nsi=121.14N結果Fre 匯165 - Fae 匯£Fr

23、1v = =632.23N110Fr2v = Fy _斤代=_192N165Fr1H Fte1929N110Fr2H =Fte - Fr1H =654N計算及說明Fr1 = jF2r1v +F2r1H =2030NFr2 = Jf r2v*F r 2H = 682 N2.求兩軸的計算軸向力和假設結果Fd1 =Fr1 =634.37N2YFr2Fd2 工 r2u213.125N2Y因為Fae Fd2 : Fdi所以軸承1被放松，軸承2被壓緊所以 Fa1 = Fd1 = 637.37NFa2 = Fd1 - Fae =513N4求軸承當量載荷P和F2Fa1=0.31Fr1e Fa2 二Fa2對軸承

24、1，對軸承2,因軸承運轉中有中等R = fp(X1Fr1 +X2 =0.4二1230N因P A F2，所以按車Lh 10660n IP /4.驗算軸承壽命= 57072計算及說明9.鍵的選擇和校核輸入軸鍵計算1、校核聯軸器處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為 b h I =6mm 6mm 28mm，接觸長度=28 _6 =22mm，則鍵聯接所能傳遞的轉矩為：T =0.25hl'd bp = 0.25匯 6 漢 22 漢 20漢120*1000 = 79.2N mT aT2 =32.73N *m，故單鍵即可。2、校核圓錐齒輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為 bxhE =8mmx7mm>

25、<50mm，接觸長度1 ' = 50 -8 = 42mm，則鍵聯接所能傳遞的轉矩為：T =0.25hl'd Bp=0.25漢7漢42漢25域1201000 = 220.5NT aT2 =32.73N *m，故單鍵即可。中間軸鍵計算1、校核圓錐齒輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為 bxh" =10mmx8mmx22mm，接觸長度1 ' = 22 -10 =12mm，則鍵聯接所能傳遞的轉矩為：T =0.25hl'd Bp 1=0.25氷8x12x35120十 1000 = 100.8N mT aT3 =97.35N *m，故單鍵即可。2、校核圓柱齒輪

26、處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為 bxh® 10mmX8mm><56mm，接觸長度丨' = 56 -10 =46mm，則鍵聯接所能傳遞的轉矩為：T =0.25hl'd Bp 】 = 0.25X8X46X35X1201000 = 386.4N計算及說明T aT3 =97.35N *m，故單鍵即可。輸出軸鍵計算1、校核聯軸器處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為bS" =12mmX：8mmX：70mm，接觸長度l ' = 70 -12 =58mm，則鍵聯接所能傳遞的轉矩為：結果T =0.25hl'd Bp = 0.25疋8漢58疋40>

27、;d20*1000 = 556.8NT aT4 =371.66N，故單鍵即可。2、校核圓柱齒輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為b x h沁l 一 16mm x 10mm x 50mm，接觸長度丨'=50 -16 =34mm，則鍵聯接所能傳遞的轉矩為：T =0.25hl'd Gp】=0.25x10x34x55x1201000 = 561N mT aT4 =371.66N *m，故單鍵即可。10.減速器附件的選擇螺栓直徑為d3=8mm蓋厚e=1.2d 3=9.6mm,螺孔直徑為8+1=9mm套杯 內內厚 s=10mm,壁 厚 e=10mm,外 緣 后 s=10mm,分 布 圓直徑

28、D)=2.5d 3+2s+D=130mm，D6=D-3=77mm,D=D-3d3=106mm,D=D-10=70mm,D=D0+2.5d 3=150mm.2、中間軸端蓋螺栓直徑為d3=8mm蓋厚 e=1.2d 3=9.6mm,螺孔直徑為8+1=9mmD0=2.5d 3+D=110mmDD-3=77mm,D=D-10=70mm,D=D0+2.5d 3=130mm.，Dj=D-3=69mm,D=D-3d3=63mm,D=D-10=100mm .3、低速軸端蓋螺栓直徑為 d3=8mm蓋厚 e=1.2d 3=9.6mm,螺孔直徑為 8+1=9mm D)=2.5d 3+D=105mmDD-3=82mm,

29、D=D-3d3=61mm,D=D-10=75mm,D=D+2. 5d3=125mm由機械設計(機械設計基礎)課程設計選定通氣帽M 36X 2，計算及說明A型壓配式圓形油標 A20( GB1160.1-89)，外六角油塞及封油墊M11-5,箱座吊耳，吊環螺釘 M12( GB825-88)，啟蓋螺釘M8。根據設計手冊查得吊耳環結構參數：d=b=24mm,b=(1.8-2.5) S 1=24mmR=d=24mm,e=(0.8-1)d=24mm.吊鉤結構參數：K=C1 +C2 =32mm,H=0.8K=25.6mm,h=0.5,H=12.8mm,r=K/6=5.3mmb=(1.8-2.5) S =30mm視孔蓋的結構參數：G =140mm C2 =125mm,b=120mm,b=105mm,d=7mm孔數為 8,蓋厚 4mm R=5mm.11.潤滑與密封齒輪采用浸油潤滑，軸承采用潤滑脂潤滑。由機械設計(機械設 計基礎)課程設計表16-1查得選用 N220