二级直圆柱齿轮减速器说明书.docx
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1、二级圆柱直齿轮减速器 专 业: 机械工程 班 级: 1303班设计者: 赫思尧学号: 13221067指导教师: 王青温 徐双满2024-9-5目 录一、设计任务书441.2 设计任务41.3 设计时间41.4 传动方案41.5 设计参数(原始数据)51.6 其它条件51.7 任务分析5二、传动方案论证6方案一:原方案6方案二:高速级带传动传动改为齿轮传动6方案三:低速齿轮传动传动改为链传动6三、电动机的选择73.1 电动机的类型和结构型式的选择73.2 电机选择7四、 总传动比的确定及各级传动比分配994.2 各级传动比的分配及其说明94.3 齿轮传动各级传动比的分配说明9104.5 各轴传
2、动和动力参数汇总表(理论值)11五、各级传动的设计计算125.1 V带传动 125.2 高速级齿轮传动设计计算155.3 低速级齿轮设计19六、轴、键、轴承的设计计算及校核23236.2 高速轴及轴上零件的设计和校核246.3 中速轴及轴上零件的设计和校核296.4 低速轴及轴上零件的设计和校核33七、箱体结构的设计387.1 机体的刚度387.2 机体内零件的润滑,密封散热387.3 机体结构的工艺性387.4 附件设计3840八、润滑密封设计42九、经济性分析439.1 电机的选择439.2 轴最小直径的选择439.3 轴承的选择439.4 其他零件的选择43十、 心得感受44一、设计任务
3、书混凝土搅拌机上用的传动装置,单项运转两班制工作。设计任务1、减速器装配图(0号)1张2、中速轴工程图(3号)1张3、高速级大齿轮工程图(3号)1张4、减速器装配图草图(3号)1张5、设计计算说明书1份设计时间2015年11月至2016年1月传动方案1-外圈齿轮 2-搅拌桶4-展开式两级圆柱齿轮减速器 3-联轴器 5-V带 6-电机 7-输出齿轮设计参数(原始数据) (1) 搅拌机所需功率 10 kw (2) 传给大齿圈的输入轴转速:60 r/min (3)使用年限 10年 (4) 大齿圈直径1500mm,转速14r/min1.6其它条件(1)双班制工作、使用期限为10年(有效工作时间4800
4、0h)。(2)工作时有轻微震动,单向运转。1.7 任务分析 (1)V带传动需要放在高速级 (2)采用闭式软齿面斜齿轮传动(3)结构要求均匀(4)电动机选择:三相异步电动机二、 传动方案论证方案一:原方案将传动能力较小的带传动及其它摩擦传动装置布置在高速级,有利于整个传动系统结构紧凑及均匀。当装置负载时,V带通过打滑很好的保护系统不受损害。带传动布置在高速级更有利于体现其传动平稳、缓冲吸震、减小噪音的特点方案二:高速级带传动传动改为齿轮传动齿轮传动较带传动效率高,传动比更能准确的保证,但更换齿轮较更换V带价格贵,会增加成本,且带齿轮工作噪声大,在工作中会因为扭转变动引起的载荷不均匀现象。方案三:
5、低速齿轮传动传动改为链传动齿轮传动平稳,占用空间小,但有残渣夹入齿轮时会影响寿命。链传动安装空间大,且由于搅拌桶的直径较大,所用链条的重量和长度会给工作造成不便,且工作效率也会收到极大的影响。综和考虑后,高速级用带传动,低速级用齿轮传动,即原方案。三 、电动机的选择3.1 电动机的类型和结构型式的选择根据直流电动机需直流电源,结构复杂,价格高且维护不便等原因,一般在实际生产中较普遍采用三相交流电源的电动机。考虑到粉尘的影响,采用卧式。选择Y系列笼型三相交流异步电动机。它效率高、工作可靠、结构简单、维护方便,价格低,适用于不易燃、不易爆,无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。由于启动性能较好。也适用于
6、某些要求较高起动转矩的机械。3.2 电机选择由电动机至工作机的总效率 a0、1、2、3、4分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器、搅拌桶的效率电动机所需的输出功率Pd=10/0.768=13.02 Kw电动机额定功率Ped,查表取 Ped = 15 KW Pd =13.02 KW 电动机额定转速n1n4=60r/min n5=14r/min 所以3由机械设计课程指导书(以下未经说明都是这本书)P7查的 1*2=840,0=24(0位为带传动传动比,1为减速箱高速级传动比,2为减速箱低速级传动比,3为减速器输出轴与工作轴的传动比) n1=0*1*2*n4=9609600 r/min3.2.4 选择
7、电机及相关参数符合这一范围的异步转速有1000 r/min、1500 r/min、3000r/min当选择转速高的电动机时,极对少的电动机更便宜,而且带传动结构更紧凑,但使传动装置的总传动比、结构尺寸和重量增加。1500转的电机较1000转的电机价格便宜,较3000转的工作噪声小,且由于单向工作,3000转电机不适合。 根据以上所述综合考虑,选取nd=1500r/min下面是所选电机的一些参数:总效率Pd =13.02 kw选电机:Ped =15 kwn1=1500r/min四、 总传动比的确定及各级传动比分配 a=nm/n5=1460/14=104.286 0*1*2*3 式中:nm -电动
8、机的满载转速,单位r/min。4.2 各级传动比的分配及其说明4.2.1. V带理论传动比2-4, 初选 0=4.2.2. 两级齿轮理论传动比1 * 2=a/(0 * 3)=104.286/(2.5*4.286)4.3 齿轮传动各级传动比的分配说明 (1)各级传动比应在推荐值内,一发挥其性能,并使结构紧凑。 (2)应使各级传动的结构尺寸协调、匀称。 (3)应使传动装置外廓尺寸紧凑,重量轻。 (4)使各级大齿轮直径相近,以使大齿轮有接近的浸油深度,有利于润滑,同时还能使减速器具有较小的轮廓尺寸。 (5)不能使高速级传动比过大,否则会使传动零件与零件之间发生干涉碰撞。(6)为了有利于浸油润滑,应使
9、两级大齿轮直径相近,这样做也有利于使传动装置外廓尺寸更加紧凑。应使i1 i2。由表P17-图-12得式中:1-高速级齿轮理论传动比;2-低速级齿轮理论传动比。计算传动装置的运动和动力参数4.4.1 各轴转速 n1=1460 r/min n5=14 r/min n2=n1/0=1460/2.5=584 r/min P1=13.02kw P2=P1*0=13.02*0.96=12.5 KWP3=P2*1*2=11.88 KWP4=P3*1*2=11.29 KWP5=P4*1*2*3=10.63 KWP6=P5*1=10.42 KWT1=9550*Pd/nmT2=T1*0*i0=204.40 NmT
10、3=T2*i1*1*2=701.42 NmT4=T3*i2*1*2=1797.62 NmT5=T4*i3*1*2*2=7250.67 Nm4.5 各轴传动和动力参数汇总表(理论值) 各轴的输入功率、转矩、转速轴号P(KW)T (N.m)n (r/min)传动比i效率电机轴14600584i1=3.61121260123桶轴14工作1414a0=n1=1460n2=584n4=60五、 各级传动的设计计算 5.1 V带传动 5.1.1 主要传动参数 已知:工作条件为双班工作制,载荷平稳,工作机为带式输送,主要参数如下:电动机功率Pd =13.02 kw转速 n1=1460 r/min ,0= 5
11、设计计算1. 确定计算机功率 查课本P156 表8-8 得工作情况系数5Pca=KA*Pd=1.5*13.02=19.53 kw2. 选取V带带型 由课本P157-表-8-9 知,选用B型带3. 确定带轮基准直径(1) 初选小带轮的基准直径为dd1 由课本P157-表8-9,P155-表-8-7选取,180mm(2)计算大带轮的基准直径由1式(8-15a)计算大带轮的基准直径dd2180*2.5=450mm(3) 验算带速 所以选取合适4. 由1表8-20确定V带的基准长度和传动中心距初选中心距 a0= 600mm由P145 表8-2 选带的基准长度 5. 验算主动轮上的包角所以主动轮上包角符
12、合要求。6. 计算V带的根数Z得 所以Z=57、计算单根V带的初拉力的最小值(Fo) min查1表8-3得B型带的单位长度质量7kg/m所以单根V带的初拉力:(Fo) min=500 Pca (2.5 - K) /(ZVK)+qV2 =500272757 62 =N应使带的实际初拉力Fo(Fo) min8、计算压轴力Fp ( Fp ) min =2Z(Fo) min sin(1/2)=25sin(153.33/2)N 5V带传动主要参数汇总表带型计算功率Pca(kw)基准直径(mm)基准度Ld(mm)中心距a(mm)小轮包角1根数dd1dd2B1804502180547.6451o5单根带初拉
13、力 F0=273 N 5由以上各步设计计算得带传动的:实际传动比:iv= dd2/ dd1=450/180=2.5I轴实际转速:nI=nm/iv=1460/2.5=584 r/minI轴实际转矩:TI=9.55106 PI / nI=9.55106/ 584=Nm5.2 高速级齿轮传动设计计算 5原始数据1、输入转矩TI=204396Nmm小齿轮转速nI=584 r/min理论齿数比= i1=3.612、选定齿轮类型、精度等级及齿数(1)、根据设计方案,采用标准直齿圆柱齿轮(2)、该减速器用于搅拌,其工作速度较低,周围环境中粉尘偏高,故采用闭式软齿面。于是,小齿轮45cr调质处理HBS1 =
14、280HBS大齿轮45钢正火处理HBS2 = 240HBS 由教课书上P 207-209页 图10-20和10-21 Hlim1 =600Mpa,FE1= 500MpaHlim2= 550Mpa,FE2= 380Mpa(3)、精度等级为7级(4)、初选z1=24得:z2=z1=243.61=圆整取:z2=87 5.2.2 按齿面接触疲劳强度设计由d1t 2kT1(+1)(ZHZEZ/ H ) 2/ (d)1/31、确定公式中各计算数值(1) 初选载荷系数Kt =1.3(2) 由课本表10-7,取得:高速级定: d=1 由1表10-6,得:ZE=189.8(Mpa)1/2(3) 由图P203-图
15、20 ,得:ZH=2.5 (n=20o, t=0 o)(4) 由图10-26 得:1=0.8,2=0.918得:1+2 所以 Z=(4-(5) 应力循环系数N1=60n1Lhj=60584(8230010) 1=109得:N2= N1 /=6109/3.61=109(6) 由1表10-23, 查得kHN16,kHN2=(7) 通用齿轮和一般工业齿轮,按一般可靠度要求选取安全系数SH。所以由1表 , 取S=1(8) H1=( kHN1Hlim1)/S=(0.96600)/1=576MpaH2=( kHN2Hlim2)/SH=(550) /1=Mpa 因为 H1 H2 所以取:H= H1=576M
16、pa2、计算(1) d1t 2ktT1(+1)(ZHZEZ/H )2/(d)1/3 =21.3204396(3.61)2 /(15402)1/3=mm(2) 齿轮的圆周速度:V=d1tnI /(601000)=m/s(3) 齿宽: b=dd1t=1=mm(4) 计算载荷系数ka 由1表10-2查得:kA=1.75b. 根据V=m/s及齿轮精度为7级由1表10-8 , 查得:动载系数kv=1.10c. kAFt/ b=2*T*KA/(b*d) 100 N/mm由1表10-3,查得:齿间载荷分配系数:kH=kF=1.0d. 由1表10-4,齿向载荷分布系数kH4得到动载系数: k=kAkvkHkH
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