同軸減速器

同軸減速器,同軸,減速器 目 錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書…………………………………………………… 1傳動(dòng)方案的擬定及說明……………………………………… 2電動(dòng)機(jī)的選擇………………………………………………… 3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)…………………………… 4傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………… 5軸的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………… 6滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算……………………………………… 7鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算…………………………………… 8連軸器的選擇………………………………………………… 9減速器附件的選擇…………………………………………… 10潤(rùn)滑與密封…………………………………………………… 設(shè)計(jì)小結(jié)……………………………………………………… 參考資料目錄………………………………………………… 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目：帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 一??帶式運(yùn)輸機(jī)的工作原理 帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)示意圖如圖 1、電動(dòng)機(jī)2、帶傳動(dòng)3、齒輪減速4、軸承5、聯(lián)軸器、6、鼓輪7、運(yùn)輸帶 二 工作情況：已知條件 1? ? ? 工作條件：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有灰塵，環(huán)境最高溫度35℃； 2? ? ? ? 使用折舊期；8年； 3? ? ? ? 檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修； 4 ? ? ? 動(dòng)力來源：電力，三相交流電，電壓380/220V； 5 ? ? ? 運(yùn)輸帶速度容許誤差：±5%； 6 ? ? ? 制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。 三 原始數(shù)據(jù) ? ? ? ? 題號(hào) 參數(shù)? ? ? ? 1? ? ? ? 2? ? ? ? 3? ? ? ? 4? ? ? ? 5? ? ? ? 6? ? ? ? 7? ? ? ? 8? ? ? ? 9? ? ? ? 10 運(yùn)輸帶工作拉力（A） F/KN ? ? 1500? ? 2200? ? ?2300? ?2500? ? ?2600? ? ?2800? ? 3300? ? 4000? ? 4500? ? 4800 運(yùn)輸帶工作速度（B） v/(m/s)? ? ?1.1? ? ?1.15? ? ? ?1.2? ? ?1.25? ? ?1.?3 ? ? 1.35? ? ? 1.4? ? ? 1.45? ? ? 1.5 ? ? 1.5 卷筒直徑（C） D/mm? ? ? 200? ? ?250? ? ? 310? ? ? 410? ? ?230? ? ? 340? ? ? 350? ? ?400? ? ?420? ? ? 500 注：運(yùn)輸帶與卷筒之間卷筒軸承的摩擦影響已經(jīng)在F中考慮 四??傳動(dòng)方案（D） 編號(hào)? ? ? ? 方案? ? ? ? 編號(hào)? ? ? ? 方案 1? ? ? ? 帶——單級(jí)斜齒輪圓柱齒輪減速器? ? ? ? 2? ? ? ? 二級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器 3 圓錐圓柱齒輪減速器 4 二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器 5? ? ? ? 單級(jí)蝸桿減速器? ? ? ? 五 ? 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1.? ? ? ? 電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算； 2.? ? ? ? 斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 3.? ? ? ? 軸的設(shè)計(jì) 4.? ? ? ? 滾動(dòng)軸承的選擇 5.? ? ? ? 鍵和連軸器的選擇與校核； 6.? ? ? ? 裝配圖、零件圖的繪制 7.? ? ? ? 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫 六 ? ?設(shè)計(jì)任務(wù) 1．? ? ? ? 減速器總裝配圖一張 2．? ? ? ? 齒輪、軸零件圖各一張 3．? ? ? ? 設(shè)計(jì)說明書一份 七? ? ? 設(shè)計(jì)進(jìn)度 1、? ? ? ? 第一階段：總體計(jì)算和傳動(dòng)件參數(shù)計(jì)算 2、 第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計(jì) 3、 第三階段：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制 4、 第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算說明書的編寫 八 評(píng)分細(xì)則 1、設(shè)計(jì)任務(wù)說明書. 40分 2、圖紙質(zhì)量 40分 3、進(jìn)度檢查表(每天進(jìn)行一次進(jìn)度檢查) 20分 一　傳動(dòng)方案的擬定及分析 我的題號(hào)為A6B6C1D3 A6----運(yùn)輸帶工作拉力F=2800N B6----運(yùn)輸帶工作速度V=1.35m/s C6----卷筒直徑D=340mm B----二級(jí)圓同軸式柱齒輪減速器 由題目所給的傳動(dòng)方案，本設(shè)計(jì)為同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器，同軸齒輪減速器是常用減速器之一：減速器同軸輸出,閉式傳動(dòng),能有效減少灰塵帶來的影響,減速器橫向尺寸較小，兩大齒輪浸油深度可以大致相同。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸向尺寸大，中間軸較長(zhǎng)、剛度差，中間軸承潤(rùn)滑較困難。 1—電動(dòng)機(jī)；2—聯(lián)軸器；3—齒輪減速器；4—帶式運(yùn)輸機(jī)；5—鼓輪；6—聯(lián)軸器 二　電動(dòng)機(jī)的選擇 1． 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇 　　根據(jù)環(huán)境條件要求，電力，三相交流電，電壓380/220V。所以采用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。 2． 電動(dòng)機(jī)容量的選擇 1） 工作機(jī)所需功率Pw 其中 =0.96 (見機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)P9，以下簡(jiǎn)稱課設(shè)) 2） 3） 電動(dòng)機(jī)的輸出功率 Pd＝Pw/η η＝＝0.918 取 3． 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 nd＝（i1’·i2’…in’）nw 初選為同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動(dòng)機(jī) 4．電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定 由表20－1查出電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-4,其額定功率為5.5kW，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min?；痉项}目所需的要求。 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配 1． 計(jì)算總傳動(dòng)比 由電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速nw可確定傳動(dòng)裝置應(yīng)有的總傳動(dòng)比為： i＝nm/nw nw＝75.87 i＝18.97 2． 合理分配各級(jí)傳動(dòng)比 由于減速箱是同軸式布置，所以i1＝i2。 因?yàn)閕＝18.97，取i＝4.36，i1=i2=4.36 速度偏差為<5%，所以可行。 各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩 項(xiàng) 目 電動(dòng)機(jī)軸 高速軸I 中間軸II 低速軸III 轉(zhuǎn)速（r/min） 960 960 269.67 75.75 功率（kW） 5.5 5.25 5.15 5.05 轉(zhuǎn)矩（N·m） 34.85 148.9 636.5 三　齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 　　對(duì)于同軸減速器設(shè)計(jì)，只需設(shè)計(jì)第二級(jí)齒輪傳動(dòng) 1． 選精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1） 材料及熱處理； 選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 2） 精度等級(jí)選用7級(jí)精度； 3） 試選小齒輪齒數(shù)z1＝24，大齒輪齒數(shù)z2＝104.64的； 4） 初選β＝14。 2． 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按式試算，即 dt≥ 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 （1） 試選Kt＝1.6 （2） 由圖10－30選取區(qū)域系數(shù)ZH＝2.433 （3） 由表10－7選取尺寬系數(shù)φd＝1 （4） 由圖10－26查得εα1＝0.79，εα2＝0.87，則εα＝εα1＋εα2＝1.66 （5） 由表10－6查得材料的彈性影響系數(shù)ZE＝189.8Mpa （6） 由圖10－21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim1＝600MPa；大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限σHlim2＝550MPa； （7） 由式10－13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1＝60n1jLh＝7.6×10e9 N2＝N1/i＝1.75×10e9 （8） 由圖10－19查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1＝0.91；KHN2＝0.95 （9） 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1％，安全系數(shù)S＝1.2，由式（10－12）得 [σH]1＝540MPa [σH]2＝522.5MPa2.433 2） 計(jì)算 （1） 試算小齒輪分度圓直徑d1t d1t≥ =65.08 （2） 計(jì)算圓周速度 v==1.12m/s （3） 計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnt b=φdd1t=1×65.08mm=65.08mm mt=2.63 h=2.25mnt=2.25×2.63mm=5.92mm b/h=10.99 （4） 計(jì)算載荷系數(shù)K 已知載荷平穩(wěn)，所以取KA=1.1 根據(jù)v=0.0.996m/s,7級(jí)精度，由圖10—8查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.1；由表10—4查的KHβ的計(jì)算公式和直齒輪的相同， 故 KHβ=1.4 由表10—13查得KFβ=1.42 由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故載荷系數(shù) K=KAKVKHαKHβ=2.193 （5） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（10—10a）得 d1==mm=72.27mm （6） 計(jì)算模數(shù)mn mn =2.83 3． 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式(10—17) mn≥ 1） 確定計(jì)算參數(shù) （1） 計(jì)算載荷系數(shù) K=KAKVKFαKFβ=2.187 （2） 查取齒型系數(shù) 由表10－5查得YFa1=2..57；Yfa2=2.16 （3） 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表10－5查得Ysa1=1.58；Ysa2=1.81 （4） 計(jì)算[σF] σF1=500Mpa σF2=380MPa KFN1=0.95 KFN2=0.98 [σF1]=339.29Mpa [σF2]=266MPa （5） 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 =0.013376 =0.016368 大齒輪的數(shù)值大。 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 mn≥=2.09取mn=2.5 4． 幾何尺寸計(jì)算 1） 計(jì)算中心距 z1=28.05，取z1=29 z2=126.44 取Z2=127 a=199.68 a圓整后取200mm 按調(diào)整后的中心距修正螺旋角 14.3615。 修正 d1=74.84mm d2=325.16mm 2） 計(jì)算齒輪寬度 B1=80mm，B2=75mm 3） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故以選用腹板式為宜。其他有關(guān)尺寸參看大齒輪零件圖。 五　軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 擬定輸入軸齒輪為右旋 中間軸： 1． 初步確定軸的最小直徑 d≥＝=30.28mm 2． 求作用在齒輪上的受力 Ft1==1306.5N Fr1=Ft=463N Fa1=Fttanβ=321N； Ft2=4580N Fr2=1718N Fa2=428.43N 3． 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1） 擬定軸上零件的裝配方案 i. I-II段軸用于安裝軸承33306，故取直徑為30mm。 ii. II-III段軸肩用于固定軸承，查手冊(cè)得到直徑為33mm。 iii. III-IV段為小齒輪，外徑90mm。 iv. IV-V段分隔兩齒輪，直徑為38mm。 v. V-VI段安裝大齒輪，直徑為34mm。 vi. VI-VIII段安裝套筒和軸承，直徑為30mm。 2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1. I-II段軸承寬度為22.75mm，所以長(zhǎng)度為22.75mm。 2. II-III段軸肩考慮到齒輪和箱體的間隙12mm，軸承和箱體的間隙4mm，所以長(zhǎng)度為16mm。 3. III-IV段為小齒輪，長(zhǎng)度就等于小齒輪寬度85mm。 4. IV-V段用于隔開兩個(gè)齒輪，長(zhǎng)度為120mm。 5. V-VI段用于安裝大齒輪，長(zhǎng)度略小于齒輪的寬度，為80mm。 6. VI-VIII長(zhǎng)度為44mm。 4． 求軸上的載荷 5． 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 1） 判斷危險(xiǎn)截面 由于截面IV處受的載荷較大，直徑較小，所以判斷為危險(xiǎn)截面 2） 截面IV右側(cè)的 截面上的轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 由于軸選用40cr，調(diào)質(zhì)處理，所以 ，，。 （[2]P355表15-1） a) 綜合系數(shù)的計(jì)算 由，經(jīng)直線插入，知道因軸肩而形成的理論應(yīng)力集中為，， （[2]P38附表3-2經(jīng)直線插入） 軸的材料敏感系數(shù)為，， （[2]P37附圖3-1） 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 查得尺寸系數(shù)為，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為， （[2]P37附圖3-2）（[2]P39附圖3-3） 軸采用磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為， （[2]P40附圖3-4） 軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)值為 b) 碳鋼系數(shù)的確定 碳鋼的特性系數(shù)取為， c) 安全系數(shù)的計(jì)算 軸的疲勞安全系數(shù)為 735 故軸的選用安全。 輸入軸： 1． 初步確定軸的最小直徑 2． 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1） 確定軸上零件的裝配方案 3． 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 W=74569N.mm T=50336N.mm 45鋼的強(qiáng)度極限為，又由于軸受的載荷為脈動(dòng)的，所以。 輸出軸 1． 初步確定軸的最小直徑 2． 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1） 軸上零件的裝配方案 4． 求軸上的載荷 Mm=9875N.mm T=659000N.mm 6. 彎扭校合 連軸器的選擇 由于彈性聯(lián)軸器的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以考慮選用它。 二、 高速軸用聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算 由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，所以工作情況系數(shù)為， 計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 所以考慮選用彈性柱銷聯(lián)軸器TL4（GB4323-84），但由于聯(lián)軸器一端與電動(dòng)機(jī)相連，其孔徑受電動(dòng)機(jī)外伸軸徑限制，所以選用TL5（GB4323-84） 其主要參數(shù)如下： 材料HT200 公稱轉(zhuǎn)矩 軸孔直徑， 軸孔長(zhǎng)， 裝配尺寸 半聯(lián)軸器厚 （[1]P163表17-3）（GB4323-84） 三、 第二個(gè)聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算 由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，所以工作情況系數(shù)為， 計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 所以選用彈性柱銷聯(lián)軸器TL10（GB4323-84） 其主要參數(shù)如下： 材料HT200 公稱轉(zhuǎn)矩 軸孔直徑 軸孔長(zhǎng)， 裝配尺寸 半聯(lián)軸器厚 （[1]P163表17-3）（GB4323-84） 減速器附件的選擇 通氣器 由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M18×1.5 油面指示器 選用游標(biāo)尺M(jìn)16 起吊裝置 采用箱蓋吊耳、箱座吊耳 放油螺塞 選用外六角油塞及墊片M16×1.5 潤(rùn)滑與密封 一、 齒輪的潤(rùn)滑 采用浸油潤(rùn)滑，由于低速級(jí)周向速度為，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為50m。 二、 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 由于軸承周向速度為，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤(rùn)滑。 三、 潤(rùn)滑油的選擇 齒輪與軸承用同種潤(rùn)滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-AN15潤(rùn)滑油。 四、 密封方法的選取 選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。 密封圈型號(hào)按所裝配軸的直徑確定為（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。 軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。 設(shè)計(jì)小結(jié) 由于水平有限，且是第一次做機(jī)械設(shè)計(jì)，所以這次的設(shè)計(jì)還存在許多缺點(diǎn)，比如說箱體結(jié)構(gòu)龐大，重量也很大。齒輪的計(jì)算不夠精確等等缺陷，我相信，通過這次的實(shí)踐，能使我在以后的設(shè)計(jì)中避免很多不必要的工作，有能力設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)更緊湊，傳動(dòng)更穩(wěn)定精確的設(shè)備。 參考資料目錄 [1]《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，高等教育出版社，王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn)主編，1995年12月第一版； [2]《機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）》，高等教育出版社，濮良貴，紀(jì)名剛主編，2001年7月第七版； [3]《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，同濟(jì)大學(xué)出版社，洪鐘德主編，2002年5月第一版； [4]《減速器選用手冊(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版社，周明衡主編，2002年6月第一版； [5]《工程機(jī)械構(gòu)造圖冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社，劉希平主編 [6]《機(jī)械制圖（第四版）》，高等教育出版社，劉朝儒，彭福蔭，高治一編，2001年8月第四版； [7]《互換性與技術(shù)測(cè)量（第四版）》，中國(guó)計(jì)量出版社，廖念釗，古瑩庵，莫雨松，李碩根，楊興駿編，2001年1月第四版。 16