【正文】 ????? ??? ???????? 2 2. 各主要部件選擇??????????? ? ???????? 2 3. 選擇電動機??????????? ? ?????????? 3 4. 分配傳動比?????????? ?????? ?????? 3 5. 傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算?? ????????? ?? 4 6. 設(shè)計高速級齒輪??????? ???? ????????? 6 7. 設(shè)計低速級齒輪 ???? ? ? ???? ????????? 10 8. 減速器軸及軸承裝置、鍵的設(shè)計 ? ????? ? ????? 14 I 軸（ 高速 軸）及其軸承裝置、鍵的設(shè)計 ? ???? ? ?? 14 II 軸（中間軸）及其軸承裝置、鍵的設(shè)計 ???????? 19 III 軸（低速軸）及其軸承裝置、鍵的設(shè) ????????? 25 9. 潤滑與密封 ? ??????????? ? ???????? 30 10. 減速器附件設(shè)計 ??????????????????? 30 11. 箱體結(jié)構(gòu)尺寸 ???????????????????? 31 12. 設(shè)計總結(jié) ?????????????????????? 32 13. 參考文獻 ?????????????????????? 32 第 2 頁 共 32 頁 一 .題目及總體分析 題目：設(shè)計一個帶式輸送機的減速器 給定條 件：由電動機驅(qū)動，運輸帶工作拉力為 7400N，運輸帶速度為 m/s，運輸機滾筒直徑為 360mm。 工作情況：兩班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)； 使用折舊期： 8 年； 4 年一次大修； 工作環(huán)境：室內(nèi)，灰塵較大，環(huán)境最高溫度 35℃； 動力來源：電力，三相交流，電壓 380/220V； 制造條件及生產(chǎn)批量：一般機械廠制造，小批量生產(chǎn)。 整體布置如下： 二 .各主要部件選擇 目的 過程分析 結(jié)論 動力源 電動機 齒輪 斜齒傳動平穩(wěn) 高速級做成斜齒，低速級做成直齒 軸承 此減速器軸承所受軸向力不大 圓錐滾子 軸承 聯(lián)軸器 彈性聯(lián)軸器 第 3 頁 共 32 頁 三 .選擇電動機 目的 過程分析 結(jié)論 類型 根據(jù)一般帶式輸送機選用的電動機選擇 選用 Y 系列（ IP44）封閉式三相異步電動機 功率 工作機所需有效功率為 Pw＝ F V＝ 7400 = 圓柱齒輪傳動 (7 級精度 )效率 (兩對 )為η 1＝ 球軸承傳動效率 (四對 )為η 2＝ 4 彈性聯(lián)軸器傳動效率 (兩個 )取η 3＝ 輸送機滾筒效率為 η j = 電動機輸出有效功率為KWPP wr 242j321 ?????????? ???? 要求電動機輸出功率為kWPr ?? 轉(zhuǎn)速 確 定電動機的轉(zhuǎn)速 ： 滾筒的轉(zhuǎn)速 m i n/ 3 rDVnw ????? ?? 電動機的轉(zhuǎn)速為 m in/ rnw ? 型號 查得 二級 圓柱齒輪減速器傳動比范圍 60~8 ?i ，則電動機轉(zhuǎn)速可選范圍 為 m in/~ r 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min， 3000r/min 兩種。綜合考慮電動機的重量、價格等因素，最終選用型電動機。 計算如下 ： 714 70 ??i ： 為了便于二級圓柱齒輪減速器采用侵油潤滑，當二級齒輪的配對材料相同，齒面硬度 HBS? 350,齒寬系數(shù)相等時，考慮面接觸強度接近相等的條件 ， 二級圓柱齒輪減速器的高速級傳動比： ?? ii 低速級傳動比為 ： ??? iii 五 .傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算 目的 過程分析 結(jié)論 傳 動 系 統(tǒng) 的 運 動 和 動 力 參 數(shù) 計 算 設(shè)：從電動機到輸送機滾筒軸分別為 0 軸、 1 軸、 2 軸、 3 軸、 4 軸；對應(yīng)于各軸的轉(zhuǎn)速分別為 、 、 、 、 ；對應(yīng)于 0 軸的輸出功率和其余各軸的輸入功率分別為 、 、 、 、 ；對應(yīng)于 0 軸的輸出轉(zhuǎn)矩和其余名軸的輸入轉(zhuǎn)矩分別為 、 、 、 、 ；相鄰兩軸間的傳動比分別為 、 、 、 ；相鄰兩軸間的傳動效率分別為 、 、 、 。 0 軸（電動機軸）： min/14700 rn ? kWPP d 300 ?? mNnPT ????? 000 Ⅰ 軸（減速器高速軸）： m in/1470114700101 rinn ??? kWPP ???? ? 0 軸（電動機軸）： min/14700 rn ?kWP 300 ? mNT ?? Ⅰ 軸（減速器高速軸）： min/14701 rn ?kWP ? mNT ?? Ⅱ 軸（減速器中間軸） : m in/ rn ?kWP ?mNT ?? 第 5 頁 共 32 頁 傳 動 系 統(tǒng) 的 運 動 和 動 力 參 數(shù) 計 算 mNnPT ????? 111 2 軸（減速器中間軸） min/ rinn ??? kWPP ????? ?? mNnPT ????? 222 3 軸（減速器低速軸） : m i n/ rinn ??? kWPP ????? ?? mNnPT ????? 333 4 軸（輸送機滾筒軸） : m i n/ rinn ??? kWPP ????? ?? mNnPT ????? 444 3 軸（減速器低速軸） : m in/ rn ?kWP ?mNT ??? 4 軸（輸送機滾筒軸） : m in/ rn ?kWP ?mNT ?? 第 6 頁 共 32 頁 傳 動 系 統(tǒng) 的 運 動 和 動 力 參 數(shù) 計 算 軸號 電動機 兩級圓柱減速器 工作機 O 軸 1 軸 2 軸 3 軸 4 軸 轉(zhuǎn)速n(r/min) n0=1470 n1=1470 n2= n3= n4= 功率P(kw) P0=30 P1= P2= P3= P4= 轉(zhuǎn)矩T(N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。 Z1＝ 24=,取 Z2=77。 初選螺旋角 ?14?? 1. 選用斜齒圓柱齒輪傳 7 級精度 3. 小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)） 4. 大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） 按 齒 面 接 觸 強 度 設(shè) 計 ２）計算 （１）試算小齒輪分度圓直徑 td1 ，由計算公式得 mmdt 251 ??????? ???? ???? （２）計算圓周速度 smndv t / 11 ?? ????? ?? （３）計算齒寬ｂ及模數(shù) ntm 分度圓 直徑 ： mmd ? 模數(shù)： mmmn ? 第 7 頁 共 32 頁 按 齒 面 接 觸 強 度 設(shè) 計 mmdb td ????? mmZdm tnt 14c os11 ????o? ?? ????hb mmmh nt （４）計算縱向重合度 ?? 1 ??????? ??? ? Zd （５）計算載荷系數(shù) K 已知使用系數(shù) 1?AK 根據(jù) smv /? ， 7級精度，由圖 108查得動載荷系數(shù) ?VK 由表 104 用插值法查得 7 級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時， ??HK 因為 ?hb ， ??HK ，由圖 1013 查得 ??FK 由表 103 查得 ?? ?? FH KK 故載荷系數(shù) ?????? ?? HHVA KKKKK （６）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式 1010a得 mmKKdd tt ??? （７）計算模數(shù) nm mmZdm n 14c os11 ????o? 目的 過程分析 結(jié)論 按齒 根彎 曲強 度設(shè) 計 由式 1017 32121][c o s2FSFdnYYZYKTm??? ???? ??? １） 確定計算參數(shù) （１）計算載荷系數(shù) 模數(shù) nm ＝ 齒數(shù) 993121 ??ZZ 第 8 頁 共 32 頁 按 齒 根 彎 曲 強 度 設(shè) 計 ?????? ?? FFVA KKKKK （２）根據(jù)縱向重合度 ??? ，從圖 1028 查得螺旋角影響系數(shù) ??Y （３）計算當量齒數(shù) o s77c o s o s24c o s33223311??????oo??ZZZZVV （４）查取齒形系數(shù) 由表 105 查得 ?FaY ， ?FaY （５）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 105 查得 ?SaY ， ?SaY （６）由圖 1020c 查得，小齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE 5001 ?? 大齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE 3802 ?? （７）由圖 1018 查得彎曲疲勞強度壽命系數(shù) ?FNK ?FNK （８）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S＝ ，由式１０－１２得 MP aSK FEFNF ][ 111 ???? ?? MP aSK FEFNF ][ 222 ???? ?? （９）計算大小齒輪的][ FSaFaYY? 0 1 6 4 ][0 1 3 6 ][222111??????FSaFaFSaFaYYYY?? 大齒輪的數(shù)據(jù)大 ２） 設(shè)計計算 第 9 頁 共 32 頁 按 齒 根 彎 曲 強 度 設(shè) 計 mmm n 14c 2 25 ???? ?????? o 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù) nm 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，取 nm ＝ ，已可滿足彎曲強度。于是由 14c os11 ???? onmdZ ? 取 311?Z ，則 ???? ZiZ ，取 992?z 幾 何 尺 寸 計 算 １） 計算中心距 mmmZZa n 14c os2 2)9931(c os2 )( 21 ?? ????? o? 將中心距圓整為 134mm ２）按圓整后的中心距修正螺旋角 52141342 2)9931(a rc c os2 )(a rc c os 21 ????? ????? oa mZZ n? 因 ? 值改變不多，故參數(shù) ?? 、 ?K 、 HZ 等 不必修正。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。 Z1＝ 24=,取 Z2=77。根據(jù)表 153，取 112??A 于是由式152 初步估算軸的最小直徑