ZSY160-三级直齿减速器的设计.doc

ZSY160减速器的设计（三级） 系部：机电工程系 专业：机电一体化 班级：05机电单招 姓名：刘斌 学号：0501032231 指导老师：张逊 职称：教师任务书设计—三级减速器，用于输送装置，其输入功率为21KW，传动比为38.5，额定寿命为3×8×10×360=86400h目 录一 、 传动装置的总体设计………………………………………3二 、 圆柱齿轮传动的设计计算…………………………………4三 、 轴的设计………………………………………………........7四 、 轴承寿命计算……………………………………………..18五 、 选用键并校核强度………………………………………..19六 、 箱座箱盖设计……………………………………………..19七 、 齿轮和轴承的润滑………………………………………..20八 、 减速器的装配型式………………………………………..20九 、 绘制减速器的装配图……………………………………..21十 、 绘制减速器的零件图……………………………………..21十一、参考文献…………………………………………………..21一 、 传动装置的总体设计设计由电动机驱动的闭式标准斜齿圆柱齿轮传动，已知：P=2 KW，输入轴转速n1=735 r/min,传动比i=38.5，选用Y180L-4型电动机，电动机轴径直径D=60 mm，电动机外廓尺寸为710mm×355mm×430mm，输送机为电动机，工作平稳，单向运转，每天三班工作，每天8小时，每年工作300天，预期寿命为10年。

运动参数及动力参数：Ⅰ轴 n1=735 r/minⅡ轴 n2=n1/（59/17）=211.78 r/minIII轴 n3=n2/(67/19)=60.06 r/minⅣ轴 n4=n3/(66/21)=19.11 r/min滚动轴 nw=n4=19.11 r/minⅠ轴 P1=P×η1=22×0.96=21.12 KWⅡ轴 P2=P1×η22×η3=21.12×0.98×0.97=19.68 KWⅢ轴 P3=P2×η22×η=18.34 KWⅣ轴 P4=P3×η2×η3×η4=18.34×0.98×0.97×0.98×0.95=16.23 KWⅠ轴 T1=9550Pr/n1=9550×21.12/735=274.42 N﹒mⅡ轴 T2=9550P2/n2=9550×19.68/211.78=887.45 N﹒mⅢ轴 T3=9550P3/n3=9550×18.34/60.06=2916.20 N﹒mⅣ轴 T4=9550P4/n4=9550×16.23/19.11=8110.753 N﹒m滚动轴 TW=T4=8110.753 电动机Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴Ⅳ轴滚动轴速度r/min735735211.7860.0619.1119.11功率KW221.1219.6818.3416.2316.23扭距9550274.42887.452916.208110.7538110.753传动比3.473.533.141.00效率0.960.950.950.89二、圆柱齿轮传动的设计计算1）齿轮选用20CrMo，齿部渗碳淬火，齿面硬度为HRC54～58，芯部HRC30～42。

2）齿轮轴选用20CrMo ，齿部渗碳淬火，齿面硬度为HRC58～62，芯部硬度为30～42该减速器为减速传动装置，据《机械设计基础》表6—2，初选8级精度由于是闭式硬表面的齿轮传动，齿轮承载能应由如下决定： Mn≥Z1=17,Z2=59,β=15o,Z3=19,Z4=67,Z5=66当量齿数:Zr1=Z/cos3β=17/cos315=18.86Zr2=65.47Zr3=20.30Zr4=71.59Zr5=22.44Zr6=70.52由《机械设计基础》表6-6选取4d=b/d=0.7εβ1=0.318×4d×Z1tanβ=0.318×0.7×17tan15o=1.013>1螺旋角系数:Yβ1=1－εβ（β/120O）=1－1.013×（15O/120O）=0.874εα1=[1.88－3.2×（1/Z1＋1/Z2）]cosβ=1.6εβ2=0.318×0.7×19×tan150=1.13>1εβ3=0.318×0.7×22×tan150=1.31>1Yβ2=1－εβ2×（15o/120o）=0.859Yβ3=1－εβ3（β/120o）=0.836εα2=[1.88－3.2×（1/19＋1/67）]cos15o=1.607εα3=[1.88－3.2×（1/21＋1/66）]cos15o=1.625tanαn=tanαtcosβtan20o=tanαtcos15oαt=20.65otanβ2=tanβcosαt=tan15ocos20.65oβb=14.08oεαn1=εα1/cos2βb=1.6/cos214.08o=1.70εαn2=εα2/cos2βb=1.607/cos214.08o=1.708εαn3=εα3/cos2βb=1.625/cos214.08o=1.727重合复系数:Yε1=0.25＋0.75/εαn=0.69Yε2=0.25＋0.75/1.708=0.69Yε3=0.25＋0.75/1.727=0.68由《机械设计基础》书中表6-5得齿形系数:YFα1=2.97YFα2=2.28YFα3=2.85YFα4=2.24YFα5=2.76YFα6=2.26应力修正系数:Ysa1=1.52Ysa2=1.73Ysa3=1.55Ysa4=1.75Ysa5=1.56Ysa6=1.74载荷系数:由《机械设计基础》书中表6-3取:K=1.4由式6-2,[σF]=（σFWnYNT/SF）MPa由图6-9,查得σFWn=1500MPa 均用应力循环次数N1=60N ijLn=60×735×1×(3×8×10×300)=3.175×109YNT=0.8N2=60×211.78×72000=0.915×109 YNT==0.9 N3=60×60.06×72000=0.259×109 YNT=1许用弯曲应力: SF=1.25[σF1]=σFWnYNT/SF=(1500×0.8)/1.25=960 MPa[σF2]=σFWnYNT/SF=(1500×0.9)/1.25=1080 MPa[σF3]=σFWnYNT/SF=(1500×1)/1.25=1200 MPaMn≥取 Mn1=2 mmMn2≥取 Mn2=2.50 mmMn3≥取 Mn3=3.5 mm主要几何尺寸:a1=mn(Z1+Z2)/2cosβ=2(17+59)/2cos15o=78.68mm 取a1=79mma2=2.5(19+67)/2cos15o=113.88 取a2=114mma3=3.5(21+66)/2cos15o=159.6 取a3=160mmβ1=arccos[mn(Z1+Z2)/2a]=arccos[2(17+59)/(2×79)]=15.84oβ2=arccos[2.5(19+67)/(2×114)]=19.44oβ3=arccos[3.5(21+66)/2×160]=17.9od1=mnZ1/cosβ=2×17/cos15o=35.20d2=mnZ2/cosβ=2×59/cos15o=122.16d3=mnZ3/cosβ=2.5×19/cos15o=49.176d4=mnZ4/cosβ=2.5×67/cos15o=173.41d5=mnZ5/cosβ=3.5×21/cos15o=76.09d6=mnZ6/cosβ=3.5×66/cos15o=239.15b1=34b2=28b3=45b4=40b5=65b6=60校核齿面接触疲劳强度：由《机械设计基础》书中表6-4查得ZT2=189.8图6-15查得ZH1=2.42 ZH2=2.37 ZH3=2.39Zβ1=Zβ2=Zβ3=εα1=[1.88－3.2×(1/17+1/59)]cosβ=1.578εα2=[1.88－3.2×(1/19+1/67)]cos19.44o=1.57εα3=[1.88－3.2×(1/21+1/66)]cos17.9o=1.599εβ1=0.318×4dZ1tanβ=0.318×0.7×17×tan15.84o=1.07>1 取εβ1=1εβ2=0.318×0.7×19×tan19.44o=1.49>1 取εβ2=1εβ3=0.318×0.7×22×tan17.9o=1.58>1 取εβ3=1Zε1=Zε2=Zε3=许用接触应力:由式6-1[σH]=(σHWnZNT/SH)MPaσHmin=1500MPaN1=3.175×109 N2=N1/i1=0.915×109N3=0.915×109 N4=N/3.53=0.259×109N5=0.259×109 N6=N/i=0.082×109ZNT1=1.3 ZNT2=1.32 ZNT3=1.32 ZNT4=1.42ZNT5=1.42 ZNT6=1.45 SH=1[σH1]=σFWnZNT1/1=1950MPa[σH2]=1980MPa=[σH3][σH4]=2130MPa=[σH5][σH6]=2175MPaεh1=所以,接触强度足够 所以,接触强度足够 所以,接触强度足够齿轮的圆周速度vV=πd2n1/60000=(π×122.96×735)/60000=4.7m/s所以,精度合格三 轴的设计选择轴的材料并确定许用应力:齿轮轴选用20CrMo渗碳淬火输出轴:选用35CrMo 调制处理由表5-1查得极限σB=637MPa齿轮轴轴的最小直径dmin≥Ⅰ轴dmin=Ⅱ轴dmin=Ⅲ轴dmin=Ⅳ轴dmin=滚筒轴dmin=75㎜计算齿轮啮合力:圆:Ft1=πT1/d1=π×274420/35=24631.8N径:Fr1=Ft1tan20o/cosβ=24631.8tan20o/cos15.84o=9319.1N轴:Fa1=Ft1tanβ=24631.8tan15.84o=6988.45NFt2=πT2/d2=π×887.45/49.176=56.6945NFr2=Ft2tanαn/cosβ=56.6945tan20o/cos19.44o=21882.61NFa2=Ft2tanβ=56694.45tan19.44o=20009.76NFt3=πT3/d3=π×2912.20/76.09=120238.48NFr3=Ft3tanαn/cosβ=120238.84×tan20oCos17.9o=。