二級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)說明書

1 二級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)說明書 一 . 課程設(shè)計(jì)書 設(shè)計(jì)課題 : 帶式輸送機(jī)中的二級(jí)圓柱齒輪減速器 表一 : 參 數(shù) 題 號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 輸送帶工作拉力F(N) 1600 1800 2000 2200 2200 1500 2100 2100 1900 2000 輸送帶工作速度v(m/s) 筒直徑D(300 300 300 300 300 300 400 400 400 450 二 . 設(shè)計(jì)要求 1、通過設(shè)計(jì)使學(xué)生綜合運(yùn)用有關(guān)課程的知識(shí)，鞏固、深化、擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，樹立正確的設(shè)計(jì)思想。 2、 培養(yǎng)分析和解決工程實(shí)際問題的能力，使學(xué)生掌握簡單機(jī)械的一般設(shè)計(jì)方法和步驟。 3、提高學(xué)生的有關(guān)設(shè)計(jì)能力，如計(jì)算能力、繪圖能力等，使學(xué)生熟悉設(shè)計(jì)資料的使用，掌握經(jīng)驗(yàn)估算等機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能。 2 三、 設(shè)計(jì)工作量： 1、設(shè)計(jì)說明書 1 份 2、減速器裝配圖 1 張 3、零件工作圖 13 張 4、答辯 三 . 設(shè)計(jì)步驟 1. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 2. 電動(dòng)機(jī)的選擇 3. 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 4. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 5. 設(shè)計(jì) 6. 齒輪的設(shè)計(jì) 7. 滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 3 2、工作條件 連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，單班制工作，使用期限 5 年，輸送帶速度允許誤差為 5% 圖一 :(傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖 ) 初步確定傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案如 :傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖所示。 選擇 V 帶傳動(dòng)和二級(jí)圓柱斜齒輪減速器（展開式）。 傳動(dòng)裝置的總效率a5423321 a 為 V 帶傳動(dòng)的效率 , 2 為齒輪傳動(dòng)的軸承效率， 3為齒輪的效率， 4 為聯(lián)軸器的效率， 5卷筒軸的效率， 6 卷筒的效率。 4 電動(dòng)機(jī)所需工作功率為： P P / 工作主軸的轉(zhuǎn)速為 nD60 = 經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍， V 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 i 2 4，二級(jí)圓柱輪減速器傳動(dòng)比 i 8 則總傳動(dòng)比合理范圍為 i 16動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 n i n（ 16160） 9172r/ 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比， 選定型號(hào)為 4 的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為 4載轉(zhuǎn)速 步轉(zhuǎn)速 1500r/ 方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 同步轉(zhuǎn)速 r/定轉(zhuǎn)速 r/傳動(dòng)比 1 500 1440 5 2 000 960 （ 1） 總傳動(dòng)比 由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 n 和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 n，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為n /n 1440/ 2） 分配 傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 i i 式中10, 為使 V 帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過大，初步取0i 減速器傳動(dòng)比為 i 0/步選取 i （ 1） 各軸轉(zhuǎn)速 n 0/1440/n1/ n n/ 2i r/n=n= 2） 各軸輸入功率 P1 Pp 23 PP 23 4 PP 5 6= 3） 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 1T =i 1 Nm 電動(dòng)機(jī)軸的輸入轉(zhuǎn)矩550=9550 440=m 所以 : Ti 1 =m TT 1i 1 2 =m 6 TT 2i 2 3=m T=T3 4 =m 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果如下表 軸名 功率 P 矩 T 轉(zhuǎn)速 r/入 輸入 電動(dòng)機(jī)軸 1440 1軸 軸 軸 軸 確定計(jì)算功率 查課本 A P=中 為工作情況系數(shù)， p 為傳遞的額定功率 ,既電機(jī)的額定功率 . 選擇帶型號(hào) 根據(jù) 課本 型帶 選取帶輪基準(zhǔn)直徑21, dd 帶輪基準(zhǔn)直徑 00 驗(yàn)算帶速 v 在 5 25m/s 范圍內(nèi)，帶充分發(fā)揮。查表取從動(dòng)帶輪直徑 80 確定中心距 a 和帶的基準(zhǔn)長度 由于 ,所以 初步選取中心距 a： ，初定中心距000 ，所以帶長 , 7 d 取基準(zhǔn)長度400 得實(shí)際中心距 d 0 取 89 驗(yàn)算小帶輪包角1 21 a ，包角合適。 確定 v 帶根數(shù) z 查課本表 7 7并 由 內(nèi) 插 值 法 得 . 查課本表 7K =查課本表 7由內(nèi)插值法得 K=1373.1 0 得 故選 Z=3 根帶。 計(jì)算單根 得 ,故 : 單根普通帶張緊后的初拉力為 F 3 20 計(jì)算作用在軸上的壓軸力得 : 8 第三章 齒輪設(shè)計(jì) （一）高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 齒輪材料，熱處理及精度 考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開線斜齒輪 （ 1） 齒輪材料及熱處理 材料：高速級(jí)小齒輪選用 45 鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 小齒輪 280取小齒齒數(shù) 1Z =25 高速級(jí)大齒輪選用 45 鋼正火，齒面硬度為 大齒輪 240 601 302 i 80 齒輪精度 按 10095 1998，選擇 7級(jí)， 初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸 轉(zhuǎn)矩 461 NM 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 9 m=d1/5=取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=2，確定各參數(shù)的值 : 試選 K =1 查課本選取區(qū)域系數(shù)d=1 由課本 ,H=1 由課本2020算應(yīng)力值環(huán)數(shù) 60n1 0 1 5（ 40 52 5） = =109 / 810 齒輪的疲勞強(qiáng)度極 限 取失效概率為 1%,安全系數(shù) S=1,應(yīng)用得 : H 1 =N 1560 H 2 =N 2562 算 1 齒輪的分度圓直徑 t mm 80=1602計(jì)算齒頂高 ha ha=ha*m=1 3 計(jì)算圓周速度 100060 111 nd t 100060 =1.3 100060 222 nd t 100060 = 4 計(jì)算齒寬 b 計(jì)算齒寬 b b=td =50經(jīng)圓整后 0mm 5 5 齒頂圓直徑 da 4mm 64 6 計(jì)算中心距 a=（ d1+（二） 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 材料：低速級(jí)小齒輪選用 45 鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 小齒輪 280取小齒齒 數(shù) 1Z =30 速級(jí)大齒輪選用 45 鋼正火，齒面硬度為 大齒輪 240 30=85 圓整取 85 齒輪精度 按 10095 1998，選擇 8級(jí) 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 3 =m=d1/0= 故取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=2定各參數(shù)的值 : 試選課本選取區(qū)域系數(shù)d=1 由課本 ,H=1 由課本2020算應(yīng)力值環(huán)數(shù) 600 1 5（ 52 5 40） = 8105 = 810 查課本： = =齒輪的疲勞強(qiáng)度極限 取失效概率為 1%,安全 系數(shù) S=1,應(yīng)用得 : H 1 =N 1661 H 2 =N 2530/1=663 許用接觸應(yīng)力 M P 622/)663661(2/)( 21 6 查課本 求轉(zhuǎn)矩 11 10633/105 510 N. 算 1 齒輪的分度圓直徑 =60mm 85=170計(jì)算圓周速度 100060 211 nd t 100060 = 100060 322 nd t 100060 =計(jì)算齒寬 b 計(jì)算齒寬 b B=td =600mm b1=652計(jì)算齒頂高 ha ha=ha*m=1 2=2算齒頂圓直徑 da 0+4=64mm 70+4=174 4 幾何 尺寸計(jì)算 計(jì)算中心距 a=(d1+2=115中心距圓整為 115五章 各軸設(shè)計(jì)方案 1. 傳動(dòng)軸承的設(shè)計(jì) 因?yàn)闇p速器為一般機(jī)械，無特殊要求，所以選用 45號(hào)鋼，配以調(diào)質(zhì)處理，由設(shè)計(jì)手冊(cè)（丁守寶）表 13表 13得強(qiáng)度極限 50 許用彎曲應(yīng)力01 ，由表 13 =107118 當(dāng)該軸上有鍵槽時(shí)， %至 5%， 軸 =因高速軸最小直徑處要安裝大帶輪，設(shè)有一個(gè)鍵槽，則： 查課本 ,選取滾動(dòng)軸承代號(hào) 6205 基本尺寸 d=25 D=52 B=15 軸 12 322C =因中間軸最小直徑處要安裝滾動(dòng)軸承 查課本 ,選取滾動(dòng)軸承代號(hào) 6208 基本尺寸 d=35 D=72 B=17 軸 3 軸上要安裝連軸器，還有鍵槽 查課本 ,選取滾動(dòng)軸承代號(hào) 6210 基本尺寸 d=50 D=90 B=20 二） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、中間軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 中間軸軸系的結(jié)構(gòu)如下圖： 圖 2 中間軸 （ 1）各軸段直徑確定 1d ： 最小直徑，滾動(dòng)軸承處軸段， 21d = 35。 22d:高速級(jí)大齒輪軸段，24d=403d：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的 軸向定位要求，23d=454d：低速級(jí)小齒輪軸段22d=405d：滾動(dòng)軸承處軸段，25d=21d=35 （ 2）各軸段長度的確定 13 21L： 由滾動(dòng)軸承、擋油環(huán) 及裝配關(guān)系等確定，21L=40 22L：由高速級(jí)大齒輪轂孔寬度 04L=513L：軸環(huán)寬度，23L=84L：由低速級(jí)小齒輪的轂孔寬度 02L=74 25L：由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，25L=40、高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高速軸軸系的結(jié)構(gòu)如下圖： 圖 3 高速軸 （ 1）各軸段的直徑的確定 11d：最小直徑，安裝 v 帶輪的外伸軸段，11 12512d：密封處軸段 ，根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，定位高度11( 0 . 0 7 0 . 1 )以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)（擬采用氈圈密封），12d=283d：滾動(dòng)軸承處軸段，13d=30 14d：過渡軸段，由于高速齒輪傳動(dòng)的線速度小于 2m/s，滾動(dòng)軸承可采用脂潤式潤滑?？紤]到用軸肩定位軸承，所以14d=34輪處軸段：由于小齒輪的直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。所以軸和齒輪的材料和熱處理方式需一樣，均為 45 鋼滲碳淬火 15d：滾動(dòng)軸承處軸段，15 1330 14 （ 2）各軸段長度的確定 11l：由 V 帶輪的輪孔 ,確定11l=50 12l：由 箱體結(jié)構(gòu)、軸承擋圈、裝配關(guān)系等確定，12l=553l：由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系決定，13l=354l：由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)等確定，14l=455l：由高速級(jí)小齒輪寬度1B=50定，15l=536l：由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定16l 35、 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4、 低速軸軸系的結(jié)構(gòu)如下圖： 圖 4 低速軸 （ 1）各軸段直 徑的確定 31d：動(dòng)軸承處軸段，31d=45 32d：低速級(jí)大齒輪軸段，32d=483d：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向地位要求，33d=544d：過渡軸段，考慮擋油盤的軸向定位，34d=485d：滾動(dòng)軸承處軸段，35d=31d=456d：密封處軸段，根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)（擬采用氈圈密封），36d=407d：最小直徑，安裝聯(lián)軸器的外伸軸段，37d=35 （ 2）各軸段長度的確定 15 31l：由滾動(dòng)軸承、擋油環(huán)以及外伸軸段等確定，31l=452l：由低速大齒輪的轂孔寬度4B65，確定32l=793l：軸環(huán)寬度，33l=84l：由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)等確定，34l=465l：由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，35l=456l：由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定，36l=557l：由連軸器的軸孔寬度 41 ,確定 437 中一）中間軸上鍵的選擇與校核 由中間軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選定：高速級(jí)大齒輪處的鍵為 1 鍵： b 49深 t=深 徑 r=標(biāo)記：鍵 1436 1096頭普通平鍵（ A 型） ； 低速級(jí)小齒輪處取 2 鍵： b 49深 t=深 徑 r=標(biāo)記：鍵 12 781096頭普通平鍵（ A 型） ； 由于是同一軸的鍵，傳遞的扭矩相同，所以只需要校核短的鍵即可。 齒輪軸段 d=40的工作長度為 l=68的接觸高度 k=9=遞的轉(zhuǎn)矩為： m; 由書本表 10得鍵靜連接時(shí)的擠壓許用應(yīng)力 00 （ 45 鋼調(diào)質(zhì)） 0 聯(lián)接強(qiáng)度足夠。 二） 高速軸 上鍵的選擇與校核 由高速軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選定： v 帶輪連接處取鍵為 3 鍵： b t=4r=標(biāo)記：鍵 8 881096頭普通平鍵（ A 型） ；由于是同一軸的鍵，傳遞的扭矩相同，所以只需要校核短的鍵即可。鍵的接觸高度 k=7= 16 傳遞的轉(zhuǎn)矩為： m; 由書本表 10得鍵靜連接時(shí)的擠壓許用應(yīng)力 00 （ 45 鋼調(diào)質(zhì)）， p =（ 2 1000） /（ 25 38）= 15 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離 2 2 10 機(jī)蓋，機(jī)座肋厚 1 1m 9 m 6 軸承端蓋外徑 2D 2 +（ 53d 107 125 165 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離 S 2 120 125 150 2. 潤滑密封設(shè)計(jì) 對(duì)于二級(jí)圓柱齒輪減速器， 因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，傳速較低，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用 0號(hào)潤滑，裝至規(guī)定高度 . 油的深度為 H+1h 其中油的粘度大，化學(xué)合成油，潤滑效果好。 密封性來講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封，聯(lián)接 凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗度應(yīng)為 密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太 大，過 150勻均布置，保證部分面處的密封性。 20 為了隔離振動(dòng)和沖擊，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器 . 五 設(shè)計(jì)小結(jié) 這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器 的課程設(shè)計(jì)是我們真 正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過程的實(shí)踐考驗(yàn)，對(duì)于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。通過一個(gè)多月的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識(shí) 1. 機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ) ,是一門綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)課程，它融機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、公差與配合、 機(jī)械工程材料、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)等于一體。 21 2. 這次的課程設(shè)計(jì) ,對(duì)于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想 ;訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論 ,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反系和解決工程實(shí) 際問題的能力 ;鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)等方面有重要的作用。 3. 在這次的課程設(shè)計(jì)過程中 ,綜合運(yùn)用先修課程中所學(xué)的有關(guān)知識(shí)與技能 ,結(jié)合各個(gè)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行機(jī)械課程的設(shè)計(jì) ,一方面 ,逐步提高了我們的理論水平、構(gòu)思能力、工程洞察力和判斷力 ,特別是提高了分析問題和解決問題的能力 ,為我們以后對(duì)專業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備的設(shè)計(jì)打下了寬廣而堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 4. 本次設(shè)計(jì)得到了指導(dǎo)老師