機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計之減速器(附圖).

1、徐刪工程摩院 機電工程學(xué)院 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 說明書 課題名稱：精壓機傳動系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名： 薛 傲學(xué)號： 20110601132 專 業(yè)：材料成型及其控制工程班級: 11材控1 成 績：指導(dǎo)教師簽字： 2013年 6月 28日 徐州工程學(xué)院機電工程學(xué)院課程設(shè)計說明書 目錄 一. 傳動系統(tǒng)方案設(shè)計與分析2 二. 傳動裝置的總體設(shè)計3 1. 電動機的選擇3 2. 傳動比的分配4 3計算傳動裝置運動和動力參數(shù)4 三. 傳動零件設(shè)計計算5 1帶傳動的設(shè)計5 2齒輪傳動的設(shè)計7 四. 軸系結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計11 1軸的設(shè)計與彎扭合成強度計算11 2. 滾動軸承的選用與驗算13 3. 聯(lián)軸器的選用15

2、 4. 鍵連接的選擇15 五. 潤滑方式的選擇16 六. 箱體的設(shè)計17 七. 減速器裝配圖和零件圖21 八. 總結(jié)23 九. 參考文獻(xiàn)24 28 1、 計算說明 r 4 電動機；2、三角帶傳動；3、減速器；4、聯(lián)軸器；5、傳動滾筒；6、皮帶運輸機 傳動系統(tǒng)方案設(shè)計與分析 設(shè)計單級圓柱齒輪減速器和一級帶傳動 （1）工作條件：使用年限8年，工作為2班工作班制，載荷變動較大，運 輸帶速度允許誤差5%。 （2） 原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=1500N;輸送帶速度 V=1.8m/s;滾筒直徑 D=250mm。 二.傳動裝置的總體設(shè)計 1電動機的選擇 電動機類型的選擇：Y系列三相異步電動機 電動機功率選擇；

3、 (1) 傳動裝置的總功率： n總二n帶*門軸承*n軸承*n齒輪*n聯(lián)軸器*n滾筒 =0.96*0.98*0.98*0.97*0.99*0.96 =0.885 (2) 電機所需的工作功率： P 工作二PV/(1000n 總) = 1500*1.8/(1000*0.885) =3.05KW 確定電動機轉(zhuǎn)速： 計算滾動工作轉(zhuǎn)速 n 筒=60*1000V/(3.14D) =60*1000*1.8/(3.14*250) = 137.51r/mi n 根據(jù)書中推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范 圍I a=35取V帶傳動比 |1=24,則總傳動比理時范圍為I a=620.故電動機轉(zhuǎn)速的

4、可選范圍為 ld=la* n 筒二(620)*137.51 = 825.062750.2r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1000和1500r/mi n. 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)書籍查出有三種適用的電動機型號：因此有 三種傳支比方案，綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸重量價格和帶傳動減 速器的傳動比，可見應(yīng)選 n=1000r/min。 確定電動機型號 根據(jù)以上選用的電動機類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動機 型號為Y132M1-6 其主要性能：額定功率：4KW，滿載轉(zhuǎn)速960r/min。 2.傳動比的分配 （1） 總傳動比:i總=門電動/n筒=960/137.51=6.98 （2）分配各級傳

5、動比 取齒輪i齒輪=3 （單級減速器i=36合理） 因為i總=）齒輪*i帶 所以i帶二i總/i齒輪=6.98/3=2.33 3傳動裝置運動和動力參數(shù) （1）計算各軸轉(zhuǎn)速 no=n 電機=960r/min ni=no/i 帶=960/2.33=412.02（r/min） niI=ni/i 齒輪=137.34（ r/min） nm= nn=137.34（ r/min） 計算各軸的功率 H=p 工作=3.05KW P=Pon 帶=3.05*0.96=2.928KW PII=PI*n 齒* n 承=2.783KW Pm二Ph*n 承*n 聯(lián)=2.7okw (3)計算各軸扭矩 To = 9550 X P

6、o/no=9550X 3.05/960 =30.34 N m Ti = 9550 X P /n I =9550X 2.928/412.02 =67.87 N m Ti =9550X Ri /n ii =9550X 2.783/137.34=193.52 N m Tii =9550X Pm /n iii =9550X 2.70/137.34=187.75 N m 三.傳動零件設(shè)計計算 .V帶傳動的設(shè)計計算 1) .確定計算功率Pc 8.21查得工作 由于每天工作時間T=24h，運輸裝置載荷變動大，由表 情況系數(shù) Ka=1.4,故 Pea二KaXR 1=1.4 X.05kW =4.27kW 2)

7、.選擇V帶的帶型 根據(jù)Pean由圖8-12選擇A型V帶。 3) .確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1 由表8-12,取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=100mm。 按式(8-13)驗算帶速：u =nd/(60 1000) =nX00 X960/60000 =5.03m/s 因為5m/s u 30m/s故帶速合適。 4) .計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2根據(jù)式(8-15a)則 dd2 =n n2*dd1 = 960/412.02 X100=233mm 按表8.3選取標(biāo)準(zhǔn)值dd2=236mm 5) .確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長度Lo 根據(jù)式 0.7(ddi+dd2)a2(dd什dd2)算得 235.2a120 7) .

8、計算帶的根數(shù)z 單根V帶傳遞的額定功率.據(jù)dd1和n1,查課本1表8.18得 dd1=100mmn=960r/mi n,查表得 P0=2.47+ (2.83-2.47) (960-800)/(980-800)=2.79KW i工1時單根 V帶的額定功率增量. P0= Kbn 1(1-1/Ki)=0.0010275KW 查1表，得 Ki=1.1373,貝U P0= 0.0010275 X960X (1-1/1.1373) =0.119KW 由表8.4得，帶長修正系數(shù)Kl=0.99，表8.11包角系數(shù)Ka=0.97 Z= PC/(P0+ P0)Ka KL =4.27/(2.79+0.119) X

9、0.97X 0.99 =1.53 取Z= 2根 8) 計算軸上壓力 由課本8.6表查得q = 0.10kg/m，單根V帶的初拉力： F0 = 500FC/ZV (2.5/K a-1 ) +qZ =500 x4.27/2x5.03(2.5/0.97-1)+0.10 x5.032 =337.28N 則作用在軸承的壓力FQ FQ= 2ZF0sin( a 1/2) =2X 2X 337.28sin(164.13 /2) =1336.203N 9) 計算帶輪的寬度B B=( Z-1)e+2f =(2-1 ) X 15+2X10 =35 mm 10) 結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果 選用A型V帶，中心距a=500mm,帶輪

10、直徑dd1=100mm , dd2=236mm,軸上壓 力 Fq= 1241.48N .齒輪傳動設(shè)計計算 (1) 選擇齒輪材料與熱處理：所設(shè)計齒輪傳動屬于閉式傳動，通常齒 輪采用軟齒面。選用價格便宜便于制造的材料，小齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)， 齒面硬度229-286HBW大齒輪材料也為45鋼，正火處理，硬度為 169-217HBW 精度等級：精壓機是一般機器，速度不高，故選8級精度 (2) 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 該傳動為閉式軟齒面，主要失效形式為疲勞點蝕，故按齒面接觸疲勞 強度設(shè)計，再按齒根彎曲疲勞強度校核。 設(shè)計公式為：d1 76.43 K(U+1)/ du c H2) 1/3 表10.11

11、載荷系數(shù)K查課本1表K = 1.1 轉(zhuǎn)矩 TIT1 = 9550 X Pi/n i=9550X 2.928/412.02 =67870 N mm 解除疲勞許用應(yīng)力 (T H(T Hlim Zn/Sh 按齒面硬度中間值查1 T Hlim1 = 600Mpa (7 Hlim2 = 550Mpa 接觸疲勞壽命系數(shù)Zn：按一年300個工作日，每天24h計算，由公式N= 60njL h計 N1 = 60X 412.02 X 10X 300X 24 =1.779x109 N2= N1/i 齒=1.779x109 /2.33 = 7.635 X 108 查1課本圖曲線1,得 Z NT1= 1Z NT2= 1

12、.06 按一般可靠度要求選取安全系數(shù) SH= 1.0 7 H1 =7 Hlim1 Znt/SH =600 x1/1 =600 Mpa 7 H2 = 7 Hlim2ZNT2/SH =550 x1.06/1 =583Mpa 故得：7 H = 583Mpa 計算小齒輪分度圓直徑d1 由1課本表13-9按齒輪相對軸承對稱布置， 取 d= 1.0U = 2.33 將上述參數(shù)代入下式 d1 76.43 K(U+1)/ du 7 H2) 1/3 =51.94mm 取 d1 = 56.25 mm 計算圓周速度 V= nl n d1/( 60X 1000) =412.02 X 3.14 X 56.25 /(60

13、X 1000) =1.21m/ s Vv 6m/ s故取8級精度合適 (3)確定主要參數(shù) 齒數(shù)取Z1= 25 Z2= Z1Xi 齒=25X 2.33 = 58.25=59 模數(shù)m= d1/Z1 = 56.25 /25 = 2.25 分度圓直徑 di = m Z2= 25X 2.25 = 56.25mm d2= m Z2= 59X 2.25 = 132.75mm 中心距 a=( d1+ d2)/2 =(56.25+132.75 )/ 2 =94.5mm 齒寬 b= d*d1 = 1.0 X 56.25 = 56.25mm 取 b2 = 60mm bi = b2+5 mm= 65 mm (4) 校

14、核齒根彎曲疲勞強度 齒形系數(shù)Yf 查1課本表10.13 Yfi = 2.65Yf2= 2.18 應(yīng)力修正系數(shù)Ys 查1課本表10.14 Ys 1.59Ys2= 1.80 許用彎曲應(yīng)力(T F T F =T Flim Ynt/Sf 由課本1圖10.25 按齒面硬度中間值得 T Flim1 = 210MpaT Flim2 = 190Mpa 由課本1圖 得彎曲疲勞壽命系數(shù)Ynt： YnT1 YnT2 1 按一般可靠性要求，取彎曲疲勞安全系數(shù)Sf 1.3 計算得彎曲疲勞許用應(yīng)力為 t F1 t Fiim1 Ynti/S f 210X 1/1.3 162Mpa (T F2 = (T Flim2 Y NT

15、S F = 190 X 1/1 .3 = 146Mpa 校核計算 T F1 = 2kT1WYsi/(bmzi) =2X 1. 1 X 67870X 2.65 X 1.59/ ( 60X 2.252X 25)= 82.85Mpa t f| 2 t F2= 2kT1YYs2/(bmZ1) =82.85 X 1.8 X 2. 18/(1.59 X 2.65) =77.16Mpa Ao(P/n1)1/3=( 103126)(2.928/412.02嚴(yán)=(19.824.2)mm d2 Ao(P/n2)1/3=( 103126)(2.783/137.34)1/3=(28.134.4mm d3 Ao(P/n

16、3)1/3=( 103126)(2.7/137.34)1/3= (27.834)mm 選取聯(lián)軸器類型 聯(lián)軸器的孔徑，由表查得Ka=1.3,則聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 Tca=KaTIII=1.3 X 187.75=244.075 N- mm. 按計算轉(zhuǎn)矩Tea應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩條件，查GB/T 5014-2003 選用TL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1000 N- mm半聯(lián)軸器 孔徑d=50mm故取d I - II =50mm半聯(lián)軸器長度L=112mm由于半聯(lián)軸器 與軸配合的轂孔長度L1應(yīng)該小于L,所以取L I - I =110mm 右段需要制一個軸肩，高約未4故取d I -皿=50+4X 2m

17、m=58mm 根據(jù)課程設(shè)計，當(dāng)軸肩用于軸上零件定位和承受內(nèi)力時，應(yīng)具有一 定高度，軸肩差一般可取 610mm用作滾動軸承內(nèi)圈定位時，軸肩的直 徑應(yīng)按軸承的安裝尺寸取。如果兩相鄰軸段直徑的變化僅是為了軸上零件 裝拆方便或區(qū)分加工表面時兩直徑略有差值即可，例如取15mm也可以采 用相同公稱直徑而不同的公差數(shù)值。 考慮滾動軸承的裝拆，選用深溝球滾動軸承型號為“ 6212”，由標(biāo)準(zhǔn)查 得裝滾動軸承D直徑為110mm寬為22mm取齒輪距箱體內(nèi)壁距離a=15mm, 考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承 位置時,應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s,取s=8mm則 因此輸入軸由小端到大端可以設(shè)計出各段軸的直徑，考慮齒輪端

18、面和 箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長為15mm通過密 封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離 而定，所以 輸出軸由小端到大端可以設(shè)計出各段軸的直徑分別為： 42mm 50m, 55mm 60mm 68mm 55mm 根據(jù)課程設(shè)計表3-1，表4-1以及圖4-1，得 5 取 10mm, 5 1 取 8mm, 齒輪頂圓至箱體內(nèi)壁的距離：仁10mm 齒輪端面至箱體內(nèi)壁的距離： 2=10mm 因為齒輪的圓周速度 V=1.21m/s1.52.0 m/s 選用彈性套柱聯(lián)軸器查表得可算得 m=22mm e=12mm 所以可以設(shè)計出各段軸的長度，分別為 65mm 6

19、6mm 37mm 58m 12mm 20mm 軸上零件的周向固定 齒輪、大帶輪與軸的周向定位采用平鍵連接齒輪處軸由表查得平鍵 bx h=18x 11mm鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為63mm為了保證齒輪與軸配 合 有良好的對中性，故選擇配合為H7/n6,同樣,大帶輪與軸的連接選用 平鍵bx h=14x 9mm長32mm配合為過渡配合 H7/k6 確定軸上圓角與倒角尺寸 查表,軸左端倒角為2x 45o,右端倒角為2x 45o. 軸肩處圓角半徑見圖紙標(biāo)注 軸的校核計算 Mei Mm （F） _TrTrnTm H 1111 Il 黙牖皿 繪制合彎矩圖（d） MC=（MC12+MC22）1/2=72.54N

20、m 繪制扭矩圖（e） T=9.55（ P1/n1）=61.16Nm 繪制當(dāng)量彎矩圖（f） Mec=Mc2+（ a T） 2 1/2=168.36Nm 校核危險截面C的強度 對于輸入軸校核： Tiii =9550PIII/n III =9550X 2.7 0/137.34 =187.75N-m Ft=2Tm /d仁375.49/=3080.8N Fr= Fttan a =1150N - 繪制軸受力簡圖（a） 繪制垂直面彎矩圖（b） FAY=FBY=Fr/2=593N MC1=FAYL/2=36.194Nm 繪制水平面彎矩圖（C ） FAZ=FBZ=Ft/2=1614.4N MC2=FAZL/2=

21、56.22Nm （T e=Mec/0.1d3=49.8MPa57600h 預(yù)期壽命足夠。 計算輸出軸承 初選軸承為深溝球軸承，型號為 6211，基本額定動載荷Cr= 43.2KN 計算當(dāng)量載荷 由于是深溝球軸承，且只承受徑向載荷，則P= Fr=Ft tana =2965 軸承壽命計算lh二 106 60n ftC 根據(jù)條件ft=1,fp=1.2 ;由于是球軸 承，；=3,貝S Lh=23269172000h,預(yù)期壽命足夠。 3聯(lián)軸器的選擇 軸H是通過聯(lián)軸器與軸皿相連接的軸，軸H的直徑最小處與聯(lián)軸器 連接，d=45mm轉(zhuǎn)矩T=446N?M因帶式直運輸機中齒輪的單向傳動， 有微 量沖擊結(jié)合此條件，

22、選用彈性聯(lián)軸器。查表(機械設(shè)計基礎(chǔ)17-3) 得出，選用HL4型彈性套柱聯(lián)軸器，其主要參數(shù)如下：公稱扭矩Tn = 710N。主動軸孔直徑45mm從動軸軸也選用45mm.Y型軸孔長度 L=112mm,A=65 型號 公稱轉(zhuǎn)矩 T(N m) 許用轉(zhuǎn)速 n(r/mi n) 軸孔直 徑 d(mm) 軸孔長度 L(mm) 材料 軸孔類 型 YLD10 710 3600 45 112 HT200 Y 4.鍵的選擇校核計算 (1) 主動軸外伸端d=30mm考慮到鍵在軸中部安裝，故選鍵 10 x70 (GB/T1096-2003) b=10mm h=8mm L=70mm 選擇45鋼，其許用擠壓應(yīng)力(T p=1

23、00 MPa (T p= 4TI/dhL =4x104.45x1000/34x8x(70-10) =25.6 MPa(T p 故所選鍵聯(lián)接強度足夠。 (2) 從動軸外伸端d=45mm考慮到鍵在軸中部安裝，故選鍵 14x100 (GB/T1096-2003) b=14mm h=9mm L=100mm 選擇45鋼，其許用擠壓應(yīng)力(T p=100 MPa (T p= 4TI/dhL =4x402.92x1000/45x9x(100-14) =46.3 MPa (T p 故所選鍵聯(lián)接強度足夠。 (3) 與齒輪聯(lián)接處d=60mm考慮到鍵在軸中部安裝，故在同一方為母 線上。選鍵 16x63 (GB/T10

24、96-2003) b=16mm h=11mm L=63mm 選擇45鋼，其許用擠壓應(yīng)力(T p=100 MPa (T p= 4TI/dhL =4x402.92x1000/60 x11x(63-16) =52 MPa(T p 故所選鍵聯(lián)接強度足夠。 五.潤滑方式的選擇 1) 潤滑方式 1. 齒輪V =1.21m/s 0.856 = 0.85 漢 8= 6.8 7 箱蓋上的肋厚 m1 K 0.85 =0.858=6.8 7 軸承旁凸臺高度h 56 軸承旁凸臺半徑 Ri Ri = C2 =16 16 軸承座的外徑 D2 D 小 55.5d3 =725 5.58=112116 D中 55.5 d3 =

25、8055.58 =120 124 D大 55.5d3 =1305 5.58 =170174 114 122 172 地 腳 螺 釘 直徑和數(shù)目 df n 1 通孔直徑 df 沉頭座直徑 D0 底座凸緣尺 C1m in 寸 C2m in a1 - a2 =145 180 =325 ： 350 軸承旁連接螺 栓直徑d1 通孔直徑d 軸承旁連接 螺栓直徑 d1 0.75df =0.75 16=12 16 6 20 45 25 23 12 13.5 連 接 螺 栓 箱座、箱蓋連 接螺栓直徑 0.5 0.6 df 二 0.5 0.616 =8 9.6 凸緣 尺寸 C1m in 20 C2min 16 軸

26、承旁連接螺 栓直徑d2 8 通孔直徑d 9 沉頭座直徑D 18 凸緣 尺寸 C1m in 15 沉頭座直徑D 26 C2min 12 定位銷直徑 d （0.7 0.8 p2 = （0.7 0.8 8 =5.6 6.4 6 軸承蓋螺釘直徑 d3 （0.4 0.5 df =（0.4 0.5）1. =1.2x8 = 9.6 10 齒輪端面與箱體內(nèi) 壁的距離 A2 5 =8（或蘭 10 15 ） 主動齒輪端面距箱體 內(nèi)壁距離 11.5 從動齒輪端面距箱體 內(nèi)壁距離 14 油面咼度 齒輪浸入油中至少一個齒高，且不得小于10mm , 這樣確定最低油面?？紤]油的損耗，中小型減速 器至少還有咼出 510mm。

27、 58 箱座咼度 H pl 色專 +（3050 ）+5 +（35） 279 1 =-+（3050）+8+（35） 2 = 180.55 203.55 190 2、減速器附件 （1）窺視孔和視孔蓋 在傳動嚙合區(qū)上方的箱蓋上開設(shè)檢查孔，用于檢查傳動件的嚙合情況 和潤滑情況等，還可以由該孔向箱內(nèi)注入潤滑油。 （2）通氣器 安裝在窺視孔板上，用于保證箱內(nèi)和外氣壓的平衡，一面潤滑油眼相 體結(jié)合面、軸伸處及其他縫隙滲漏出來。 （3）軸承蓋 軸向固定軸及軸上零件，調(diào)整軸承間隙。這里使用凸緣式軸承蓋，因 其密封性能好，易于調(diào)節(jié)軸向間隙。 （4）定位銷 為了保證箱體軸承孔的鏜削精度和裝配精度，在減速器的兩端分別

28、設(shè) 置一個定位銷孔。 （5）油面指示裝置 在箱座高速級端靠上的位置設(shè)置油面指示裝置，用于觀察潤滑油的高 度是否符合要求。 （6）油塞 用于更換潤滑油，設(shè)在與設(shè)置油面指示裝置同一個面上，位于最低處 （7）起蓋螺釘 設(shè)置在箱蓋的凸緣上，數(shù)量為2個，一邊一個。用于方便開啟箱蓋。 （8）起吊裝置 在箱蓋的兩頭分別設(shè)置一個吊耳，用于箱蓋的起吊；而減速器的整體 起吊使用箱座上的吊鉤，在箱座的兩頭分別設(shè)置兩個吊鉤。 七.減速器裝配圖和零件圖 人徒 ttftfi，仝臨 ( - i Tli. 即111 A4ra 童 ：* AiL BUriR 巧匸帚 “ 1 1 tXM* dadalet hl 一 P* ucw i fc 豐 ; 9 JE OJ5 rgt 汁一 i EJ Pf J M It J W5 11KJI4- iriiEKU 外乂“ - B4-rtg H -MV it ItBN- H 1 砂 I UH M 1 IQ I 1 AiH鼻 ： All j n 1 hITH F -J