機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計二級直齒圓柱齒輪減速器課程設(shè)計說明書

1、目 錄第一部分： 傳動方案的擬定設(shè)計題目：設(shè)計兩級直齒圓柱齒輪減速器.第二部分：電動機(jī)的選擇及傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計算一 、電機(jī)的選擇二、傳動比的分配三、傳動參數(shù)的計算四、v帶傳動的設(shè)計計算.第三部分 傳動零件的設(shè)計計算一、高速級齒輪傳動的設(shè)計計算.二、低速級齒輪傳動的設(shè)計計算 三、軸的設(shè)計計算（一）中速軸的設(shè)計計算： (二)、高速軸的設(shè)計（三）、低速軸的設(shè)計四、減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸及其附件五、速器的潤滑及密封形式選擇六、聯(lián)軸器的選擇計算七、參考文獻(xiàn)二級直齒圓柱齒輪減速器課程設(shè)計說明書計算及說明結(jié)果 第一部分： 傳動方案的擬定 一 設(shè)計題目：設(shè)計兩級直齒圓柱齒輪減速器1、 說明：此減速器用于

2、熱處理車間零件清洗傳送帶的減速2、 工作條件：兩班制工作，工作期限10年，戶內(nèi)使用。鼓輪直徑（mm）傳送帶的運(yùn)行速度（m/s）傳送帶從動軸所需扭矩(nm)3800.81050二、總體設(shè)計：1. 組成：傳動裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。2. 特點(diǎn)：齒輪相對于軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。3. 確定傳動方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動功率大，將v帶設(shè)置在高速級。 其傳動方案如下： 第二部分：電動機(jī)的選擇及傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計算 一 、電機(jī)的選擇 1、 傳送帶的轉(zhuǎn)速： nw=r/min=40.23r/min 傳送帶所需功率： =kw=4.42kw傳動系數(shù)的總效率：

3、=0.95=0.82電機(jī)所需功率： 其中： ：傳送帶的轉(zhuǎn)速； ：鼓輪直徑； ：傳送帶所需的功率； : 傳送帶從動軸所需扭矩： ：v帶傳送效率，取 0.95； ：滾動軸承的效率,取 0.98； ：閉式齒輪（八級精度）傳動效率，取 0.97； ：彈性聯(lián)軸器的效率，取 0.99。根據(jù)動力源和工作條件，電動機(jī)的類型選用y系列三相異步電動機(jī)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速選擇常用兩種同步轉(zhuǎn)速：1500r/min和1000r/min以便選擇。根據(jù)電動機(jī)的所需功率和同步轉(zhuǎn)速，通過查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計（第二版）表8-53確定電動機(jī)型號為：y132s-4或y132m2-6。傳動系統(tǒng)的總傳動比： 式中： ：電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速； ：傳送帶

4、的轉(zhuǎn)速。根據(jù)電動機(jī)型號由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計（第二版）表8-54確定軸的外伸軸徑、外伸軸長度、中心高等參數(shù)并將計算數(shù)據(jù)和查表數(shù)據(jù)列表如下：方案電動機(jī)型號額定功率/(kw)同步轉(zhuǎn)速/(r/min)滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)總傳動比外伸軸徑/(mm)外伸軸長度/(mm)中心高/(mm) 1y132s-45.51500144035.7938801322 y132m2-65.5100096023.863880132由表可知：方案1 轉(zhuǎn)速高，電動機(jī)價格低，總傳動比雖然大些，但完全可以通過帶傳動和二級齒輪傳動來實(shí)現(xiàn)，所以選用方案1。二、傳動比的分配總傳動比為 帶傳動的傳動比取，則減速器的總傳動比為 則二級直齒圓

5、柱齒輪減速器高速級的傳動比為 低速級傳動比 三、傳動參數(shù)的計算1、各軸轉(zhuǎn)速的計算：2、各軸輸入功率的計算： 3、各軸扭矩的計算： 由上述計算結(jié)果知，各軸的運(yùn)動參數(shù)如下表：軸類轉(zhuǎn)速n/(r/min)功率p（kw）扭矩t(nm)高速軸 14805.12101.87中速軸 2 121.824.87381.78低速軸 3 40.234.631099.09四、v帶傳動的設(shè)計計算：1、選擇v帶的型號:v帶的工作情況系數(shù)取 根據(jù)，由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)（第五版）圖13-15得v帶類型選用普通a型v帶。2、選取帶輪的基準(zhǔn)直徑：由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)（第五版）表13-9知帶輪的基準(zhǔn)直徑應(yīng)不小于75mm。現(xiàn)取=90mm，=通過查

6、找相關(guān)資料知=265mm(雖然略有減少，但其誤差小于5%，故允許)。3、驗(yàn)算帶速是否在525m/s范圍內(nèi)：帶速在525m/s范圍內(nèi)，合適。4、確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度：初步選取中心距：+）=1.5（90+265）mm=532.5mm取550mm符合0.7（+）26.313mm,故中速軸設(shè)計合格。 7）、求軸上傳遞的扭矩：8）、按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度：軸的扭切應(yīng)力看作是脈動循環(huán)變應(yīng)力，根據(jù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)p241例題14-1知，取折合系數(shù)。則 其中 故軸安全。 7、軸承的壽命計算： 1）已知軸承的預(yù)計壽命 l=283005=24000 由所選軸承系列6308，可查表知額定動載荷c=29.5 2

7、)當(dāng)量動載荷p根據(jù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表16-9知軸承的載荷系數(shù) 3）演算軸承壽命 所以該軸承壽命符合要求，確定深溝球軸承63088、鍵的校核低速級小齒輪上的鍵 1）選用鍵的系列 2）鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，軸和輪轂的材料是鋼，由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表10-10得許用應(yīng)力，取=110mpa，鍵的工作長度l1=l-b=66mm，鍵與輪轂、鍵槽的接觸高度k1=9 有式 ，所以合適高速級從動大齒輪上的鍵3）選用鍵的系列 4）鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，軸和輪轂的材料是鋼，由教材查得許用應(yīng)力，取=110mpa，鍵的工作長度l2=l-b=58mm，鍵與輪轂、鍵槽的接觸高度k2=9有式 ，所以合適 (二)、高速軸的設(shè)計：

8、1、選擇軸的材料由于高速軸為一根齒輪軸，而高速及小齒輪的材料為40mnb調(diào)質(zhì)剛，故高速軸選擇的材料為40mnb調(diào)質(zhì)剛。 2、初步確定軸最小直徑按純扭矩并降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力確定軸的最小直徑d，由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)（第五版）表14-2得：c=10798，取c=100由于軸的最小直徑為外伸端與帶輪連接的軸徑，考慮到軸與其他標(biāo)準(zhǔn)間的配合，軸的最小直徑取3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）、各段軸直徑的確定12段軸為外伸軸且與帶輪連接，為軸的最小直徑，故d12=30mm.23段與56段均與軸承配合，軸承選用深溝球軸承，型號為6308，尺寸為ddb=409023，故d23=d56=40mm34段d34=20.0740+404

9、6mm45段為齒輪軸，故45段的直徑即為高速及小齒輪齒頂圓的直徑，則d45=85mm2）、確定軸的各段長度l45為小齒輪的齒面寬則l45=65mml56段長度l56=2+3+b=43mml23段長度l23=23+b+10=43mm根據(jù)中速軸的尺寸長度確定34段軸的尺寸長度為l34=115mm12段軸為外伸端與帶輪連接部分，帶輪離箱體軸承座孔的距離為20mm，大帶輪的輪轂長度為85mm，故l12=100mm。3）、去軸端倒角為1.245，各軸肩出圓角半徑為r=1mm。（三）、低速軸的設(shè)計1、軸材料的選擇考慮到中速軸的綜合力學(xué)性能方面，低速軸選用45剛，調(diào)質(zhì)處理。由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計（第五版）表14

10、-1知其硬度為217255hbs,強(qiáng)度極限，屈服極限，彎曲極限。由表14-3知。 2、初步確定軸最小直徑由前面知低速軸的最小直徑為d=55mm,且為軸的外伸端與聯(lián)軸器相連。故初步選用軸承為深溝球軸承，型號為6212 ddb=6011022。3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）、各段軸的直徑確定12段：由于12段與56段均與軸承相配合，且軸承的型號為6212，故d12=d56=60mm.23段：取d23=70mm34段：45段：45段的直徑與23段直徑相等，故d45=70mm 67段：67段為與聯(lián)軸器相連接的外伸軸，故d67=55mm. 2)、各段軸長度的確定23段：23段與齒輪相配合,故l23=88mm12

11、段：l12=2+3+b+3=45mm34段：34段為軸肩部分，取l34=10mm56段：l56=22+b+15=47mm67段：67段與聯(lián)軸器連接半聯(lián)軸器與軸的配合的轂孔長度l=112mm,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸上，故l82mm45段：由中速軸的長度確定l45=80mm四、減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸及其附件1.箱體材料的選擇與毛坯種類的確定根據(jù)減速器的工作環(huán)境,可選箱體材料為灰鑄鐵ht200.由于鑄造箱體剛性好,得到的外形美觀,灰鑄鐵鑄造的箱體還易于切削、吸收振動和消除噪音等優(yōu)點(diǎn),可采用鑄造工藝獲得毛坯.2. 箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計算，列表如下：（參照第二版機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計5-2減速器

12、結(jié)構(gòu)設(shè)計）名稱符號結(jié)構(gòu)尺寸/mm的計算公式及取值箱座厚度（0.025+0.03）a8，取10箱蓋壁厚1，取10箱座凸緣厚b1b11.5=15箱蓋凸緣厚b2b21.51=15箱座底凸緣厚度b3b32.5=25地腳螺釘直徑df,故取m24地腳螺釘數(shù)目n6軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑d10.75df=18，m18箱蓋與箱座聯(lián)結(jié)螺栓直徑d2（0.50.6）df，取m 12（螺栓間距為150）軸承端蓋螺釘直徑d3（0.40.5）df，取m10視孔蓋螺釘直徑d4（0.30.4）df，取m10定位銷直徑d（0.70.8）d2，取8底座凸緣尺寸c1,c2c1取16，c2取14箱蓋箱座上的肋厚 取m1=10,m2=10外

13、箱壁至軸承端面距離l1c1+c2+(58 ) 取35大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離111.2，取15齒輪端面與內(nèi)箱壁距離22，取15軸承端面與內(nèi)箱壁距離33=35，取5旋轉(zhuǎn)零件間的軸向距離44=1015，取15大齒輪齒輪頂圓與箱底內(nèi)壁的距離553050，取35箱底至箱底內(nèi)壁的距離6取20箱體內(nèi)壁軸向距離l2取200箱體軸承座孔端面間的距離l3取2803.減速器的附件 窺視孔為檢查傳動件的嚙合情況、接觸斑點(diǎn)、側(cè)隙和向箱體內(nèi)傾注潤滑油,在傳動嚙合區(qū)上方的箱蓋上開設(shè)窺視孔。通氣器減速器工作時,箱體溫度升高,氣體膨脹,壓力增大,對減速器各接縫面的密封很不利,故常在箱蓋頂或檢查孔蓋上裝有通氣器。油塞為了換油及清

14、洗箱體時排出油污,在箱體底部最低位置設(shè)有排油孔,通常設(shè)置一個排油孔,平時用油塞及封油圈堵住。定位銷為了保證箱體軸承座孔的鏜制和裝配精度,需在箱體長度方向兩側(cè)各安裝一個圓錐定位銷。油標(biāo)尺（油面指示器）檢查油箱內(nèi)的油面高低。p78中的尺寸位置：盡量高（以免漏油）， 但要方便取出浸油深度一個齒高或不小于10mm （ 表33）起吊裝置可選用吊環(huán)螺釘（見p81尺寸）箱蓋上安裝吊環(huán)螺釘處，且應(yīng)設(shè)有凸臺，使螺釘有足夠的深度。五、速器的潤滑及密封形式選擇1、箱體內(nèi)齒輪的潤滑 由前面知，減速器的軸1、軸2、軸3的轉(zhuǎn)速分別為： 四個齒輪的分度圓直徑分別為：故四個齒輪的分度圓速度分別為：由于齒輪運(yùn)動的圓周速度均小于

15、12m/s，且高速級齒輪采用八級精度制造，低速級采用九級精度制造，根據(jù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)11-11齒輪傳動的潤滑和機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計表4-4知高速級齒輪和低速級齒輪均采用油潤滑。2.軸承潤滑密封由于三對軸承的速度均較低，故采用脂潤滑。三對軸承選用代號為zgn69-2的滾動軸承脂進(jìn)行潤滑。滾動軸承的密封形式用氈圈密封形式進(jìn)行密封。六、軸器的選擇計算1、低速軸與工作機(jī)鼓輪軸用聯(lián)軸器連接，由于彈性柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，更換柱銷方便，故選用彈性柱銷聯(lián)軸器減緩沖擊、吸收振動。2、求計算轉(zhuǎn)矩 由前知低速軸的轉(zhuǎn)矩為： 由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)（第五版）表17-1查得工作機(jī)為輸送機(jī)時，工作情況系數(shù)，故計算得轉(zhuǎn)矩為： 3、確定型號 由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計表8-35查得符合軸直徑為55mm,聯(lián)軸器型號為l4彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為2500n.m，軸材料為鋼時，許用轉(zhuǎn)速為38700r/min，允許的軸孔直徑在4056mm之間，故能滿足工作機(jī)與減速器聯(lián)接工作