課程設(shè)計(jì)單級圓柱齒輪減速器1

1、目錄一、 傳動方案分析 1二、 電動機(jī)的選擇 1三、 計(jì)算總傳動比及傳動比分配 2四、 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 3五、 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 4六、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 10七、 滾動軸承的壽命計(jì)算 16八、 鍵連接的選擇及校核 16九、 聯(lián)軸器的選擇 17十、 減速器箱座與箱蓋的設(shè)計(jì) 17十一、 減速器附件設(shè)計(jì) 19十二、 密封與潤滑 20參考文獻(xiàn) 22正文一、 傳動方案分析根據(jù)任務(wù)書的要求，設(shè)計(jì)題目為帶式輸送機(jī)的傳動裝置，主要設(shè)計(jì)單級圓柱齒輪減速器。本設(shè)計(jì)方案中原動機(jī)為電動機(jī)，工作機(jī)為帶式輸送機(jī)。傳動方案采用了兩級降速傳動，第一級為帶傳動，第二級為單級圓柱齒輪減速器。帶傳動承載能力較低，在傳

2、遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他裝置大，但有過載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可以緩和沖擊和震動。第一級采用帶傳動可以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸，故帶傳動布置在傳動的高速級是合理的。低速級使用的齒輪減速器具有傳動效率高、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。二、 電動機(jī)的選擇（1）選擇電動機(jī)類型按已知的工作要求和條件，選用y型三相異步電動機(jī)。（2）傳動裝置的總效率查相關(guān)參考資料可知各部分的效率為：則有：（3）所需電動機(jī)的輸出功率所需電動機(jī)的輸出功率為：工作機(jī)所需的工作功率為：所以（4）確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒工作轉(zhuǎn)速為：根據(jù)傳動比合理范圍，取v帶傳動比，單級圓柱齒輪減速器的傳動比，則總傳動比的合理范圍

3、，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速，由相關(guān)參觀資料可查出有多種使用的電動機(jī)型號，經(jīng)過綜合考慮考慮電動機(jī)性能和傳動裝置的尺寸、質(zhì)量、價(jià)格以及帶傳動減速器的傳動比，選用同步轉(zhuǎn)速為，電動機(jī)的型號為y132m2-6，其主要性能參數(shù)為：額定功率5.5kw，滿載轉(zhuǎn)速.三、 計(jì)算總傳動比及傳動比分配（1） 計(jì)算總傳動比（2） 分配傳動裝置各級傳動比取v帶傳動比，由總傳動比得減速器的傳動比為四、 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)（1） 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速電動機(jī)軸：軸減速器高速軸：軸減速器低速軸：卷筒軸：（2） 計(jì)算各軸的輸入功率軸：軸：卷筒軸：（3） 各軸的輸出轉(zhuǎn)矩電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩：軸：軸：卷筒軸：各軸的運(yùn)動和

4、動力參數(shù)軸名功率 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳動比電動機(jī)4.5845.569603.141軸4.4135.69309.68軸4.18515.6277.42卷通軸3.93484.7877.42五、 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 普通v帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 確定計(jì)算功率查表9-8得：工況系數(shù)2. 選擇普通v帶型號根據(jù)和小帶輪轉(zhuǎn)速，由圖9-6選擇v帶型號，可選擇兩種型號a型帶和b型帶方案一：選擇a型v帶1. 確定小帶輪的基準(zhǔn)直徑，應(yīng)，取2. 確定大帶輪的基準(zhǔn)直徑，查表9-2，取標(biāo)準(zhǔn)值，得3. 驗(yàn)算v帶速度4. 確定中心距及v帶的基準(zhǔn)長度初定中心距得：帶長查設(shè)計(jì)手冊表6.1-7，基準(zhǔn)長度取標(biāo)準(zhǔn)值得則實(shí)際中心距5. 驗(yàn)算小帶

5、輪包角 合理6. 單根v帶傳遞的額定功率查設(shè)計(jì)手冊表6.1-18c得：7. 確定v帶根數(shù)z查表6.1-18c功率增量，查表6.1-14包角系數(shù)，查表6.1-16帶長修正系數(shù)則取z=7 （不合理舍去此方案）方案二：選擇b型v帶1.確定小帶輪的基準(zhǔn)直徑，應(yīng)，取2.確定大帶輪的基準(zhǔn)直徑3.驗(yàn)算v帶速度4.確定中心距及v帶的基準(zhǔn)長度初定中心距得：帶長查表9-3，基準(zhǔn)長度取標(biāo)準(zhǔn)值得則實(shí)際中心距5.驗(yàn)算小帶輪包角 合理6.單根v帶傳遞的額定功率查設(shè)計(jì)手冊表6.1-18d得：7.確定v帶根數(shù)z查表6.1-18d功率增量，查表6.1-14包角系數(shù)，查表6.1-16帶長修正系數(shù)則 取z=38. 計(jì)算單根v帶的預(yù)

6、緊力查表6.1-15每米長度的質(zhì)量 9. 計(jì)算作用在帶輪軸上的力： （2） 齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 選擇齒輪材料及精度等級小齒輪：45cr調(diào)質(zhì)，選硬齒面齒輪，硬度為280hbs大齒輪：45調(diào)質(zhì)，選軟齒面齒輪，硬度為250hbs因?yàn)槭瞧胀p速器，由表7-7選擇精度為8級，要求表面粗糙度2. 許用應(yīng)力的計(jì)算查圖7-24，解除疲勞壽命系數(shù)。查表7-9，安全系數(shù)。查圖11-17（b）接觸疲勞強(qiáng)度極限 則 3. 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算小輪直徑查表7-10，載荷系數(shù)。查表7-11，材料的彈性系數(shù)。節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)。轉(zhuǎn)矩確定齒數(shù)和齒寬系數(shù)：取小齒輪的齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù)由表7-14，選取代入數(shù)據(jù)得4.確定中心

7、距和齒輪的工作寬度圓整取，模數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=35.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核確定有關(guān)系的參數(shù)：.查表7-12齒形系數(shù)查表7-13應(yīng)力修正系數(shù)許用彎曲應(yīng)力由圖11-19（b）得 由表7-9得由圖7-23得由公式得分別驗(yàn)算兩齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算圓周力：代入得6.驗(yàn)算齒輪的圓周速度由表7-7可知，選取的齒輪精度8級合適7.計(jì)算主要尺寸模數(shù)：m=3mm齒數(shù): ,分度圓直徑：，齒槽寬：齒厚：齒距： 齒頂圓直徑：齒根圓直徑：基圓直徑： 齒頂高：齒根高：齒全高：頂隙：標(biāo)準(zhǔn)中心距：六、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖（2） 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑選用45優(yōu)質(zhì)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度217255hbs軸

8、的輸入功率為轉(zhuǎn)速為根據(jù)設(shè)計(jì)手冊，查表12.3-1公式及查表12.3-2得c=115（3） 確定各段直徑和長度從大帶輪開始右起第一段，由于帶輪與軸通過鍵連接，則軸應(yīng)該增加5%，取，又因帶輪的寬度，則第一段長度。右起第二段直徑取，根據(jù)軸承蓋的裝拆以及對軸承添加潤滑脂的要求和箱體的厚度，取端蓋的外面與帶輪的左端面間的距離為30mm，則取第二段的長度。右起第三段，該段裝有滾動軸承，選用深溝球軸承，則軸承由徑向力，而軸向力為零。選用6208型軸承，其尺寸為，那么該段的直徑為，其長度為。右起第四段為滾動軸承的定位軸肩，其直徑小于滾動軸承的內(nèi)圈外徑，取，長度取。右起第五段，該段為齒輪軸段，由于齒輪的齒頂圓直

9、徑為，分度圓直徑為，齒輪的寬度為75mm，則此段直徑為，其長度為。右起第六段為滾動軸承的定位軸肩，其直徑應(yīng)小于滾動軸承的內(nèi)圓外徑，取，長度取。右起第七段，該段為滾動軸承安裝出處，取軸徑為，其長度為。（4） 求齒輪上作用力的大小、方向小齒輪分度圓直徑：作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：求圓周力：求徑向力的方向如圖所示（5） 軸長支反向水平支反力：垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承，則那么：（6） 畫彎矩圖：右起第四段剖面c處的彎矩水平面的彎矩：垂直面的彎矩：合成彎矩：（7）畫綜合彎矩圖：（8）畫當(dāng)量彎矩圖：因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)，可得右起第四段剖面c處的當(dāng)量彎矩：abcd作用力示意圖57.557.5

10、力學(xué)模型f水平面受力水平面彎矩f垂直面受力垂直面彎矩t綜合彎矩m當(dāng)量彎矩（9）判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度右起第四段剖面處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面c為危險(xiǎn)截面：已知，由表查得則右起第一段d處雖僅受轉(zhuǎn)矩，但其直徑較小，故該截面也為危險(xiǎn)截面：所以確定的尺寸是安全的輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖(2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算輸出軸的直徑選用45優(yōu)質(zhì)鋼，調(diào)制處理，硬度217255hbs。軸的輸入功率為轉(zhuǎn)速為根據(jù)設(shè)計(jì)手冊表12.3-1公式及查表12.3-2取c=115。（3）確定軸各段直徑和長度從聯(lián)軸器開始右起第一段，由于聯(lián)軸器與軸通過鍵連接，則軸應(yīng)該增加5%，取。根據(jù)計(jì)算扭矩查標(biāo)準(zhǔn)g

11、b/t5014-2003，選用型彈性柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長度為，軸段長。右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段的直徑取，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外斷面與半聯(lián)軸器左端面的距離為30mm，故取該段長為。右起第三段，該段裝有滾動軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6211型軸承，其尺寸為，那么該段的直徑為，長度為。右起第四段，該段裝有齒輪，并且齒輪與軸用鍵聯(lián)結(jié)，直徑要增加5%，大齒輪的分度圓直徑為，則第四段的直徑為。為了保證定位的可靠性，取軸段長度為。右起第五段，考慮齒輪的軸向定位，取定位軸肩的直徑為，長度為。右起第六段，該段為滾動軸承軸向定位

12、，取定位軸肩的直徑為，長度為。右起第七段，該段安裝滾動軸承，取直徑為，長度為。校核同輸入軸計(jì)算過程，同理：經(jīng)驗(yàn)算尺寸是安全的。七、 滾動軸承的壽命計(jì)算1. 軸承的型號在軸設(shè)計(jì)過程中已選完型號，其參數(shù)如下：輸入軸軸承：6028型，其尺寸為輸出軸軸承：6211型，其尺寸為2. 確定軸承的基本額定動載荷c查附表6-1得：6208型： 6211型：3. 求出軸承所受的徑向力及軸向力，當(dāng)量動載荷因?yàn)?，所以查表?. 核算軸承的壽命查表15-5得溫度系數(shù)（滿足工作要求）8、 鍵連接的選擇及校核1. 鍵的類型及尺寸輸入軸：選用普通平鍵圓頭（a型）根據(jù)軸徑，查表得輸出軸：選用普通平鍵圓頭（a型）根據(jù)軸徑，查表

13、得bhbrb如圖所示：2. 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核設(shè)載荷沿鍵長核高度均勻分布，擠壓強(qiáng)度條件為:由公式得9、 聯(lián)軸器的選擇1. 聯(lián)軸器的類型選用彈性柱銷聯(lián)軸器，根據(jù)轉(zhuǎn)矩，查表15.1-67選用gb/t5014-2003，lsz2型彈性柱銷聯(lián)軸器。10、 減速器箱座與箱蓋的設(shè)計(jì)減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸表名稱符號減速器尺寸關(guān)系齒輪減速器箱座壁厚箱蓋壁厚箱蓋凸緣厚度箱座凸緣厚度地腳螺釘直徑地腳螺釘數(shù)目nn=4軸承旁連接螺栓直徑蓋與座連接螺栓直徑連接螺栓的距離125200 取=150mm軸承端蓋螺釘直徑檢查孔蓋螺釘直徑定位銷直徑中心線至外箱壁的距離24mm、20mm、16mm中心線至凸緣邊的距離22mm、14

14、mm軸承旁凸臺半徑凸臺高度根據(jù)低速級軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)外箱壁至軸承座端面的距離齒輪頂圓與內(nèi)箱壁的距離，取10mm齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離箱蓋、箱座肋厚 續(xù)表：軸承端蓋外徑150mm軸承旁連接螺栓距離s盡量靠近，以與端蓋螺栓互不干涉為準(zhǔn)，一般?。╠為軸承直徑）箱座深度，取箱座高度，取箱座寬度由內(nèi)部傳動件位置結(jié)構(gòu)及壁厚確定11、 減速器附件的設(shè)計(jì)1. 觀察孔蓋板2. 軸承端蓋選用連接式軸承端蓋，其尺寸為：3. 通氣器選擇簡單式通氣器，其尺寸為：說明：減速器在工作時(shí)，箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大。為使箱體內(nèi)膨脹空氣能自由排出，以保證箱體內(nèi)外壓力平衡而不使?jié)櫥脱胤趾厦?、軸伸密封

15、處或其他縫隙滲漏，通常在箱體頂部裝通氣器。4. 油面指示器選用游標(biāo)尺指示器，其結(jié)構(gòu)尺寸為：注：應(yīng)注意安裝高度核傾斜度，若太低或傾斜度太大，箱體油易溢出；若太高或傾斜度太小，游標(biāo)難以拔出，插孔也難以加工。5. 油塞選用外六角螺塞，其尺寸為：6. 定位銷圓錐銷的結(jié)構(gòu)尺寸：7. 起蓋螺釘起蓋螺釘直徑的選擇與凸緣連接螺栓直徑相同，見箱體尺寸表8. 起吊裝置吊鉤在箱座上鑄出，其尺寸為：12、 密封與潤滑（1） 潤滑1.齒輪潤滑潤滑方式:浸油潤滑說明：浸入油中的深度約為大齒輪的一個(gè)齒高，但不大于10mm，過深時(shí)會增加齒輪的運(yùn)動阻力并使油溫升高。潤滑油的粘度2.滾動軸承的潤滑潤滑方式：油潤滑說明：箱座離合面設(shè)有回油溝，齒輪帶上來的潤滑油，可浸入滾動軸承內(nèi)，進(jìn)行潤滑。（2） 密封1. 軸伸出端的密封軸伸出端的密封是為了防止軸承的潤滑劑漏失及箱外雜質(zhì)、水分、灰塵等侵入。選用o型橡膠密封圈。2. 滾動軸承的密封為了防止?jié)櫥蛷臐L動軸承內(nèi)溢出外面，故在滾動軸承外加擋