本科優(yōu)秀機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)---減速器--傳動(dòng)箱

1、目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)41題目分析及傳動(dòng)方案的擬定52 減速器傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及動(dòng)力分析52.1傳動(dòng)系統(tǒng)的工作情況分析52.2傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析計(jì)算6 2.3計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩73齒輪設(shè)計(jì)與校核計(jì)算.8 3.1低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)與校核計(jì)算8 3.2高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)與校核計(jì)算134軸的設(shè)計(jì)與校核計(jì)算.194.1輸入軸設(shè)計(jì)與校核計(jì)算194.2中間軸設(shè)計(jì)與校核計(jì)算224.3輸出軸設(shè)計(jì)與校核計(jì)算265箱體設(shè)計(jì)及說(shuō)明.316軸承的選擇及壽命校核計(jì)算.316.1輸入軸軸承的壽命校核計(jì)算316.2中間軸軸承的壽命校核計(jì)算326.3輸出軸軸承的壽命校核計(jì)算337鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算.34 7.1輸入軸連軸器鍵3

2、47.2中間軸斜齒輪鍵347.3中間軸直齒輪鍵347.4輸出軸齒輪鍵.357.5輸出軸連軸器鍵.358聯(lián)軸器的選擇.358.1輸入軸連軸器的選擇.358.2輸出軸連軸器的選擇.359減速器附件的選擇.359.1視孔蓋的選擇.359.2通氣帽的選擇.359.3放油螺塞及油圈的選擇.359.4游標(biāo)的選擇.3510潤(rùn)滑與密封.36設(shè)計(jì)小結(jié).36參考資料.37設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果1題目分析及傳動(dòng)方案的擬定2減速器傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及動(dòng)力分析2.1傳動(dòng)系統(tǒng)的工作情況分析2.1.1傳動(dòng)系統(tǒng)的作用2.1.2傳動(dòng)方案的特點(diǎn)2.1.3電機(jī)和工作機(jī)的安裝位置由題目所知傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類(lèi)型為：展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器。故只要對(duì)

3、本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析論證。作用：介于機(jī)械中原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間，主要將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工作機(jī)，在此起減速作用，并協(xié)調(diào)二者的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、容易制造、使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)方便。由于電動(dòng)機(jī)、減速器與滾筒并列，導(dǎo)致橫向尺寸較大，機(jī)器不緊湊。但齒輪的位置不對(duì)稱(chēng)，高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，可使軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形部分地抵消，以減緩沿齒寬載荷分布有均勻的現(xiàn)象。電機(jī)安裝在遠(yuǎn)離高速軸齒輪的一端；工作機(jī)安裝在遠(yuǎn)離低速軸齒輪的一端。設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2.1.4畫(huà)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.2傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析計(jì)算2.2.1計(jì)算總效率設(shè)計(jì)內(nèi)容總效率：由機(jī)

4、械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)查得：1（撓性聯(lián)軸器）=0.993，2（圓錐滾子軸承）=0.98，（角接觸球軸承）=0.99，4（齒輪傳動(dòng)）=0.985，5（聯(lián)軸器）=1；（滾筒效率）=0.96。=計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2.2.2計(jì)算滾筒功率2.2.3確定電機(jī)型號(hào)2.2.4確定傳動(dòng)比i2.3計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩2.3.1低速軸（III軸）相關(guān)計(jì)算 設(shè)計(jì)內(nèi)容滾筒功率：P=FV=3.92kw =3.92/0.888=4.41kw因?yàn)閮?yōu)選1000轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，所以查設(shè)計(jì)手冊(cè)可選電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y132M26 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速：= 970r/min電機(jī)額定功率： 5.5kw 電機(jī)輸出功率： 4.41kw滾筒轉(zhuǎn)速： 總傳動(dòng)比12.7取

5、，則=4.2，=3 符合要求。1電機(jī)軸：5.5kw, = 970r/min2高速軸：5.5×0.993=5.46kw3中間軸： 4.低速軸（即III軸）: P=FV=3.92kw12.7=4.2，=3nIII=58.99r/minPIII=8.94KW結(jié)果3 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算主要包括高速級(jí)圓柱斜齒輪設(shè)計(jì)和低速級(jí)圓柱直齒輪設(shè)計(jì)。傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算主要包括高速級(jí)圓柱斜齒輪設(shè)計(jì)和低速級(jí)圓柱直齒輪設(shè)計(jì)。3.1 第一級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算1選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1）作為帶式運(yùn)輸機(jī)的高速級(jí)，為了傳動(dòng)平穩(wěn)，我們選擇斜齒輪傳動(dòng)。2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選擇8級(jí)精

6、度（GB 10095-88）。3）材料選擇。由表101選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。4）選擇小齒輪齒數(shù)為，大齒輪齒數(shù)，取。5）選取螺旋角。初選螺旋角。2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式1021進(jìn)行試算，即（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）試選。2）由圖1030選取區(qū)域系數(shù)。3）由圖1026查得，則4）計(jì)算小齒輪所受轉(zhuǎn)矩。5）由表107選取齒寬系數(shù)。6）由表106查得材料的彈性影響系數(shù)。7）由圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞極限。8）由式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)9）

7、由圖1019取接觸疲勞壽命系數(shù)，。10）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1%，安全系數(shù)為1，由式1012得 則許用接觸應(yīng)力（2）計(jì)算1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得48.1mm2）計(jì)算圓周速度。3）計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnt。mm4）計(jì)算縱向重合度。5）計(jì)算載荷系數(shù)。已知使用系數(shù)，根據(jù)，8級(jí)精度，由圖108查得動(dòng)載荷系數(shù)；表104查得；由圖1013查得；由表103查得。故載荷系數(shù)6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由1010a得mm7）計(jì)算模數(shù)。mm3按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）確定計(jì)算參數(shù)1）計(jì)算載荷系數(shù)2）根據(jù)縱向重合度，從圖1028查得螺旋角影響系數(shù)。3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。 4

8、）查取齒形系數(shù)。由表105查得，。5）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表105查得，。6）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。由圖1020c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。由圖1018取彎曲疲勞壽命系數(shù)，。取彎曲疲勞安全系數(shù)，由式1012得，7）計(jì)算大、小齒輪的并加以比較。故大齒輪的數(shù)值大。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算=1.52對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取=2mm已可滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿(mǎn)足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由取，則，取4幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距將中心距圓整為146mm。（2）按圓整后的中心距

9、初算螺旋角因值偏差比較大，所以需要通過(guò)調(diào)整中心距對(duì)其進(jìn)行修正。（3）調(diào)整中心距調(diào)整，則，取。則中心距為：將中心距圓整為151mm。（4）按調(diào)整后的中心距修正螺旋角，滿(mǎn)足要求。（5）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 （4）計(jì)算齒輪寬度圓整后取，。（5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于輸入軸軸端直徑前面已經(jīng)確定為35mm，小斜齒輪的分度圓直徑較小，為了提高強(qiáng)度，所以做成齒輪軸的形式，材料為40Cr，熱處理為調(diào)制處理。大斜齒輪分度圓直徑，軸徑為，大齒輪齒頂圓直徑，所以采用腹板式結(jié)構(gòu)，熱處理方式為調(diào)質(zhì)處理，材料為45鋼，相關(guān)尺寸查163機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)尺寸符號(hào)所選取的結(jié)果3.2 第二級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算1選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及

10、齒數(shù)1）作為帶式運(yùn)輸機(jī)的低速級(jí)，為了傳動(dòng)平穩(wěn)，我們選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故選用8級(jí)精度（GB1009588）。3）材料選擇。由表101選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。4）選擇小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)。2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式109a進(jìn)行試計(jì)算，即（1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值1）試選載荷系數(shù)。2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。219N.m3）由表107選取齒寬系數(shù)。4）由表106查得材料的彈性影響系數(shù)。5）由圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪接觸強(qiáng)

11、度極限6）由式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。7）由圖1019取接觸疲勞壽命系數(shù)，。8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1%，安全系數(shù)，由式1012得（2）計(jì)算1）試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。=84.29mm2）計(jì)算圓周速度v。3）計(jì)算齒寬b。4）計(jì)算齒高與齒寬之比。模數(shù) 齒高 齒寬與齒高之比 5）計(jì)算載荷系數(shù)。根據(jù)，8級(jí)精度，由圖108查得動(dòng)載荷系數(shù)；直齒輪；由表102查得使用系數(shù)；小齒輪相對(duì)軸承非對(duì)稱(chēng)布置時(shí)，查表104得；由，查圖1013得到；故載荷系數(shù)6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式1010a得7）計(jì)算模數(shù)。3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式105得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為（1）

12、確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）由圖1020c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。2）由圖1018取彎曲疲勞壽命系數(shù)，。3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)，由式1012得4）計(jì)算載荷系數(shù)。5）查取齒形系數(shù)。由表105查得，。6）查取應(yīng)力校正系數(shù)。由表105查得，。7）計(jì)算大、小齒輪的并加以比較。故大齒輪的數(shù)值更大。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度所得的模數(shù)3.19圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)，取大齒輪齒數(shù)，取。這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的齒輪傳動(dòng)，既滿(mǎn)足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿(mǎn)足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。4幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑（2）計(jì)算中心距（3）計(jì)算齒輪寬度取，。（4）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小直齒輪分度圓直徑，材料為40Cr，由于軸徑為48mm，