機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)_一級(jí)圓柱齒輪減速器說(shuō)明書1

1、目 錄一 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說(shuō)明1.1 課題題目 1.2 主要技術(shù)參數(shù)說(shuō)明 1.3 傳動(dòng)系統(tǒng)工作條件1.4 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的選擇 二 減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算2.1 減速器結(jié)構(gòu)2.2 電動(dòng)機(jī)選擇2.3 傳動(dòng)比分配2.4 動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算三 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.1確定計(jì)算功率3.2確定V帶型號(hào)3.3確定帶輪直徑3.4確定帶長(zhǎng)及中心距3.5驗(yàn)算包角3.6確定V帶根數(shù)Z3.7 確定粗拉力F03.8計(jì)算帶輪軸所受壓力Q四 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算(包括小齒輪和大齒輪)4.1 齒輪材料和熱處理的選擇4.2 齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1 按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸4.2.2 齒輪彎曲強(qiáng)度校核4.2.

2、3 齒輪幾何尺寸的確定4.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)五 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算(從動(dòng)軸)5.1 軸的材料和熱處理的選擇5.2 軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.2.1 按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑5.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.2.3 軸的強(qiáng)度校核六 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1 軸承的選擇及校核 6.2 鍵的選擇計(jì)算及校核6.3 聯(lián)軸器的選擇七 減速器潤(rùn)滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算7.1 潤(rùn)滑的選擇確定 7.2 密封的選擇確定 7.3減速器附件的選擇確定 7.4箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 參考文獻(xiàn)第一章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說(shuō)明1.1課題題目帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的減速器。要求傳動(dòng)系統(tǒng)中含有單級(jí)圓柱齒輪

3、減速器及V帶傳動(dòng)。1.2 主要技術(shù)參數(shù)說(shuō)明 輸送帶的最大有效拉力F=1.8KN，輸送帶的工作速度V=1.1 m/s，輸送機(jī)滾筒直徑D=240mm。1.3 傳動(dòng)系統(tǒng)工作條件 帶式輸動(dòng)機(jī)工作時(shí)有輕微的震動(dòng)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，雙班制工作（每班工作8小時(shí)），要求減速器設(shè)計(jì)壽命為5年(每年按365天計(jì)算)，機(jī)器的工作環(huán)境清潔，機(jī)器的年產(chǎn)量為大批量。1.4 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的選擇圖1 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖第二章 減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算2.1 減速器結(jié)構(gòu)本減速器設(shè)計(jì)為水平剖分，封閉臥式結(jié)構(gòu)。2.2 電動(dòng)機(jī)選擇（一）工作機(jī)的功率Pw =FV/1000=1800×1.1/1000=1.98kw（二）總

4、效率 = =0.96×0.97×0.99×0.955×0.93=0.84120.82其中，聯(lián)軸器選擇的是凸緣聯(lián)軸器，效率用表示；軸承選擇的是深溝球軸承，效率用表示；齒輪傳動(dòng)選擇的是8級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)，效率用表示；卷筒的效率用；V帶效率用表示。（三）所需電動(dòng)機(jī)功率 查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)得 Ped = 3 kw電動(dòng)機(jī)選用Y132S-6 n滿 = 960 r/min2.3 傳動(dòng)比分配 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速n=60×1000v/（D） =60×1000×1.0/(3.14×240) =79.58r/min 取 則 電動(dòng)機(jī)選用：Y

5、132S1-6計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié)果2.4 動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算（一）轉(zhuǎn)速n=960（r/min）=/=/=960/2.84=338（r/min） =/=338/4.26=79.34（r/min）=79.34（r/min） （二） 功率P （三） 轉(zhuǎn)矩T =25300(Nmm) = 279400(Nmm) = 271000(Nmm )計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié)果將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸號(hào)功率P/kW N /(r.min-1) /(Nmm) i 02.5496025300 2.840.96 12.4433868300 22.3479.342794004.260.96 32.2779.3427100010.9

6、7第三章V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.1確定計(jì)算功率查表得KA=1.1，則PC=KAP=1.1×2.54=2.794KW3.2確定V帶型號(hào)按照任務(wù)書得要求，選擇普通V帶。根據(jù)PC=2.794KW及n1=960r/min，查圖確定選用A型普通V帶。3.3確定帶輪直徑（1）確定小帶輪基準(zhǔn)直徑根據(jù)圖推薦，小帶輪選用直徑范圍為112140mm，選擇dd1=100mm。（2）驗(yàn)算帶速v =5.03m/s5m/sv25m/s,帶速合適。（3）計(jì)算大帶輪直徑dd2= i dd1（1-）=2.84×100×（1-0.02）=311.7mm根據(jù)GB/T 13575.1-9規(guī)定，選取dd2=300

7、mm（4）驗(yàn)算傳動(dòng)比誤差理論傳動(dòng)比： 3實(shí)際傳動(dòng)比： i= 300/(100×(1-0.02)=3.06傳動(dòng)比誤差=（3.06-2.84）/2.84=0.04=4%<5%符合要求 3.4確定帶長(zhǎng)及中心距（1）初取中心距a0得280a0800， 根據(jù)總體布局，取ao=400 mm(2) 確定帶長(zhǎng)Ld：根據(jù)幾何關(guān)系計(jì)算帶長(zhǎng)得=1453.3mm根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)，取Ld =1400mm。 (3)計(jì)算實(shí)際中心距=373.75mm3.5.驗(yàn)算包角=149.34°120°，包角合適。3.6.確定V帶根數(shù)ZZ 根據(jù)dd1=100mm及n1=960r/min，查表得P0=0.96

8、KW,P0=0.11KW中心距a=373.75mm包角=149.34°包角合適查表得：K=0.92KL=0.96則Z=2.96，取Z=33.7.確定粗拉力F0F0=500查表得q = 0.1/m,則F0=500=147.69N3.8.計(jì)算帶輪軸所受壓力QQ=2ZF0sin=2×3×147.69×sin=855.95N 第四章 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 齒輪材料和熱處理的選擇 小齒輪選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB236 大齒輪選用45號(hào)鋼，正火處理，HB1904.2 齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1 按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸 由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 ,S

9、Hlim = 1 由 PC=2.794KW選用A型普通V帶dd1=100mmv=5.03m/s,帶速合適dd2=311.7m取ao=400mm取Ld =1453.3mm中心距a=373.75mm包角=149.34包角合適計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié)果 按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（一）小齒輪的轉(zhuǎn)矩 （二） 選載荷系數(shù)K 由原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為帶式輸送機(jī)，載荷平穩(wěn)，齒輪在兩軸承間對(duì)稱布置。查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教材中表得，取K1.1（三） 計(jì)算齒數(shù)比 =4.26 取Z1 = 18， 則 Z2 = 76.68取Z2=76，則齒數(shù)比u=4.22（四） 選擇齒寬系數(shù) 根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對(duì)稱布置。查機(jī)械原理與機(jī)械零

10、件教材中表得，取1.2（五） 計(jì)算小齒輪分度圓直徑Z1= 18Z2 =76計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié)果76.6=76.6 = 61.17( mm)（六）計(jì)算模數(shù) m = 61.17/18 = 3.39 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)3.5（七）計(jì)算齒輪的主要尺寸 中心距 齒輪寬度 取 B2 =75 (mm)B1 = B2 + (510) 取 B1 = 80（mm）=63mm=266mma=164.5mmB1=80mmB2=75mm 計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié)果 （八）計(jì)算圓周轉(zhuǎn)速v 4.2.2 齒輪彎曲強(qiáng)度校核（一） 由3.2.1中的式子知兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力 （二） 計(jì)算兩齒輪齒根的彎曲應(yīng)力 由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)得 =3.0

11、2 =2.25比較的值 /=0.0137 /=0.0132 計(jì)算小齒輪齒根彎曲應(yīng)力為 V=1.11(m/s) 計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié)果 齒輪的彎曲強(qiáng)度足夠4.2.3 齒輪幾何尺寸的確定由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)得 h*a =1 c* = 0.25齒頂圓直徑 齒根圓直徑 4.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛造大齒輪的關(guān)尺寸計(jì)算如下：軸孔直徑 d=55輪轂直徑 =1.6d=1.6×55=88輪轂長(zhǎng)度 輪緣內(nèi)徑 =10mn=266 3.5=262.5mm = 0.5 ( +) = 175mm = 20 mm = 20 mm 齒輪倒角n=0.5m=0.5×2=1強(qiáng)度足夠=

12、70mm=273mm計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié)果第五章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 軸的材料和熱處理的選擇由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)中的圖表查得選45號(hào)鋼，正火處理，HB217255=600MPa c =110- 1185.2 軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.2.1 按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑主動(dòng)軸=c=118=22.15從動(dòng)軸=c=118=36.46考慮鍵槽=22.15×1.03=22.81考慮鍵槽=36.46×1.03=37.55選取標(biāo)準(zhǔn)直徑=25選取標(biāo)準(zhǔn)直徑=385.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時(shí)考慮到強(qiáng)度的原則，主動(dòng)軸和從動(dòng)軸均設(shè)計(jì)為階梯軸。各段分開(kāi)考慮高速

13、軸（軸1）直徑設(shè)計(jì)鏈輪處 d=25油封處 由a=（0.07-0.1）d鏈輪，取a=2.5，d=30軸承處 選6207由比油封處略大，查標(biāo)準(zhǔn)值，取d=34齒輪軸 d=d齒頂=70軸肩處 d=42寬度設(shè)計(jì)鏈輪處 帶輪寬度-2，L=40-50，取b=42油封處 20mm端蓋，25mm空余，取b=45軸承處 17+甩油環(huán)15=32軸肩處 b=1.4a=1.4×2.5=3.5，取b=8齒輪處 b=b1=80低速軸（軸2）直徑設(shè)計(jì)聯(lián)軸器處 d=dmin=38油封處 a=（0.07-0.1）d，取a=3.5，d=45軸承處 選6210，寬20，取d=50齒輪處 取d=50軸肩處 a=（0.07-0

14、.1）×55，取a=4，d=63寬度設(shè)計(jì)軸承處 b=20+甩油環(huán)15=35軸肩處 取b=8齒輪處 取b=75-2=73軸承處 b=2+套筒10+甩油環(huán)15+軸承20=45（為使齒輪兩側(cè)軸承寬度對(duì)稱所以加10mm套筒）油封處 取b=45聯(lián)軸器處 b=60-2=585.2.3 軸的強(qiáng)度校核低速軸的強(qiáng)度校核（1）求軸傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩T=279400Nmm（2）求軸上傳動(dòng)件作用力圓周力 =2×279.4×1000/266=2101N徑向力 =tan=2101×tan20°=764.7N由于為直齒輪，軸向力=0 （3）確定軸的跨距 左右軸承的支反力作用點(diǎn)至齒輪

15、力作用點(diǎn)的間距皆為：70.5mm聯(lián)軸器作用點(diǎn)與右端軸承支反力作用點(diǎn)的間距為85mm（4）按當(dāng)量彎矩校核軸的強(qiáng)度做軸的受力簡(jiǎn)圖和彎矩圖如下所示作水平面受力圖及彎矩圖FAH=FBH=382.4NMCH= FAH×70.5=26959 Nmm作垂直面受力圖及彎矩圖FAV=FBV=1050.5NMCV= FAV×70.5=741000 Nmm作合成彎矩圖（e）作扭矩圖可知B處當(dāng)量彎矩最大，對(duì)于45鋼，查表知=600MPa， =55MPa d=37.5(mm) 考慮鍵槽d=37.5mm < 55mm 則強(qiáng)度足夠 計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié)果第六章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1 軸承的

16、選擇及校核考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用單列深溝球軸承,根據(jù)軸頸值查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇6207和6210 各一對(duì)（GB/T276-1993）壽命計(jì)劃：兩軸承受純徑向載荷軸承2 FA=2446.8N ，F(xiàn)B=7350N，取FB校驗(yàn)P=FB=7350N X=1 Y=0從動(dòng)軸軸承壽命：深溝球軸承6210，基本額定功負(fù)荷=35100N =1 =3=22878預(yù)期壽命為：4年，單班制L=4×365×8=11680<壽命合格。軸承1FA=1084.9N ，F(xiàn)B=1383.8N，取FB校驗(yàn)P=FB=1383.8N X=1 Y=0從動(dòng)軸軸承壽命：深溝球軸承6210，基本額定功

17、負(fù)荷=25700N =1 =3=316000h預(yù)期壽命為：4年，單班制L=4×365×8=11680<壽命合格。6.2 鍵的選擇計(jì)算及校核（一）低速軸從動(dòng)軸外伸端d=38，考慮鍵在軸中部安裝故選鍵10×50 GB/T10962003，b=10，L=50，h=8，選45號(hào)鋼，其許用擠壓力=125150MPa=73.53MPa <則強(qiáng)度足夠，合格（二）低速軸與齒輪聯(lián)接處d=5mm，考慮鍵槽在軸中部安裝，故同一方位母線上，選鍵16×70 GB/T10962003，b=16mm，L=70mm，h=10mm，選45號(hào)鋼，其許用擠壓應(yīng)力=125150MP

18、a=29.03MPa <則強(qiáng)度足夠，合格（三）高速軸鏈輪處，考慮鍵槽在軸中部安裝，故同一方位母線上，選鍵8×36， GB/T10962003，b=8mm，L=70mm，h=7mm，選45號(hào)鋼，其許用擠壓應(yīng)力=125150MPa=43.37MPa <則強(qiáng)度足夠，合格從動(dòng)軸承 2個(gè)計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié)果6.3 聯(lián)軸器的選擇 由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無(wú)特殊要求，考慮拆裝方便及經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，選用剛性聯(lián)軸器K=1.5=KT=1.5×281.7=422.5選用GY5型剛性凸緣聯(lián)軸器，d=38，滿足條件。GY5型剛性凸緣聯(lián)軸器有關(guān)參數(shù)選用GY5型剛性凸緣聯(lián)軸器型號(hào)公稱轉(zhuǎn)矩T/(N·m)許用轉(zhuǎn)速n/（r·軸孔直徑d/mm軸孔長(zhǎng)度L/mm外徑D/mm材料軸孔類型GY550080003560120HT200J1型第七章 減速器潤(rùn)滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算及裝配圖7.1 潤(rùn)滑的選擇確定 7.1.1潤(rùn)滑方式 1.齒輪V=1.112 m/s 軸承應(yīng)采用用脂潤(rùn)滑。 7.1.2潤(rùn)滑油牌號(hào)及用量齒輪浸油潤(rùn)滑軸承脂潤(rùn)滑計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié)果1.齒輪潤(rùn)滑選用150號(hào)機(jī)械油，最低最高油面距1020mm，需油量為1.5L左右2.軸承潤(rùn)滑選用2L3型潤(rùn)滑脂，用油量為軸承間隙的1/31/2為宜7.2密封形式