減速箱設(shè)計說明書詳細計算過程減速箱課程設(shè)計

1、機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書設(shè)計題目 減速器設(shè)計 專 業(yè) XXXXXXXXXXXXXXX 班 級 XXX 設(shè) 計 人 某某某 完成日期 2011-7-5 設(shè)計要求：含有單級圓柱齒輪減速器及帶傳動的傳動系統(tǒng)運輸帶工作拉力F= 2300 N運輸帶工作速度 v = 1.1 m/s卷筒直徑 D= 250 mm工作條件：兩班制工作，常溫下連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，空載起動，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，環(huán)境有輕度粉塵，每年工作300天，減速器設(shè)計壽命10年，電壓為三相交流電（220V/380V）.目 錄一、 運動參數(shù)的計算4二、 帶傳動的設(shè)計 6三、 齒輪的設(shè)計 8四、 軸的設(shè)計 12五、 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計18六、 軸承的選擇及計

2、算19七、 鍵連接的選擇和校核23八、 聯(lián)軸器的選擇 24九、 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 24十、 潤滑密封設(shè)計26一運動參數(shù)的計算1電動機的選型1）電動機類型的選擇按工作要求選擇Y系列三相異步電機，電壓為380V。2）電動機功率的選擇滾筒轉(zhuǎn)速： 負載功率: KW電動機所需的功率為：（其中：為電動機功率，為負載功率，為總效率。）為了計算電動機所需功率，先確定從電動機到工作機只見得總效率，設(shè)、分別為V帶傳動、閉式齒輪傳動（齒輪精度為8級）、滾動軸承和聯(lián)軸器的效率查機械設(shè)計課程設(shè)計表2-2得 =0.95 =0.97 =0.99 =0.99折算到電動機的功率為:選取額定功率未3kw3）電動機轉(zhuǎn)速的選擇選擇常用

3、的同步轉(zhuǎn)速為1500 r/min和1000 r/min。4）電動機型號的選擇電動機型號額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動比軸外伸軸徑軸外伸長度Y100L2-43.0kw1500 r/min1430 r/min17.0228mm60mmY132S-63.0kw1000 r/min960 r/min11.4338mm80mm為了合理分配傳動比，使機構(gòu)緊湊，選用電動機Y132S-62計算傳動裝置的總傳動比和分配傳動比(1)總傳動比: （2）選擇帶傳動的傳動比（3）齒輪的傳動比3計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)：（1）計算各軸的轉(zhuǎn)速:I軸轉(zhuǎn)速：（2）各軸的輸入功率I軸上齒輪的輸入功率:II軸輸入功率：III軸

4、輸入功率：（3）各軸的轉(zhuǎn)矩電動機的輸出轉(zhuǎn)矩：運動和動力參數(shù)如下表軸號轉(zhuǎn)速n/(r/min)輸入功率P（kW）轉(zhuǎn)矩T（）傳動比i電動機軸9602.85828.4313軸9602.71581.0263.81軸83.992.607296.4261軸83.992.556290.627二帶傳動的設(shè)計1.確定計算功率查課本表8-7得：,式中為工作情況系數(shù)， 為傳遞的額定功率,即電機的額定功率.2.選擇帶型號根據(jù)，,查課本圖8-11選用帶型為A型帶3.選取帶輪基準直徑1）初選小帶輪基準直徑 查課本表8-6和表8-8取小帶輪基準直徑2）驗算帶速v在525m/s范圍內(nèi)，故V帶合適3）計算大帶輪基準直徑查課本表8

5、-8后取4.確定中心距a和帶的基準長度根據(jù)課本式8-20 ，初步選取中心距所以帶長,=查課本表8-2選取基準長度得實際中心距由8-24式得中心距地變化范圍為438510mm5.驗算小帶輪包角，包角合適。6.確定v帶根數(shù)z1）計算單根V帶額定功率由和查課本表8-4a得轉(zhuǎn)速，傳動比,查課本8-4a得查課本表8-2得查課本表8-5,并由內(nèi)插值法得=0.9462）帶的根數(shù)故選Z=4根帶。7.計算初拉力由8-3得q=0.1kg/m，單根普通帶張緊后的初拉力為8.計算作用在軸上的壓軸力9.V帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）B=（Z-1）t+2s=（4-1）16+210=68mm、小帶輪的設(shè)計采用材料HT150鑄鐵D1

6、=100mm3d，d為電機軸的直徑d=38mm， 且300mm，故采用腹板式。腹板上不開孔。a)、部分結(jié)構(gòu)尺寸確定：d1=1.8d=1.838=69mmL=1.8d=1.838=69mm、大帶輪的設(shè)計由于 D2=300mm， 故采用孔板式。a）、有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸如下：d=38mm; 第I軸直徑d1=1.838=69mmL=1.8d=381.8=69mm三.齒輪的設(shè)計1、選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)（1）根據(jù)傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。（2）運輸機為一般工作狀態(tài)的機器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選擇8級精度。（3）材料選擇根據(jù)課本表10-1：小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度280HBS大齒輪材料為

7、45鋼（調(diào)質(zhì)）HB2=240大小齒輪齒面的硬度差為280240=40，是合理的。當(dāng)運轉(zhuǎn)過程中較硬的小齒輪齒面對較軟的大齒輪齒面，會起較明顯的冷作硬化效應(yīng)，提高了大齒輪齒面的疲勞極限，從而延長了齒輪的使用壽命。（4）選小齒輪的齒數(shù)Z1=23；則大齒輪齒數(shù)Z2= Z1=3.8123=87.6，去Z2=82、按齒面接觸疲勞強度設(shè)計由由設(shè)計公式（10-9a）進行試算，即（1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)據(jù)1)、試選Kt=1.3；2)、；3)、由課本表10-7選取d=1；4)、由課本表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8 5）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的解除疲勞強度極限大齒輪的解除疲勞強度極

8、限6）由課本式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)7）由課本圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)KNH1=0.90，KNH2=0.958）計算接觸疲勞許用應(yīng)力去失效概率1%，安全系數(shù)S=1，由課本式（10-12）得（2）計算 1）試算小齒輪分度圓直徑d1t2)、計算圓周速度V=1.01m/s3)、計算齒寬4）計算齒寬和齒高的比模數(shù)齒高h=2.25=5.898mm=60.287/5.898=10.225)計算載荷系數(shù)根據(jù)v=1.01m/s，8級精度，由課本圖10-8查得動載荷系數(shù)KV=1.10直齒輪由課本表10-2查得使用系數(shù)由課本表10-4用插值法查得8級精度、小齒輪相對支承對稱布置時由，查得故載荷系數(shù)6)按

9、實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（10-10a）得7）計算模數(shù)3、按齒根彎曲強度設(shè)計由課本式（10-5）得彎曲強度計算公式（1）確定公式內(nèi)的各個計算數(shù)值1）由課本圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限大齒輪的彎曲疲勞強度極限2）由課本圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù), 3)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由課本式（10-12）得4)計算載荷系數(shù)K5)查取齒形系數(shù)由表10-5查得 ，6）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得 ,7)計算大、小齒輪的大齒輪的數(shù)值大（2）設(shè)計計算對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模式m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大少

10、主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪的直徑（即模數(shù)）與齒輪的乘積有關(guān)，可取由彎曲疲勞強度算得的模數(shù)1.90并就近圓整為標準值m=2mm，按接觸疲勞強度計算分度圓直徑=63.007mm，算出小齒輪齒數(shù)，取=32大齒輪齒數(shù)：這樣設(shè)計的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。4.幾何尺寸計算（1）計算分度圓直徑（2）計算中心距（3）計算齒寬取，名稱符號公式齒1齒2齒數(shù)32122分度圓直徑64244齒頂高22齒根高2.52.5齒頂圓直徑68248齒根圓直徑59239中心距154齒寬7065四軸的設(shè)計（一）軸的設(shè)

11、計1.軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩2.作用在齒輪上的力切向力徑向力3.初定軸的最小直徑先按課本式（15-2）初步估計軸的最少直徑。材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)課本表15-3，取輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，故先選聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，查課本表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩的變化很小，故=1.3,，則：選擇彈性柱銷聯(lián)軸器,型號為:HL3型聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為:半聯(lián)軸器的孔徑:,故取:. 半聯(lián)軸器長度,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為:.4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1)軸上零件的定位,固定和裝配單級減速器中可以將齒輪安排在箱體中央,相對兩軸承對稱分布.齒輪左面由套筒定位,右面由軸肩定位,聯(lián)接以平鍵作為過渡配

12、合固定,兩軸承均以軸肩定位.(2)確定軸各段直徑和長度為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求,軸段右端需制出一軸肩,故取段的直徑,左端用軸端擋圈定位,查手冊表按軸端去擋圈直徑,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度:,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故段的長度應(yīng)比略短,取:.初步選擇滾動軸承,因軸承只受有徑向力的作用 ,故選用深溝球軸承,參照工作要求并根據(jù):.由機械設(shè)計課程設(shè)計表12-5，選取6209型軸承,尺寸:，軸肩故，左端滾動軸承采用套筒進行軸向定位,右端滾動軸承采用軸肩定位.取=53mm取安裝齒輪處軸段的直徑：，齒輪左端與左軸承之間采用套筒定位,已知齒輪輪轂的寬度為,為了使套筒端面可靠

13、地壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短與輪轂寬度,故?。?齒輪右端采用軸肩定位,軸肩高度,取,則軸環(huán)處的直徑：，軸環(huán)寬度：,取。 軸承端蓋的總寬度為：,?。?取齒輪距箱體內(nèi)壁距離為:，s=8mm,T=19mm,由于這是對稱結(jié)構(gòu)，算出.至此,已初步確定了軸的各段直徑和長度.(3)軸上零件的周向定位齒輪,半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接1）齒輪與軸的連接按查課本表6-1,得:平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為:.為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為;2）半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接, 查課本表6-1，選用平鍵為:,半聯(lián)軸器與軸的配合為: .滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的,此處選軸

14、的直徑尺寸公差為:.(4)確定軸上圓角和倒角尺寸參照課本表15-2,取軸端倒角為:,處圓角取R2，各軸肩處圓角半徑取(5)求軸上的載荷在確定軸承的支點位置時,深溝球軸承的作用點在對稱中心處，作為簡支梁的軸的支撐跨距,據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖,扭矩圖和計算彎矩圖,可看出截面處計算彎矩最大 ,是軸的危險截面.(6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度.作用在齒輪上的力切向力徑向力求作用于軸上的支反力水平面內(nèi)支反力:FNH1=1215N, FNH2=1215N 垂直面內(nèi)支反力: FNV1=442N, FNV2=442N作出彎矩圖分別計算水平面和垂直面內(nèi)各力產(chǎn)生的彎矩.計算總彎矩:作出扭矩圖:.作出計算彎矩

15、圖:,校核軸的強度對軸上承受最大計算彎矩的截面的強度進行校核.危險截面在A的左側(cè)。, 由表15-1查得，因此，故安全。（二）軸的設(shè)計1.軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩2.作用在齒輪上的力切向力徑向力3.初定軸的最小直徑先按課本式（15-2）初步估計軸的最少直徑。材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)課本表15-3，取輸出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處軸的直徑，=38mm 電動機軸外伸80mm，配合輪轂長度69mm4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1)軸上零件的定位,固定和裝配單級減速器中可以將齒輪安排在箱體中央,相對兩軸承對稱分布.齒輪右面由套筒定位,左面由軸肩定位,聯(lián)接以平鍵作為過渡配合固定,兩軸承均以軸肩定位.(2)確定軸

16、各段直徑和長度為了滿足帶輪的軸向定位要求, 軸段左端需制出一軸肩,故取段的直徑,左端用軸端擋圈定位,查手冊表按軸端去擋圈直徑,帶輪與軸配合的轂孔長度:,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故段的長度應(yīng)比略短,取:.初步選擇滾動軸承,因軸承只受有徑向力的作用 ,故選用深溝球軸承,參照工作要求并根據(jù): .由機械設(shè)計課程設(shè)計表12-5，選取6209型軸承,尺寸:，軸肩故，左端滾動軸承采用縐件進行軸向定位,右端滾動軸承采用套筒定位.取 =58mm。取安裝齒輪處軸段的直徑：，齒輪右端與右軸承之間采用套筒定位,已知齒輪輪轂的寬度為,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短與輪轂寬度,故取

17、：,齒輪右端采用軸肩定位,軸肩高度,取,則軸環(huán)處的直徑：，軸環(huán)寬度：,取。 軸承端蓋的總寬度為：,根據(jù)對稱結(jié)構(gòu)：.至此,已初步確定了軸的各段直徑和長度.(3)軸上零件的周向定位齒輪,帶輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接1）齒輪與軸的連接按查課本表6-1,得:平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為:.為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為;2）帶輪與軸的聯(lián)接 查課本表6-1，選用平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為:.帶輪與軸的配合為: .3）滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為:.(4)確定軸上圓角和倒角尺寸參照課本表15-2,取軸端倒角為:,處、

18、處取圓角半徑R2，其余各軸肩處圓角半徑取五、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計1、小齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)齒根圓到鍵槽頂部e2mt時，宜將齒輪做成齒輪軸， e4mm由于第一軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計中小齒輪處的軸d=55,而小齒輪的齒根圓df1=z1-2.5m=32-2.52=59mm顯然e2mt故需做成齒輪軸。2、對于大齒輪：當(dāng)da500mm時，采用腹板式結(jié)構(gòu)。有關(guān)參數(shù)：,d為軸安裝大齒輪處的軸徑。D1=mm ，取C=16mmr=5mm。高速級大齒輪結(jié)構(gòu)圖如下：六. 軸承的選擇及計算1.軸承的選擇：軸承1：深溝球軸承6209軸承2：深溝球軸承62102.校核軸承：1）校核深溝球軸承6210，查機械設(shè)計課程設(shè)計表12-5得：由課本表13-6，取由于軸承只受徑向力作用對于球軸承，按每年300個工作日，每天兩班制，壽命為35年，所以合適2）校核深溝球軸承6209，查機械設(shè)計課程設(shè)計表12-5得：由課本表13-6，取由于軸承只受徑向力作用對于球軸承，按每年300個工作日，每天兩班制，壽命為345年，所以合適七、鍵連接的選擇和校核1.選擇鍵聯(lián)接的類型一般8級以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求，應(yīng)用平鍵.鍵的材料為鋼，2.軸與帶輪相聯(lián)處鍵的校核鍵A：,單鍵由課本式（6-1）得故滿足要求3.軸與帶輪相聯(lián)處鍵