機械設(shè)計課程設(shè)計_一級圓柱齒輪減速器說明書

1、WORD格式機械設(shè)計課程設(shè)計設(shè)計說明書課題名稱一級圓柱齒輪減速器專業(yè)工程技術(shù)機械制造及其自動化083姓名王仁源學號202108310229指導(dǎo)教師嚴建敏學期2021學年第一學期專業(yè)資料整理WORD格式目錄一 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明1.1課題題目1.2主要技術(shù)參數(shù)說明1.3傳動系統(tǒng)工作條件1.4傳動系統(tǒng)方案的選擇二 減速器構(gòu)造選擇及相關(guān)性能參數(shù)計算2.1減速器構(gòu)造2.2電動機選擇2.3傳動比分配2.4動力運動參數(shù)計算三 V 帶傳動設(shè)計3.1 確定計算功率3.2 確定 V 帶型號3.3 確定帶輪直徑3.4 確定帶長及中心距3.5 驗算包角3.6 確定 V帶根數(shù) Z3.7確定粗拉力 F03.8

2、計算帶輪軸所受壓力Q四 齒輪的設(shè)計計算 ( 包括小齒輪和大齒輪)專業(yè)資料整理WORD格式4.1齒輪材料和熱處理的選擇專業(yè)資料整理WORD格式4.2齒輪幾何尺寸的設(shè)計計算4.2.1按照接觸強度初步設(shè)計齒輪主要尺寸4.2.2齒輪彎曲強度校核4.2.3齒輪幾何尺寸確實定4.3齒輪的構(gòu)造設(shè)計五 軸的設(shè)計計算 ( 從動軸 )5.1軸的材料和熱處理的選擇5.2軸幾何尺寸的設(shè)計計算5.2.1按照扭轉(zhuǎn)強度初步設(shè)計軸的最小直徑5.2.2軸的構(gòu)造設(shè)計5.2.3軸的強度校核六 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1軸承的選擇及校核6.2鍵的選擇計算及校核6.3聯(lián)軸器的選擇七 減速器潤滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要構(gòu)造尺

3、寸的計算7.1潤滑的選擇確定7.2密封的選擇確定7.3 減速器附件的選擇確定7.4 箱體主要構(gòu)造尺寸計算專業(yè)資料整理WORD格式參考文獻專業(yè)資料整理WORD格式第一章課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明1.1 課題題目帶式輸送機傳動系統(tǒng)中的減速器。要求傳動系統(tǒng)中含有單級圓柱齒輪減速器及 V 帶傳動。1.2主要技術(shù)參數(shù)說明輸送帶的最大有效拉力 F=2KN ，輸送帶的工作速度 V=0.9 m/s，輸送機滾筒直徑 D=300 mm。1.3傳動系統(tǒng)工作條件帶式輸動機工作時有輕微震動，經(jīng)常滿載?？蛰d起訂，單向運轉(zhuǎn)，單班制工作每班工作 8小時，要求減速器設(shè)計壽命為 5年(每年按 300天計算 )三相交流電源的電壓為

4、 380/220V。1.4傳動系統(tǒng)方案的選擇圖 1帶式輸送機傳動系統(tǒng)簡圖專業(yè)資料整理WORD格式第二章減速器構(gòu)造選擇及相關(guān)性能參數(shù)計算2.1減速器構(gòu)造本減速器設(shè)計為水平剖分，封閉臥式構(gòu)造。2.2電動機選擇一工作機的功率PwPw =FV/1000=20003 0.9/1000=1.8kw二總效率總總 = 帶3齒輪聯(lián)軸器滾筒軸承=0.96 ×0.98 ×0.99 ×0.96 ×0.99 ×0.99 ×0.99=0.868三所需電動機功率 Pd電動機選用：Pd Pw /總 1.8/0.86862.073(KW )Y2-132S-8查&quo

5、t;機械零件設(shè)計手冊"得Ped = 3 kw電動機選用 Y2-132S-8n 滿= 705 r/min2.3傳動比分配工作機的轉(zhuǎn)速 n=6031000v/ D=603100030.9/(3.143300)=57.325r/mini總n滿 / n935 / 57.32512.298i 帶3取 i帶 3那么 i齒i 總 / i帶24.771/3 4.099i 齒=4.099專業(yè)資料整理WORD格式計算及說明結(jié)果專業(yè)資料整理WORD格式2.4動力運動參數(shù)計算一轉(zhuǎn)速 nn0=n滿=705r/minn I=n0/i 帶=n滿/i 帶=705/3=235r/minnII= nI/i齒=235/4

6、.099=57.331r/minnIII=nII=57.331r/min二功率 PP0Pd2.073(kw)P1P0帶2.073 0.961.990(kw)P2P1齒輪軸承1.9900.980.991.931(kw)P3P2聯(lián)軸器軸承1.9310.990.991.893(kw)三轉(zhuǎn)矩 TT09550P0 / n0 9550 2.073/1420=13.942(N m)T1T0 帶i帶13.9420.96340.153( Nm)T2T1 齒輪軸承 i齒40.1530.98 0.994.099= 161.182(Nm)T3T2 聯(lián)軸器軸承 i齒帶161.1820.99 0.99 1= 157.97

7、4(N m)專業(yè)資料整理WORD格式計算及說明結(jié)果專業(yè)資料整理WORD格式將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸號功率NT /P/kW/(r.min-1 )( Nm)i02.07370513.94230.9611.99023590.15321.93157.331161.1824.0990.9731.89357.3331157.97410.98第三章 V 帶傳動設(shè)計3.1 確定計算功率查表得 KA=1.1，那么PC=3.3KWPC=KAP=1.31 3=3.3KW3.2 確定 V 帶型號選用 B型按照任務(wù)書得要求，選擇普通V 帶。普通 V帶根據(jù) PC=3.3KW及 n1=235r/min ，查圖確定選用B 型普

8、通 V 帶。3.3 確定帶輪直徑1確定小帶輪基準直徑dd1=140mm根據(jù)圖推薦，小帶輪選用直徑X圍為112140mm，選擇 dd1=140mm。v2驗算帶速=5.17 m/s,帶速合v =d d1n1=140 705 =5.17 m/s1000適60600005m/s v25m/s,帶速適宜。3計算大帶輪直徑dd2= i d d1 1- =33 1403 1-0.02 =411.6 mmdd2=411.專業(yè)資料整理WORD格式根據(jù) GB/T 13575.1-9 規(guī)定，選取 dd2=400mm3.4 確定帶長及中心距1初取中心距 a00.7 dd1dd 2a02 dd1 dd 2得 378 a

9、01080， 根據(jù)總體布局，取 ao=800 mm(2) 確定帶長 L d：根據(jù)幾何關(guān)系計算帶長得dd1 d d22Ldo2a0dd 1 d d 224a0= 2800140140400 2400=2469.36mm24800根據(jù)標準手冊，取 L d。(3)計算實際中心距=2500mmaa0L d - L d0 =8002500- 2469.36=815.32mm223.5. 驗算包角dd 2dd157.31180a40014057.3 =161.73°120°，包角適宜。=180815.323.6. 確定 V 帶根數(shù) ZZ(PPcP )KKL00根據(jù) dd1=140mm及

10、 n1=705r/min ，查表得 P0=1.64KW,0P =0.22KW中心距 a=815.32mm包角=161.73°包角適宜161 .736mm取ao=800mm取 L d=2500mm中心距a=815.32mm包角=161.73°包角適宜專業(yè)資料整理WORD格式K=1.25(15180) =0.956專業(yè)資料整理WORD格式KL=1+0.5(lg2500-lg2240)=1.024那么 Z3.3=1.737 ，取 Z=2(1.86) 0.9561.0243.7.確定粗拉力 F00Pc (2.51)qv 2F =500 vZK查表得 q = 0.17 /m, 那么0

11、3(2.51) 0.17 5.172F =500 5.175 0.956=98.26N專業(yè)資料整理WORD格式3.8. 計算帶輪軸所受壓力Q專業(yè)資料整理WORD格式Q=2ZF0sin1=23 23 98.26 3 sin161 .73=388N專業(yè)資料整理WORD格式22專業(yè)資料整理WORD格式第四章齒輪的設(shè)計計算4.1齒輪材料和熱處理的選擇小齒輪選用 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理， HB236大齒輪選用 45 號鋼，正火處理， HB 1904.2齒輪幾何尺寸的設(shè)計計算4.2.1按照接觸強度初步設(shè)計齒輪主要尺寸由"機械零件設(shè)計手冊"查得H lim 1580MPa ,H lim 25

12、30MPa ,SHlim= 1F lim 1215MPa ,F lim 2200MPa , SF lim1n1 / n2 235/ 57.3314.099由"機械零件設(shè)計手冊"查得ZN1=ZN2=1YN1 = YN2 = 1.1由H 1H lim 1 Z N 15801580MPaSH lim1H 2H lim 2 Z N 25301530MPaSH lim1專業(yè)資料整理WORD格式計算及 說明結(jié)果F lim 1YN12151.1244MPaF 11SF limF lim 2YN 22001.1204MPaF 21SF lim一小齒輪的轉(zhuǎn)矩 T IT9550P / n955

13、0 1.990/23580.870(N m)111二 選載荷系數(shù) K由原動機為電動機， 工作機為帶式輸送機， 載荷平穩(wěn)，齒輪在兩軸承間對稱布置。查"機械原理與機械零件"教材中表得，取K1.1三計算尺數(shù)比=4.099四選擇齒寬系數(shù)d根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對稱布置。查"機械原理與機械零件"教材中表得，取d1專業(yè)資料整理WORD格式五計算小齒輪分度圓直徑d1專業(yè)資料整理WORD格式計算及說明結(jié)果31)31.1 90.153 (4.099 1)d1 766KT I (u=766d H2 2 u1 53024.099= 47.103( mm)六確定齒輪模數(shù)

14、mad1147.103 14.099 120.089 mm22m =(0.0070.02)a = (0.007 0.02) 3 198.764取 m=2七確定齒輪的齒數(shù)Z1和z2d147.103取Z1= 24Z123.552m2Z2Z14.099 24 98.376取Z2 = 100= 24Z1Z2= 100八實際齒數(shù)比''Z 2100Z14.16724'齒數(shù)比相對誤差0.017<±2.5% 允許九計算齒輪的主要尺寸d1mZ122448( mm)d 2mZ22 100200(mm)d1=48mmd2=200m專業(yè)資料整理WORD格式m專業(yè)資料整理WORD

15、格式計算及說明中心距1d 2148200128 mmad122齒輪寬度 B2d d114848(mm)B1 = B2 + (510) = 5358(mm)取 B1 =57 (mm)十計算圓周轉(zhuǎn)速v 并選擇齒輪精度vd1n13.1448 2351000600.590 m / s601000根據(jù)設(shè)計要求齒輪的精度等級為7 級。4.2.2齒輪彎曲強度校核一由 3.2.1中的式子知兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力F 1244MPaF 2204MPa二計算兩齒輪齒根的彎曲應(yīng)力由"機械零件設(shè)計手冊"得YF 1 =2.65YF 2 =2.18比較YF /F的值Y F 1/F1 =2.65/244=0

16、.0109>YF 2/F 2 =2.19/204=0.0107計算大齒輪齒根彎曲應(yīng)力為結(jié)果a=128mmB1=57mmB2=48mmV=0.590(m/s)定為 IT7專業(yè)資料整理WORD格式計算及說明2000KT1YF1200090.153 2.65F 1482224B2m2 Z1103.692(MPa)F1齒輪的彎曲強度足夠4.2.3齒輪幾何尺寸確實定齒頂圓直徑 da*由"機械零件設(shè)計手冊"得h a =1c = 0.25d a1d12ha1Z12ham(24 2 1) 2 54( mm)d a2d22ha 2Z22ham(100 21)2204(mm)齒距P =

17、23 3.14=6.28(mm)齒根高h fh acm2.5(mm)齒頂高hah a m122(mm)齒根圓直徑 d fd f 1d12h f4822.543(mm)d f 2d 22hf20422.5199(mm)4.3齒輪的構(gòu)造設(shè)計小齒輪采用齒輪軸構(gòu)造， 大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式構(gòu)造大齒輪的關(guān)尺寸計算如下：軸孔直徑d=50 (mm)輪轂直徑D1 =1.6d=1.63 50=80(mm)輪轂長度LB248()mm輪緣厚度 0= (34)m = 68(mm)取0=8輪緣內(nèi)徑D 2= da 2 -2h-20 =204-23 4.5-23 8結(jié)果強度足夠da1=54mmd a2=204mmh=4

18、.5mmS=3.14mmP=6.28mmhf=2.5mmha=2mmdf1=43mmdf2=199mm專業(yè)資料整理WORD格式計算及說明結(jié)果= 179(mm)取 D2 = 180(mm)腹板厚度c=0.3 B2 =0.33 48=14.4取 c=15(mm)腹板中心孔直徑D 0=0.5( D1+ D2)=0.5(80+180)=130(mm)腹板孔直徑 d 0=0.25D2- D1=0.25180-80=25(mm)取 d0=25(mm)齒輪倒角 n=0.5m=0.53 2=1專業(yè)資料整理WORD格式計算及說明第五章軸的設(shè)計計算5.1軸的材料和熱處理的選擇由"機械零件設(shè)計手冊&quo

19、t;中的圖表查得選 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理， HB217 255b =650MPas =360MPa1 =280MPa5.2軸幾何尺寸的設(shè)計計算4.2.1按照扭轉(zhuǎn)強度初步設(shè)計軸的最小直徑3P31.990 =23.44主動軸 d1=c=1151n12353P23從動軸 d 2=c=1151.931=37.14n257.331考慮鍵槽 d1 =23.443 1.05=24.612考慮鍵槽 d 2 =37.143 1.05=38.996選取標準直徑 d1 =25 mm選取標準直徑 d 2 =39 mm5.2.2軸的構(gòu)造設(shè)計根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強度的原那么，主動軸和從動軸均設(shè)計

20、為階梯軸。5.2.3軸的強度校核主動軸的強度校核圓周力Ft=2000T2=20003 158.872/204=1557.57Nd 2徑向力Fr=Fttan=1557.573 tan20°=566.909N由于為直齒輪，軸向力Fa =0結(jié)果D 1=25mmD 2=39mm專業(yè)資料整理WORD格式作主動軸受力簡圖：如以下圖所示L=98mmRHA= RHB=0.5Ft=0.53 3339=778.785( N )M HC=0.5 RHAL=778.7853 983 0.5/1000=38.16( N m)RVA = RVB =0.5 Fr =0.53 566.909=283.455(N m

21、)專業(yè)資料整理WORD格式M VC =0.5 RVA L=283.4553 983 0.5/1000=13.89( N m)轉(zhuǎn)矩 T=90.153( N m)校核M C =M HC2M VC2=38.16213.892 =38.2 (Nm)2222=66.22(N m)M e = MCaT = 38.20.6 90.153由圖表查得，1 b =55MPa33d 10M e=1066.22=10.64(mm)0.11 b0.1* 55考慮鍵槽 d=10.64mm < 25mm那么強度足夠從動軸的強度校核圓周力Ft=2000T2=20003 158.872/204=1557.57Nd 2徑向

22、力Fr=Fttan=1557.573 tan20°=566.909N由于為直齒輪，軸向力Fa =0受力簡圖：如以下圖所示專業(yè)資料整理WORD格式專業(yè)資料整理WORD格式L=98mmRHA= RHB=0.5Ft=0.53 1557.57=778.785( N )M HC=0.5 RHAL=778.7853 983 0.5/1000=38.16( N m)RVA = RVB =0.5 Fr =0.53 566.909 =283.455(N m)M VC =0.5 RVA L=283.4553 983 0.5/1000=14.134(N m)轉(zhuǎn)矩 T=161.182( N m)校核MC=

23、MHC2M VC2 = 38.16214.1432 =40.697( N m)2240.69720.62M e = MCaT =161.182 =104.923( N m)由圖表查得，1 b =55MPa3M e3104.923 =26.72(mm)d 10=100.1 1b0.1* 55考慮鍵槽 d=26.72mm < 39mm那么強度足夠?qū)I(yè)資料整理WORD格式計算及說明結(jié)果第六章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1軸承的選擇及校核考慮軸受力較小且主要是徑向力， 應(yīng)選用單列深溝球軸承主動軸承根據(jù)軸頸值查"機械零件設(shè)計手冊"選擇 6207 2 個GB/T276-1993從動

24、軸承 6209 2 個GB/T276-1993壽命方案：兩軸承受純徑向載荷P= Fr =1557.57X=1Y=0從動軸承從動軸軸承壽命：深溝球軸承 6209，根本額定功負荷2 個Cr =25.6KNft =1=3L10h=106f t C r10625.6 1 10003=108812060 n2P60117.589602.341預(yù)期壽命為： 5 年，單班制L=53 3003 8=12000< L10h軸承壽命合格專業(yè)資料整理WORD格式6.2鍵的選擇計算及校核一從動軸外伸端 d=42，考慮鍵在軸中部安裝應(yīng)選鍵 103 40 GB/T1096 2003， b=16， L=50，h=10

25、，選 45 號鋼，其許用擠壓力p =100MPaFt=4000TI=40001557.57p =lhld8=25959.5<ph30那么強度足夠，合格二與齒輪聯(lián)接處d=50mm，考慮鍵槽在軸中部安裝，故同一方位母線上，選鍵143 52 GB/T1096 2003， b=10mm， L=45mm，h=8mm，選 45 號鋼，其許用擠壓應(yīng)力p=100MPa從動軸外伸端鍵 103 40GB/1096 2003專業(yè)資料整理WORD格式Ft=4000TI=40001557.57p=lhld8=222510<ph35那么強度足夠，合格與齒輪聯(lián)接處鍵 14352GB/T10962003專業(yè)資料整

26、理WORD格式計算及說明結(jié)果專業(yè)資料整理WORD格式6.3聯(lián)軸器的選擇由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮拆裝方便及經(jīng)濟問題，選用彈性套柱聯(lián)軸器K=1.3TC =9550 KPII =955031.3 1.932 =418.374nII57.331選用 LT7 型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉(zhuǎn)矩Tn=500，TC< T n。采用Y型軸孔，A型鍵軸孔直徑選d=40，軸孔長度 L=112LT7 型彈性套住聯(lián)軸器有關(guān)參數(shù)選用 TL8型彈性套住聯(lián)軸器專業(yè)資料整理WORD格式許用外鍵公稱轉(zhuǎn)速軸孔軸孔徑軸孔槽型號轉(zhuǎn)矩n/直徑長度D/m材料類T/(N2m)r 2 min1d/mmL/mm類型m型LT725036004011265HT20Y 型 A0第七章 減速器潤滑、 密封及附件的選擇確定以及箱體主要構(gòu)造尺寸的計算及裝配圖7.1 潤滑的選擇確定7.1.1 潤滑方式1. 齒輪 V=1.2 12 m/s 應(yīng)用噴油潤滑，但考慮成齒輪浸油本及需要，選用浸油潤滑潤滑2.軸承采用潤滑脂潤滑軸承脂潤7.1.2 潤滑油牌號及用量滑專業(yè)資料整理WORD格式計算及說明結(jié)果1. 齒輪潤滑選用 150 號機械油，最低最高油面距10 20mm，齒 輪 用150 號機械油需油量為 1.5L 左右2.軸承潤滑