單級直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計說明書1

1、機械制造與自動化畢業(yè)設(shè)計直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計鄭柏浩王云輝11春機制1班2013.03.15題目學(xué)生姓名指導(dǎo)教師專業(yè)班級完成時間設(shè)計題目：用于膠帶運輸?shù)闹饼X圓柱齒輪減速器，傳送帶允許的速度誤差為5%雙班制工作，有輕微振動，批量生產(chǎn)。運動簡圖：D1-電動機2聯(lián)軸器3單級齒輪減速器4一鏈傳動5一卷筒6一傳送膠帶原始數(shù)據(jù):項目運輸帶曳引力F(kN)運輸帶速度V(m/s)卷筒直徑D(mm)使用年限Y數(shù)據(jù)2.72.24505目錄:一、傳動方案的擬定及說明 1二、電動機的選擇和計算 4三、傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算 5四、傳動件的設(shè)計計算 6五、初選滾動軸承 9六、選擇聯(lián)軸器 9七、軸的設(shè)計計算 9八、

2、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 17九、滾動軸承校核 18十、設(shè)計小結(jié) 2020十一、設(shè)計任務(wù)書 2020十二、參考資料 242一、傳動方案的擬定及說明傳動方案（已給定）：1,減速器為單級齒輪減速器2 .外傳動為鏈傳動3,方案簡圖如下：D傳動方案的分析說明：1,方案中采用鏈傳動。避免了帶傳動中出現(xiàn)的彈性滑動和打滑；而且作用在軸上的壓力小，可減少軸承的摩擦損失；制造和安裝的精度低，有效降低生產(chǎn)成本。由于鏈傳動的潤滑至關(guān)重要，應(yīng)選擇合宜的潤滑方式。2,方案中采用單級圓柱齒輪減速器。此類減速器工藝簡單，精度易于保證，適宜批量生產(chǎn)。由題目數(shù)據(jù)可知，載荷較小，傳動速度也較低。3 .總體來說，該傳動方案滿足工作機

3、的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低傳動效率其中，nw=nD0；0T=93.4刈冶電動機型號：Y2-132M-4電動機的選擇和計算1 .電動機類型的選擇:分析工作機工作條件及電源，選用Y系列三相交流異步電動機。2 .電動機功率的選擇:工作機所需功率電動機輸出功率傳動裝置的總效率=0.98、3=0.96、4=0.90分另I為聯(lián)軸器、滾動軸承、5.94所以電動機的額定功率為7.5kw3 .電動機轉(zhuǎn)速的確定可查得，齒輪的傳動比的范圍為3L5,鏈輪的傳動比范圍為215。則電動機轉(zhuǎn)速可選的范圍為n=nwi1i2-560.4L2335齒輪和鏈輪的效率PW-5.94kwP5d=

4、7.5kw式中，）=0.99、=7.38kw30.990.980.960.904 .電動機型號的確定由以上可以確定電動機的型號為：Y2-132M-4其額定功率為：Ped=7.5kw其額定轉(zhuǎn)速為：nm=1440rm.n故總傳動比為：i=匹=1542nw93.4各級傳動比的分配如下:取鏈輪的傳動比為i1=3,則可知齒輪的傳動比為內(nèi)。傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算n小=1440minJ=280.16rminnL%=93.384nP=Ped1=7.425kwPn=P23=7.06kwPw=R24=6.225kw3.各軸的轉(zhuǎn)矩FTi=9550父一=49.24NmniT=9550P口=240.69Nmnn總

5、傳動比：i=15.42據(jù)手冊：取i鏈輪=3i齒輪=5.1415.42i2:3=5.14?？芍獌烧叩膫鲃颖榷荚诔Ｓ梅秶?.各軸的轉(zhuǎn)速2.各軸的輸入功率PMTm=9550m=636.63Nmnm查表得，z,=25,WJz2=iz1=75。取鏈節(jié)數(shù)為132。3）計算功率查表得，工況系數(shù)為KA=0,故PC=KAP=1.07.06=7.06kw4）鏈條節(jié)距P0=096=5.249kw估計此鏈傳動工作于功1.345率曲線圖中曲線定點的左側(cè)（即可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞），可得Z11.08,25、1.08KZ=（）=（）=1.3451919采用單排鏈，Km=1.0,故P0=7.6=5.249kw1.345查表得

6、，需采用16A鏈條，節(jié)距p=25.40mm5）實際中心距四、1.傳動件的設(shè)計計算鏈傳動1)鏈輪齒數(shù)2)鏈輪節(jié)數(shù)初定中心距為a。=40p?？傻肳I:白)2132Z1=25Z2=75將中心距設(shè)置成可調(diào)的，故不必計算實際中心距可取a=a0=4Op=40M25.40=1016mmv=z1pn1=2.965m符合原來的假定。601000s且v=2.965msi0.6啖,故不必校核靜力強度安全系數(shù)。取FQ=1.3F采用腹板式單排鑄造鏈輪，查表可得,輪轂長度為h=9.5350.01d6可得l=4h=69.44mm2.齒輪傳動1）齒輪材料及精度等級齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr,調(diào)質(zhì)，齒面硬度為21728

7、6HBS大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度197286HBS根據(jù)表選8級精度。齒面精糙度Raw1.63.2卜m.其中數(shù)據(jù)為，仃Hlim1=700,%/2=590產(chǎn)FE1=600,仃FE2=450,SH=1.1,SF=1.25氏=十，瓦 TSHSF12京6365366)計算鏈速8)PcF=1000c=1770NvFQ=2301N鏈輪的主要尺寸FQ=2301Nl=4h=69.44mm7)作用在軸上的壓力K4803601）按齒面接觸強度設(shè)計設(shè)齒輪按8級精度制造，取載荷系數(shù)K=1.1,*d=0.9。取ZE=188.9e3吃3（2打，代入數(shù)據(jù)得，d1*dubHd1之42.96mm。齒數(shù)取Z1=22,貝UZ

8、2=5.14x22定113。故實際傳動比為i=5.13622模數(shù)m=S=1.95乙齒寬b=dd1=38.7，取匕=52,b2=47查表，取模數(shù)為2mm,實際的d=44,d2=226m_2m=2中心距為a=d1=d2=135mma=135mm2ddadfdbb小齒輪144483941.3552大四中匕2226230221212.37471）驗算輪齒彎曲強度由圖表可得，齒形系數(shù)YFa1=2.80,%建=2.21Ysai=1.55,Ysa2=1.812KTYFalYsa11J1=bZ2=127.2MPaQFJU乙1I11仃F2=。F1y丫=20.54父仃F2.IYFa1YSa1安全。2）齒輪的圓周速

9、度nd.3.14y4-403/60M100060M1000./s故可知選用8級精度是合宜的。五、初選滾動軸承因該減速器采用單級圓柱齒輪傳動， 主要承受徑向載荷， 所以選用深溝球軸承。查表GB276-89軸I上的軸承選用型號為6306,d=30mm,B=19mm,Cr=20.8KN軸II上的軸承選用型號為6210,d=50mm,B=20mm,Cr=27.0KN其壽命校核見第九章。六、選擇聯(lián)軸器由于本ML構(gòu)載荷較為平穩(wěn)、啟動頻繁、整體軸系為要求不圖的中、低速軸系傳動，而且對彈性和緩沖性要求/、高，即選擇彈性柱銷聯(lián)軸器，又因為軸I的轉(zhuǎn)矩T=49.24Nm,轉(zhuǎn)速為m=1440落冶，軸頸為22mm,查表

10、GB501485,選用型號HL2的彈性柱銷聯(lián)軸器。仃F1=127.2Mpa仃F2=20.54v=3.3%軸I上的軸承選用型號為6306軸II上的軸承選用型號為62109七、軸的設(shè)計計算1 .高速軸（即前述I軸）1）根據(jù)扭矩初算軸頸材料選用45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度217-255HBS取軸的C值為110。P7.425d_C3=1103=19.004mmn:1440為補償鍵槽對軸強度的削弱，應(yīng)將直徑擴大5%即，d=19.95mm故，選d=22mm2）軸的機構(gòu)設(shè)計a）軸的裝配、定位和固定單級圓柱齒輪減速器中可以將齒輪安裝在箱體的中央，相對兩軸承堆成分布。在考慮到齒輪和軸的尺寸，將齒輪和軸制造成齒輪軸，

11、以保證安裝要求。b）軸的各段直徑和長度前面已選聯(lián)軸器和滾動軸承，故軸上裝有聯(lián)軸器、軸承和密封元件處的直徑即可取定。另外注意用于定位的軸肩和僅是為了軸上零件裝拆方便或者區(qū)分加工表面的軸肩，兩直徑略有差別即可。各軸段的長度取決于軸上零件（傳動件、軸承）的寬度以及相關(guān)零件（箱體軸承座二軸承端蓋）的軸向位置和結(jié)構(gòu)尺寸。另外要注意軸承潤滑方式的選取對其位置的影響。根據(jù)以上分析，可得軸的各段直徑和長度如圖：10d=22mmc）按彎矩復(fù)合強度校核1.已知小齒輪分度圓直徑d1=44mm,軸的轉(zhuǎn)矩I=49240Nmm。2T則圓周力Ft=-2238.182Nd徑向力Fr=Fttan：=814.63N2.軸受力分析

12、簡圖（a）LLFr-,一FAY=FBY=407.415N2FtFAZ=FBZt=1119.091N2由于軸承兩軸承關(guān)于齒輪對稱，故1A=lB=43mm3.垂直面彎矩圖（b）截面a-a在垂直面的彎矩為Ma1=FAY1A:17.5Nm4.水平面彎矩圖（c）截面a-a在水平面的彎矩為Ma2=FAZ1A:48.1NmFt=2238.182NFr=814.63N5.合彎矩圖（d）11Ma=JMa12+Ma22&51.2Nmaa1a26.扭矩圖(e)1=49240Nmm7.當(dāng)量彎矩圖(f)危險截面a-a當(dāng)量載荷為Me=jMa2+(aT)2,如果認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動循環(huán)義應(yīng)力，取折合系數(shù)a=0.6

13、,代入上式得Me=g.22+(0.6父49.24)2=71.04Nm8.危險截面的強度校核%=M3=71.02=10.05MPaMb,J=60MPa0.1d0.1X44符合強度要求。122.低速軸（即前述II軸）1）根據(jù)扭矩初算軸頸材料選用45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度217-255HBS取軸的C值為110。一P一7.06d-C3=110332.25mmn280.16為補償鍵槽對軸強度的削弱，應(yīng)將直徑擴大5%即，d=33.86mm故，選d=35mm2）軸的機構(gòu)設(shè)計13a）軸的裝配、定位和固定制造安裝要求基本同高速軸I。只有，此軸上大齒輪用鍵周向定位，而不再制成齒輪軸。故應(yīng)注意套筒和齒輪的定位。b）軸

14、的各段直徑和長度前面已計算鏈輪的有關(guān)參數(shù)，故軸上裝鏈輪、軸承和密封元件處的直徑即可取定。另外注意用于定位的軸肩和僅是為了軸上零件裝拆方便或者區(qū)分加工表面的軸肩，兩直徑略有差別即可。各軸段的長度取決于軸上零件（傳動件、軸承）的寬度以及相關(guān)零件（箱體軸承座=軸承端蓋）的軸向位置和結(jié)構(gòu)尺寸。 另外要注意軸承潤滑方式的選取對其位置的影響。根據(jù)以上分析，可得軸的各段直徑和長度，以及大致外形圖如下：d =35mml=70mmdi=45mm11=50mmd2=50mml2=50mmd3=54mml3=45mmd4=62mml4=8.4mmd5=50mml5=29mmc）按彎矩復(fù)合強度校核d=35mm141.

15、已知大齒輪分度圓直徑d2=226mm,軸的轉(zhuǎn)矩T=24069Nmm。2T則圓周力Ft=213Nd徑向力Fr=Fttan：.=77.526N鏈輪部分已知，鏈輪對軸的作用力FQ-2301N2.軸受力分析簡圖（a）FrFAY=FBY=r=38.763N2FAZ=FBZ-Ft=106.5N2軸承兩軸承關(guān)于齒輪對稱，L=21A=2lB=103.4mmk=95mm3.FQ在支點產(chǎn)生的反力FQkFBFh；=2114NFAF=FQFBF=4415N外力FQ作用方向與鏈傳動的布置有關(guān)，按照最不利的情況考慮。見步驟中計算。4.垂直面彎矩圖（b）截面a-a在垂直面的彎矩為LMa1=FAY-2.004Nm25.水平面

16、彎矩圖（c）截面a-a在水平面的彎矩為Ma2=FAZL：5.506Nm26.FQ力產(chǎn)生的彎矩圖a-a截面處：MaFQ=FBF2=109.29Nm7.合彎矩圖（d）d=35mmd1=45mmd2=50mmd3=54mmd4=62mmd5=50mm=70mm1=50mm2=50mm3=45mm4=8.4mm5=29mm15考慮到最不利的情況，把Ma=，JMa12Ma22MaF（a115.15Nm8.扭矩圖（e）Tn=24096Nmm9.當(dāng)量彎矩圖（f）危險截面a-a當(dāng)量載荷為Me=：Ma2GT,如果認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)6=0.6,代入上式得Me=115.152（0.6240

17、.96）2=184.7Nm16.危險截面的強度校核符合強度要求八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算1 .與聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)的鍵已知，d=22mm,l=50mm。17Me184.70.1d30.12263=0.16MPak-4b=60MPa故，選用單源頭普通平鍵，即C型鍵。查表得，選用型號：鍵C8M45GB/T1096-2003bl=L41mm,h=7mm,T=49.24Nm.24T449.24故，cp31.19MPa/：.p=110MPapdhl22741-p故強度符合。2 .與低速軸上齒輪聯(lián)結(jié)的鍵已知，d=54mm,l=45mm。故，選用圓頭普通平鍵，即A型鍵。查表得，選用型號:鍵1640GB/T1096-

18、2003l=Lb=24mm,h=10mm,T=240.69Nm。拓4T4X240.96-1故，。p=-=74.37MPaW仃p=110MPapdhl54父10父24-p-故強度符合。3 .低速軸上與鏈輪聯(lián)結(jié)的鍵已知，d=35mm,l=70mm。故，選用圓頭普通平鍵，即A型鍵，查表得，選用型號:鍵1063GB/T1096-2003l=Lb=53mm,h=8mm,T=240.69Nm。4T424096故，cp=-64.88MPap-110MPadhl35853-故強度符合。九、滾動軸承校核有工作條件可知，要求軸承的壽命至少為pL=5父365父16=29208。 為了保證整個機構(gòu)的壽命， 取軸=74

19、.37MPa承壽命Lh=-=32445h。90%1.高速軸上的滾動軸承校核18鍵C845GB/T1096-200331.19MPa鍵1640GB/T1096-2003根據(jù)工作條件，取載荷系數(shù)fp=1.2,溫度系數(shù)ft=1.0。n=1440%in。前已分析軸承的受力，即無軸向載荷，故，當(dāng)量動載荷為一恒定的徑向載荷。即，P=JFAY2+FAZ2=n07.41弓十1119.0912H190N。=釜(機)X10(440 x32445)3=20.13林其中，對于球軸承，壽命指數(shù)君=3。所選軸承6306的Cr=20.8kN。CCr故軸承符合要求。2.低速軸上的滾動軸承校核根據(jù)工作條件，取載荷系數(shù)fp=1.

20、2,溫度系數(shù)ft=1.0。n=280.16。/min前已分析軸承的受力，即無軸向載荷，故，當(dāng)量動載荷為一恒定的徑向載荷。即，P=JFAY2+FAZ2=,38.7632+106.52%113.345NcfpPz60n,1.2父113.34560M280.16。,工C-p(J)J(“父32445)31.1kNft1(61.01C6其中，對于球軸承，壽命指數(shù)名=3。所選軸承6210的Cr=27.0kN。CCr鍵10 x63GB/T1096-2003ap=64.88MPaC=20.134kNC=1.11kN19故軸承符合要求。十、設(shè)計心得機械設(shè)計要設(shè)計每個零部件，設(shè)計其傳動裝置，進(jìn)行參數(shù)設(shè)計。傳動零件

21、，軸，健和軸承等的設(shè)計計算。在設(shè)計中很多要先進(jìn)行初步計算，利用初步計算的結(jié)果在進(jìn)行下一步的計算。如果下面的結(jié)果不理想，則重復(fù)修改初步結(jié)果，直到滿意為止。這其中有很多反復(fù)工作，必須要有足夠的耐心，保證結(jié)果的合理正確性。設(shè)計時，全面考慮機械零部件的強度，剛度，工藝性，經(jīng)濟性和維護(hù)等要求。如軸承的選擇應(yīng)大部分考慮經(jīng)濟及實用性，在滿足各種使用條件下，應(yīng)優(yōu)先考慮價格低廉的深溝球軸承。再畫出裝配圖前，要先畫草圖。因為有些零件需要先經(jīng)初算和繪草圖，得出初步符合設(shè)計條件的基本結(jié)構(gòu)尺寸，然后再進(jìn)行必要的計算，根據(jù)計算的結(jié)果再對結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行修改。在設(shè)計中盡量采用使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，有利于零件的互換性與工藝性。課程設(shè)

22、計一定要按順序步驟進(jìn)行。如果不按順序，則有可能數(shù)據(jù)缺少依據(jù)，是錯誤的。所以一定要先把設(shè)計內(nèi)容步驟順序理清。十一、設(shè)計任務(wù)書一、課程設(shè)計的目的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計是機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，是對學(xué)生進(jìn)行的第一次較為全面的設(shè)計訓(xùn)練，其目的是：201、培養(yǎng)學(xué)生綜合運用學(xué)過的理論知識，結(jié)合生產(chǎn)實際分析解決機械工程問題的能力；2、學(xué)習(xí)掌握機械設(shè)計的一般方法，了解簡單機械傳動裝置的設(shè)計步驟和設(shè)計方法；3、熟悉和使用設(shè)計資料、手冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；4、為未來的專業(yè)設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計弗卜基礎(chǔ)。二、課程設(shè)計的內(nèi)容機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計題目為通用機構(gòu)的傳動裝置設(shè)計，機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計題目及設(shè)建數(shù)見設(shè)計題目清單。

23、課程設(shè)計內(nèi)容：1、電動機的選擇；2、傳動裝置運動和動力參數(shù)的確定和計算；3、主要零件的設(shè)計計算；4、減速器裝配圖和零件工作圖的繪制；5、設(shè)計說明書的編寫。設(shè)計工作量：1、減速器裝配圖1張（0號）；2、主要零件工作圖2張（從減速器中選擇1個齒輪和1根軸）；3、設(shè)計說明書1份。設(shè)計說明書編排格式參照中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文格式要求。三、設(shè)計的方法與步驟機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計與機械設(shè)計的一般過程相似，也是從方案分析開始，進(jìn)行必要的計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計，最后以圖紙表達(dá)設(shè)計結(jié)果，以計算說明書表示設(shè)計的依據(jù)。課程設(shè)計步驟：1、設(shè)計準(zhǔn)備21認(rèn)真閱讀設(shè)計任務(wù)書，明確設(shè)計要求、工作條件、設(shè)計內(nèi)容；通過閱讀有關(guān)資料、圖書，

24、參觀實物或模型，了解設(shè)計對象；復(fù)習(xí)有關(guān)課程相關(guān)內(nèi)容，熟悉有關(guān)零件的設(shè)計方法和步驟，準(zhǔn)備好設(shè)計需要的圖書、資料和用具，擬定設(shè)計計劃。2、傳動裝置的總體設(shè)計確定傳動裝置的傳動方案；、選擇電動機根據(jù)工作機的特性、工作環(huán)境、工作載荷的大小和性質(zhì)等條件，選擇電動機的種類、類型和結(jié)構(gòu)型式、功率和轉(zhuǎn)速，確定電動機型號。、傳動比的分配傳動裝置總的傳動比可根據(jù)電動機的滿載轉(zhuǎn)速n0和工作機軸的轉(zhuǎn)速nw,計算出，然后根據(jù)總傳動比合理分配給各級傳動。總傳動比等于各級分傳動比的連乘積。、傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算在選定電動機型號，分配傳動比后，將傳動裝置中各軸傳遞的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和相鄰軸間的傳動比及傳動效率計算出來，為下，的零件和軸的設(shè)計計算提供設(shè)計計算依據(jù)。3、傳動零件的設(shè)計計算傳動零件的設(shè)計計算包括確定傳動零件的材料、熱處理方法、參數(shù)、尺寸和主要結(jié)構(gòu)。、