一級(jí)齒輪減速器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

word格-可輯-感謝下載支持機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目

減速器的設(shè)計(jì)專(zhuān)

業(yè)

農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)班

級(jí)設(shè)人完成日期

2011-1-5

word格-可輯-感謝下載支持設(shè)計(jì)要求：含有單級(jí)圓柱齒輪減速器及帶傳動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)輸帶工作拉力F=2300N運(yùn)輸帶工作速度卷筒直徑

v=m/sD工作條件：兩班制工作，常溫下連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，空載起動(dòng)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，環(huán)境有輕度塵，每年工作300天，減速器設(shè)計(jì)壽命10年電壓為三相交流電220V/380V）目

word格-可輯-感謝下載支持動(dòng)數(shù)計(jì)……………4傳的計(jì)………………輪設(shè)……8的計(jì)…………輪構(gòu)計(jì)……………承選及算………………連的擇?！?3軸的擇…體構(gòu)設(shè)…滑封計(jì)………一．運(yùn)動(dòng)參的計(jì)算1．電機(jī)選1）電動(dòng)機(jī)類(lèi)型的選擇

dword格-可輯-感謝下載支持d按工作要求選擇Y系列三相異步電機(jī)，電壓為。2）電動(dòng)機(jī)功率的選擇滾筒轉(zhuǎn)速：n

60v6084.0

r

負(fù)載功率:PFV/10002.52wp電動(dòng)機(jī)所需的功率為：pwkw（其中：p為電動(dòng)機(jī)功率，為負(fù)載功率，dw

a

KW為總效率為了計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需功率p，先確定從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)只見(jiàn)得總效率d

a

，設(shè)1

、

2

、3

、

4

分別為V帶傳動(dòng)、閉式齒輪傳動(dòng)（齒輪精度為8級(jí)動(dòng)軸承和聯(lián)軸器的效率查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表2-2得=0.97=0.99123a1240.950.99

0.99折算到電動(dòng)機(jī)的功率為:ppw2.8580.8852a選取額定功率未3kw3）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇選擇常用的同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和1000r/min。4）電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)L2-4S-6

額定功率3.0kw3.0kw

同步轉(zhuǎn)速1500r/min1000r/min

滿載轉(zhuǎn)速1430r/min960r/min

總傳動(dòng)比

軸外伸軸徑28mm38mm

軸外伸長(zhǎng)度60mm80mm為了合理分配傳動(dòng)比，使機(jī)構(gòu)緊湊，選用電動(dòng)機(jī)Y132S-62

a2a2(1)總傳動(dòng)比:

word格-可輯-感謝下載支持im84.0（2）選擇帶傳動(dòng)的傳動(dòng)i1（3）齒輪的傳動(dòng)比

i11.43i3.81i313．（1）計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速:I軸轉(zhuǎn)速/irminI1/i3203.8183.99r/minIII83.99rminIIIII（2）各軸的輸入功率I軸上齒輪的輸入功率:P4.4161w1II軸輸入功率：P0.97II2III軸輸入功率：P2.556KWIIIII3（3）各軸的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩：T9550/9550/32081.026N11T9550/2.607/NIIIIIIT/IIIIII軸號(hào)

III

/83.99290.627運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)如下表轉(zhuǎn)速輸入功率轉(zhuǎn)矩T

傳動(dòng)比i電動(dòng)機(jī)軸Ⅰ軸

n/(r/min)P（kW）（N9602.85828.4319602.71581.026

33.81Ⅱ軸

83.99

2.607

296.4261Ⅲ軸

83.99

2.556

290.627

1word格-可輯-感謝下載支持二．帶動(dòng)的設(shè)計(jì)11.確定計(jì)算功率查課本表8-7得：KPW,式中A的額定功率.2.選擇帶型號(hào)

為工作情況系數(shù)，為傳遞的額定功率,即電機(jī)根據(jù)Pk

,查課本圖8-11選用帶型為A型帶．3.選取帶輪基準(zhǔn)直dd

21）初選小帶輪基準(zhǔn)直徑查課本表8-6和表8-8取小帶輪基準(zhǔn)直d100mmd2）驗(yàn)算帶速vn960Vd1601000在5～25m/s范圍內(nèi)，故V帶合適3）計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑d

2

300mmd1查課本表8-8后d

2

315mm4.確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度根據(jù)課本式8-20，初步選取中心距0所以帶長(zhǎng),L=d

2

(d)d

(ddd4a0

2

查課本表8-2選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度1600mm得實(shí)際中心距da0

L1600d5022

由8-24式得中心距地變化范圍為438~510mm5.驗(yàn)算小帶輪包

d180dd1159a

，包角合適。6.確定v帶根數(shù)z1）計(jì)算單根V帶額定功率r100mmn960rmin查課本表8-4apd1轉(zhuǎn)rmin傳動(dòng)i,查課本8-4a0.11kW1查課本表8-2得K0.99L

0minword格-可輯-感謝下載支持0min查課本表8-5,并由內(nèi)插值法得K=0.946P)KK0.990.9999kWr00L2）帶的根數(shù)3.300.9999r故選Z=4根帶。7.計(jì)算初拉力由8-3得q=0.1kg/m，（單根普通Ｖ帶張緊后的初拉力FKzv8.計(jì)算作用在軸上的壓軸力F159Fz1Np229.V帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）B=（Z-1）t+2s=（4-1）×16+2×10=68mm

2

⑵、小帶輪的設(shè)計(jì)采用材料HT150鑄鐵∵D=100mm＞3d，1d為電機(jī)軸的直徑d=38mm，

word格-可輯-感謝下載支持且D＜300mm，故采用腹板式。腹板上不開(kāi)孔。1a)、部分結(jié)構(gòu)尺寸確定：d=1.8d=1.8×38=69mm10.2mmDD100105mmw1aL=1.8d=1.8×38=69mm⑶、大帶輪的設(shè)計(jì)由于D=300mm，故采用孔板式。2a關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸如下：d=38mm;

第I軸直徑d=1.8×38=69mm1L=1.8d=38×1.8=69mmDw2

D300305mm2a三齒輪的設(shè)計(jì)1、選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）根據(jù)傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作狀態(tài)的機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選擇級(jí)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)度280HBS大齒輪材料為45

＃

鋼（調(diào)質(zhì)）HB=2402大小齒輪齒面的硬度差為－240=40是合理的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中較硬的小齒輪齒面對(duì)較軟的大齒輪齒面，會(huì)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(zhǎng)了齒輪的使用壽命。（4）選小齒輪的齒數(shù)Z=23；1

21tdSS21tdSS則大齒輪齒數(shù)Z=i1

word格-可輯-感謝下載支持Z=3.81×23=87.6，去Z=8122、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)kTZ由由設(shè)計(jì)公式（10-9a）進(jìn)行試算，2.323td

2（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)據(jù)1)、試選K=1.3；t2)T81026N；13)、由課本表選取Ф=1；4)、由課本表查得材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MPaE5）由10-21d按齒面硬度查得小齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極

Hlim1

MPa大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極

Hlim2

5506）由課本10-13算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NjLN60njL3209.2211

8N2

N81i27）由課本10-19接觸疲勞壽命系數(shù)=0.90，K=0.95NH1NH28）計(jì)算接疲勞許用應(yīng)力去失效概率，安全系數(shù)，由課本式（）得]1Hlim1540MPaH1[]2lim20.95522.5MPaH2（2）計(jì)算1）試算小輪分度圓直徑d

1t1t

3

Tt1d

2

)3.81

22)、計(jì)算圓周速度

hSaword格-可輯-感謝下載支持hSaV=

1t160

=

=1.01m/s3)、計(jì)算齒寬

b

60.28760.2871t4）計(jì)算齒和齒高的比

bh模z1

60.287/232.61mm齒高h(yuǎn)=2.25mtbh

5)計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，級(jí)精度，由課本圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)K=1.10V直齒輪K

F

由課本表查得使用系數(shù)K由課本表用插值法查得8精度、小齒輪相對(duì)支承對(duì)稱(chēng)布置時(shí)b由10.22K查K1.30HF

故載荷系KV

1.4846)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（）得dd11

3

t

1.48463.0071.37）計(jì)算模63.00712.74mmz13、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)k由課本式（10-5）得彎曲強(qiáng)度計(jì)算公m3tzdF（1）確定公式內(nèi)的各個(gè)計(jì)算數(shù)值

21）由課本圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極

FE1

500MPa

11word格-可輯-感謝下載支持11大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極

2）由課本10-18彎曲疲勞壽命系數(shù)K

FN1

0.88,

K

2

3)計(jì)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（）得]F

5001S

MPa[]F

FNFES1.4

MPa4)計(jì)算載荷系數(shù)KKKKKA

K

F

1.435)查取齒形系數(shù)由表10-5查得YFa

Fa

6）查取應(yīng)校正系數(shù)由表查得Y

,

YSa

YY7)計(jì)算大、小齒輪的Sa[]YFaSa1[]

YFa2[]2大齒輪的數(shù)值大（2）設(shè)計(jì)計(jì)算

m

3

ktSazd1F

2

3

232

對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模式m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)m的大少主要取決于彎曲強(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的直（即模數(shù)與齒輪的乘積有關(guān)，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模1.90并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)m=2mm接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算分度圓直d，1算出小齒輪齒數(shù)d，=322

word格-可輯-感謝下載支持大齒輪齒數(shù)：z3.8121這樣設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿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m11m122mm212（2）計(jì)算中心距a

d6424412mm22（3）計(jì)算齒寬

6464mmb取BmmBmm2徑

名稱(chēng)齒數(shù)分度圓直齒頂高

號(hào)

符d

公式d*haa

m

齒132642

齒21222442齒根高

f

h**)f

2.5

2.5徑徑

齒頂圓直齒根圓直

f

2ad2hf

af

6859

248239中心距

()2

154齒寬

d

1

70

65四．軸的設(shè)計(jì)（一）Ⅱ軸的設(shè)計(jì)1.軸上的功率、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)22PkW2

1編1n2

/minT

2

296.426Nm2.作用在齒輪上的力切向F

t

2T2d2

2296426244

徑向F

r

Ftan884Nt3.初定軸的最小直徑先按課本式（15-2）初步估計(jì)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，A

0

d

in

A

0

P32n2

13

輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直d

III

，故先選聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)Tca

KT，查課本1，考慮到轉(zhuǎn)矩的變化很小，故K，則：a2aTca

KTa2

296426選擇彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器,型號(hào)為:HL3型聯(lián)軸器,其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為630Nm半聯(lián)軸I的徑:軸配合的轂孔長(zhǎng)度為:LI

I

38mm,故取:d1.

.半聯(lián)軸器長(zhǎng)82mm,半聯(lián)軸器與4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)軸上零件的定位,固定和裝配

word格-可輯-感謝下載支持單級(jí)減速器中可以將齒輪安排在箱體中央,相對(duì)兩軸承對(duì)稱(chēng)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(guò)渡配合固定,兩軸承均以軸肩定位.(2)確定軸各段直徑和長(zhǎng)度<1>為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求,I軸段右端需制出一軸肩,故取IIIII段的直徑

IIIII

mm,左端用軸端擋圈定位,查手冊(cè)表按軸端去擋圈直d50,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度:mm,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1上,故段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短,:I

58<2>初步選擇滾動(dòng)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):

IIIII

mm.由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表12-5，選取6209型軸承尺寸:d軸肩d

amin

52mm

III

VIIVIII

45lVIIVIII

mm，左端滾動(dòng)軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位右端滾動(dòng)軸承采用軸肩定位.d

Ⅵ-Ⅶ

<3>取安裝齒輪處軸段的直徑

IV

mm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65mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒,此軸段應(yīng)略短與輪轂寬度故取l

IV

61mm,齒輪右端采用軸肩定位,軸肩高度,hmm則軸環(huán)處的直徑

5060d

amin

mm，軸環(huán)寬度hl

。<4>軸承端蓋的總寬度為：mm,取l

IIIII

mm.<5>取齒輪距箱體內(nèi)壁距離為:a，s=8mm,T=19mml

III

mm,由于這是對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，算lVIVII

mm至此,已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)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

IV

mm查課本表6-1,得:平鍵截,槽用鍵槽銑刀加工,長(zhǎng)

word格-可輯-感謝下載支持為:.為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為762半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接查課本表6-1用平鍵為:,半聯(lián)軸器與軸的配合為:.6滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的此處選軸的直徑尺寸公差為:m.(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:,Ⅵ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(diǎn)位置時(shí),深溝球軸承的作用點(diǎn)在對(duì)稱(chēng)中心處，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨LL據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖,扭矩圖和計(jì)算彎矩圖可看出2截面處計(jì)算彎矩最大,是軸的危險(xiǎn)截面.(6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度.

word格-可輯-感謝下載支持<1>作用在齒輪上的力

word格-可輯-感謝下載支持T296426切向22430N2徑向力Frt

884<2>求作用于軸上的支反力水平面內(nèi)支反力:垂直面內(nèi)支反力:<3>作出彎矩圖分別計(jì)算水平面和垂直面內(nèi)各力產(chǎn)生的彎矩.Ml82620HMl44230056NV3計(jì)算總彎矩:M

H

2v2300562N1<4>作出扭矩圖:296426177856N.2<5>作出計(jì)算彎矩圖:M

M

,M

ca2

M87917N1M

1

M

177856

198399<6>校核軸的強(qiáng)度對(duì)軸上承受最大計(jì)算彎矩的截面的強(qiáng)度進(jìn)行校核危險(xiǎn)截面在A的左側(cè)。

,

ca

M198399ca15.8712500由表15-1查]MPa因]（二）Ⅰ軸的設(shè)計(jì)1.軸上的功率、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)22PkW2r/min2

，故安全。

word格-可輯-感謝下載支持T8102622.作用在齒輪上的力2281026切向力2徑向力Frt3.初定軸的最小直徑先按課本式（15-2）初步估計(jì)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A02.715122.84in83.99輸出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處軸的直dVII電動(dòng)機(jī)軸外伸80mm，配合輪轂長(zhǎng)度64、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

dVII

(1)軸上零件的定位,固定和裝配單級(jí)減速器中可以將齒輪安排在箱體中央,相對(duì)兩軸承對(duì)稱(chēng)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(guò)渡配合固定,兩軸承均以軸肩定位.(2)確定軸各段直徑和長(zhǎng)度<1>為了滿足帶輪的軸向定位要求,VII軸段左端需制出一軸肩,故Ⅶ的直徑

ⅥVII

mm,左端用軸端擋圈定位查手冊(cè)表按軸端去擋圈直d50,帶輪與軸配合的轂孔長(zhǎng)度:mm,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1的長(zhǎng)度應(yīng)比略短,取:VIIVIII

mm.

word格-可輯-感謝下載支持<2>初步選擇滾動(dòng)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):

ⅥVII

mm.由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表12-5，選取6209型軸承尺寸:d，軸肩d

amin

III

50mml

III

20滾動(dòng)軸承采用縐件進(jìn)行軸向定位右端滾動(dòng)軸承采用套筒定位.取d

IIIII

。<3>取安裝齒輪處軸段的直徑

IV

55輪右端與右軸承之間采用套筒定位,已知齒輪輪轂的寬度mm,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l

IV

mm,齒輪右端采用軸肩定位軸肩高d,h,則軸環(huán)處的直徑

III

55h65d

a

mm軸環(huán)寬度b,l

IIIIV

。<4>軸承端蓋的總寬度為,根據(jù)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)l

IIIII

l

27mm.至此,已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)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

IV

mm查課本表6-1,得:平鍵截bmm,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長(zhǎng)為:.為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為2）帶輪與軸的聯(lián)接

76查課本表6-1，選用平鍵截mmmm鍵槽用鍵槽銑刀加工長(zhǎng)為:mm.帶輪與軸的配合為:7.63）滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)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:,Ⅲ處、Ⅳ處取圓角半R2，其余各軸肩處圓角半徑取

1word格-可輯-感謝下載支持1五、齒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、小齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)齒根圓到鍵槽頂部e＜2m，宜將齒輪做成齒輪軸，t2∴e＜4mmt由于第一軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中小齒輪處的軸d=55,小齒輪的齒根圓顯然e＜2m需做成齒輪軸t2、對(duì)于大齒輪：當(dāng)d≤500mm時(shí)，采用腹板式結(jié)構(gòu)。有關(guān)參數(shù)：ad

a2

2

*

mmD50mm,d為Ⅱ軸安裝大齒輪處的軸徑。4ⅡⅡD80mm34mmm0a2nD－D)－80)43mm2D=

D0

3

0.5mmn0.250.25，取C=16mm2

62365word格-可輯-感謝下載支持623650.5r=5mm。n高速級(jí)大齒輪結(jié)構(gòu)圖如下：六軸承的選及計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》得CKN,CKNror由課本表13-6，取1.2FF2r11

2

129144221971FFrNV

224422NH2

768N由于軸承只受徑向力作用PfF1.2Ndr1對(duì)于球軸承Lh

10660n

1060320

3500

3

h按每年300工作日，每天兩班制，壽命為，所以合適

66ppppppword格-可輯-感謝下載支持66pppppp2校核深溝球軸承6209機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表12-5得C31.5KNC20.5ror由課本表13-6，取1.2FF2rNV

2NH

2

442

2

NFFrNV

222NH

N由于軸承只受徑向力作用PfF1.2Ndr1對(duì)于球軸承

Lh

101031506060

3

6按每年300工作日，每天兩班制，壽命為，所以合適七、鍵接的選擇和核1.選擇鍵聯(lián)接的類(lèi)型一般8級(jí)以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求，應(yīng)用平鍵.鍵