一級齒輪減速器

重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計說明書設(shè)計名稱： 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)題目： 帶式輸送機(jī)傳動裝置學(xué)生姓名： 李峻 專業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù)班 級： ―2010級3班學(xué) 號： 1260720130692 指導(dǎo)教師： —李湘 日 期：2011年11月 22日重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書機(jī)電一體化專業(yè)2010級年級3班一、設(shè)計題目帶式輸送機(jī)傳動裝置二、主要內(nèi)容運(yùn)輸帶工作拉力F=3.5KN運(yùn)輸帶工作速度V= 1.8m/卷筒直徑D=400mm工作條件：（1）工作情況：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，運(yùn)輸帶速度允許誤差為±5%；（2） 使用折舊期：五年；（3） 動力來源：電力，三相交流，電壓380/220V；（4） 滾筒效率：0.96（包括滾筒與軸承的效率損失）。表1-2原始數(shù)據(jù)參數(shù)題號12345運(yùn)輸帶工作拉力F/（KN）3.23.43.52.82.6運(yùn)輸帶工作速度V/（m/s）1.51.61.81.51.4卷筒直徑D/（mm）400400400450450參數(shù)題號678運(yùn)輸帶工作拉力F/（N）2.42.22.1運(yùn)輸帶工作速度V/（m/s）1.51.41.5卷筒直徑D/（mm）400400500三、具體要求本課程設(shè)計要求在2周時間內(nèi)完成以下的任務(wù)：（1） 繪制減速器裝配圖1張（A2圖紙，手工繪圖）;（2） 設(shè)計計算說明書1份，約3000字左右。

四、進(jìn)度安排1指導(dǎo)老師介紹課程設(shè)計注意事項0.52擬定設(shè)計方案0.53傳動件和軸的設(shè)計計算14畫裝配圖35編寫設(shè)計說明書1次序設(shè)計內(nèi)容時間分配（天）五、成績評定指導(dǎo)教師簽名日期年—月—日系主任審核日期年―月—日TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、 設(shè)計任務(wù)分析 4\o"CurrentDocument"二、 帶式輸送機(jī)傳動裝置總體方案的設(shè)計 41帶式輸送機(jī)傳動裝置零部件設(shè)計一、 電機(jī)的選擇 4\o"CurrentDocument"二、 齒輪的設(shè)計 5三、 軸的設(shè)計 9\o"CurrentDocument"四、 軸上其他零件的設(shè)計 11\o"CurrentDocument"五、 輸出軸上的強(qiáng)度校核 12\o"CurrentDocument"六、 鍵的選擇 14\o"CurrentDocument"七、 總結(jié) 15、設(shè)計任務(wù)分析本課題主要的目的是為了將學(xué)過的基礎(chǔ)理論知識進(jìn)行綜合應(yīng)用，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算能力，熟悉一般的機(jī)械裝置過程。二、帶式輸送機(jī)傳動裝置總體方案設(shè)計的設(shè)計1帶式輸送機(jī)傳動裝置零部件設(shè)計一、電機(jī)的選擇選擇電動機(jī)的類型按工作要求選用Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機(jī)，電壓380V。選擇電動機(jī)的容量電動機(jī)所需工作功率為pd=pw/nnw=60X1000V/nD=(60X1000X1.8)/(nX400)=85.99r/min其中閉式齒輪傳動效率n1=0.97；V帶傳動效率n2=0.96；滾動軸承效率(2對)n3=0.99；聯(lián)軸器效率n4=0.99；滾筒效率n5=0.96代入得傳動裝裝置總效率：n=n9n?nm,=0.8671 ，1，2，3，4，5工作機(jī)所需功率為：Pw二FV/1000=3500X1.8：1000=6.3Kw則所需功電動機(jī)率：Pd=Pw/n=6.33.867=7.27Kw因載荷平穩(wěn)，電動機(jī)額定功率Ped略大于Pd即可由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)實訓(xùn)指導(dǎo)》附錄5查得Y系列電動機(jī)數(shù)據(jù)，選電動機(jī)的額定功率為7.5KW。確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒軸工作轉(zhuǎn)速：由nw=85.99r/min,V帶傳動的傳動比i1=2~4;閉式齒輪單極傳動比常用范圍為i2=3?10,則一級圓柱齒輪減速器傳動比選擇范圍為：【總=i1Xi2=6~40故電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍為nd=nwX!總=85.99X(6~40)=515.94r/min~3439.6r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min?？晒┻x擇的電動機(jī)如下表所示：方案電動機(jī)型號額定功率Kw同步轉(zhuǎn)速/滿載轉(zhuǎn)速nm(r/min)1Y132S2—27.53000/29002Y132M—47.51500/14403Y160M—67.51000/9704Y160L—87.5750/720則可選用Y132M—4電動機(jī)，滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min，額定功率為7.5Kw二、齒輪的設(shè)計（1） 總傳動比Iz=1440：85.99=16.75V帶的傳動比為i1=3減速器的傳動比為i2=Iz/i]=16.75；3=5.58（2） 運(yùn)動和動力參數(shù)的計算0軸（電動機(jī)軸）P0=Pd=7.5Kwn0=nd=1440r/minT0=9550XP0/n0=9550X7.5：1440=47.74N.m1軸（高速軸即輸入軸）P1=P0Xn2=7.5X0.96=7.2Kwn1=n0/i1=1440^3=480r/minT1=9550XP1/n1=9550X7.2：480=143.25N.m2軸(低速軸即輸出軸)P3=P1n1n3=7.2X0.97X0.99=6.91Kwn2=n]/i2=480：5.58=86.02r/minT2=9550XP2/n2=9550X6.91：86.02=767.15N.m根據(jù)以上數(shù)據(jù)列成表為:軸名功率P/Kw轉(zhuǎn)距T/N.m轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動比電動機(jī)軸7.547.7414401軸7.2143.2548032軸6.91767.1586.025.58已知電動機(jī)額定功率P=7.5Kw,轉(zhuǎn)速1440r/min，各軸的轉(zhuǎn)速如表:轉(zhuǎn)動軸電機(jī)軸（0軸）輸入軸（1軸）輸出軸（2軸）轉(zhuǎn)速n144048081.21齒數(shù)比35.91電動機(jī)驅(qū)動，工作壽命年限為5年，兩班制工作，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)。1、 選擇齒輪的精度等級、材料輸送機(jī)為一般工作機(jī)器，轉(zhuǎn)動速度不高，為普通減速器，故選用8精度（GB10095-88），要求齒面經(jīng)粗糙度Ra^3.2~6.3pm。選擇小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），其硬度為250HBS，大齒輪為45鋼（正火），其硬度選為200HBS。2、 按齒面解除疲勞強(qiáng)度設(shè)計、轉(zhuǎn)矩T1T1=9.55X106P1/n1=9.55X106X7.2^480=1.43X105N.mm、載荷系數(shù)K及材料的彈性系數(shù)ZEE查表7-10取K=1，查表7-11取Ke=189.8MPa1/21/2、齒數(shù)Z1和齒寬系數(shù)甲d取小齒輪的齒數(shù)Z]=30,則大齒輪的齒數(shù)Z2=Z]Xi=30X5.58=167.4，取Z2=166。對稱布置、軟齒面，查表7-14取甲d=1④、許用接觸應(yīng)力【。H】由圖7-25查得。Hlim1=600MPa,°Hlim2=550MPaN1=60njLh=60X480X1X(5X52X5X16)=5.99X108N2=N]/i=5.99X108：8.58=1.07X108由圖7-24查得ZN1=1.03ZN2=1.15（允許有一點點蝕）由表7-9查得SH=1根據(jù)一下公式可得【°H】1=(ZN1X°Hlim1)/SH=(1.03X600)-1=618MPa【°H】2=(ZN2X°Hlim2)/Sh=(1.15X550)：1=633MPad ：票土了*=；3?u 。h \：lx1.43X1°5X(5.58+1)(3.52xd ：票土了*=；3?u 。h \1x5.58 618m=d]/z1=89.9+30=1.94mm由表7-2取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2mm3、主要尺寸計算d=mz=2x30=60mmd=mz=2x166=332mmb=wd=1x60=60mm經(jīng)圓整后取b2=60mm,b1=b2+5=65mmd=d+2h=(30+2)x2=64mmd=d+2h=(166+2)x2=336mmd、=d]—2h=(30-2x1-2x0.25)x2=55mmdf2=d2-2hf=(166-2x1-2x0.25)x2=327mma=0.5m(Z1+Z2)=0.5X2X(30+166)=196mm4、 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒形系數(shù)yf由表7-12查得YF1=2.54,YF2=1.85應(yīng)力修正系數(shù)YSS由表7-13查得'=1.63,Y2=1.85許用彎曲應(yīng)力Lf]由圖7-26查得。Flim1=445,。Flim2=335由表7-9查得Sf=1.3由圖7-23查得YN1=0.89,YN2=0.95則【。F】1=YN1XaFlim1/SF=0.89X445：1.3=304.65MPaLaF】2=YN2XaFlim2/SF=0.95X335：1.3=244.5MPa故b=Y?Y(2KT)/(bm2z)=2.54x1.63x2x1x1.43x105/(60x22x30)F1 F1S1 1 1=164.56MPa<lbJ=304.65MPab=b?Y?Y/Y?Y=164.56x2.15x1.85/2.45x1.63=158.09<b]F2 F1 F2S2F1 S1 F2=244.8MPa齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格5、 驗算齒輪的圓周速度vV=兀叩1="60x480=1.51m.60x1000 60x1000由表7-7可知，選8精度是合適的。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以制成表格：齒輪參數(shù)模數(shù)m=2齒數(shù)z=30z=166齒頂圓直徑d1=64d2=336壓力角a=20o齒根圓直徑df1=55df2=327中心距a=196分度圓直徑d1=60d2=332齒輪寬度b、=65b2=606、選擇潤滑方式閉式齒輪傳動，齒輪的圓周速度v^12m/s,常將大齒輪的齒輪浸入油池中進(jìn)行浸油潤滑（推薦使用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油，潤滑油運(yùn)動粘度Vc=120mm/s,Vc=23mmis）三、軸的設(shè)計1、高速軸（1軸）的設(shè)計確定軸的最小直徑由已知條件可知此減速器傳遞的功率屬中小功率，故選45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由表11-1查得A=110，于是得d=P=110x3：E=27.12mmmin3n3480可將其軸徑加大5%，即d=27.12x105%=28.476mm，所以d=30mm。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的左端d=d=30mm；0.07d<h<0.1d，故h=3mm，d=36mm；因軸承受到徑向力的作用，故選用深溝球軸承。0基礎(chǔ)游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的深溝球軸承6008，其尺寸為dxDxB=40x68x15。，所以d=d=40mm；0.07d<h<0.1d，故h=4，d=48mm。3 1 3 1 4取L=40mm；取螺釘直徑d'=8，在軸3和5處加套筒，套筒的厚度為1t=2mm，l=30mm，d=40mme=1.2d'=1.2x8=9.6mm即e=10mm，m=e>e=10mm，L2=l]+e+m=40mm，L2略大為42mm；為了讓軸承起鞏固作用，所以3軸要比軸承小1~2mm，L3=B+1套=15+30-2=43mm，L5=45mm；齒輪與高速軸采用一體加工的方式則L=65mm。所以L=L+L+L+L+L=235mm4 總1 1 2 3 4 51軸結(jié)構(gòu)如圖所示:2、低速軸（2軸）的設(shè)計確定軸的最小直徑:6.913 =47.4mm86.02由已知條件可知此減速器傳遞的功率屬中小功率，故選45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由表11-1:6.913 =47.4mm86.02dmin.'-=110dminI：n可將其軸徑加大5%，即d=47.4x105%=49.77mm，所以取d=50mm。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的右端d=d=50mm；0.07d<h<0.1d，故h=4mm，d=58mm；因軸承受到徑向力的作用，故選用深溝球軸承。0基礎(chǔ)游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的深溝球軸承6013，其尺寸為dxDxB-65x100x18，所以d=d=65mm；0.07d<h<0.1d，故h=5，d=75mm；4 1 4 1 30.07d<h<0.1d，故h=6,d=87mm。3 2 3 2 2取L=60mm；取螺釘直徑d'=8，6e=1.2d'=1.2x8=9.6mm即e=10mm,m=e>e=10mm，L5=〈+e+m=40mm，此處軸略長，L5=42mm；軸段1處安裝套筒，套筒的厚度為t=3mm，l套=17mm，d=65mm，L=B+[套=18+17=35mm，4處安裝套筒，套筒的厚度為t]=7mm，l套2=30mm，d=65mm，為了起固定作用，此段的寬度比軸承寬度少1~2mm，所以 L4=l套+B-2+2=48mm；大齒輪的寬度為60則，L3=60-2=58mm；L2略小于△,所以L2=13mm，所以L=L+L+L+L+L+L=256mm總2 1 23 45 62軸的結(jié)構(gòu)如圖所示：四、軸上其他零件的設(shè)計軸承端蓋的厚度為20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器和V帶輪右端面間的距離均為L=35mm空V帶輪的計算p=KPd=7.5Kw與氣=1440r/min，由圖6-7知選用人型普通V帶確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并校驗帶速由表6-2查得，小帶輪基準(zhǔn)直徑為75mm,d=100>d.，i=—d2=3，所以d=300mm，由表6-2得，d=315mmd1d i-i誤差驗算傳動比：i= d2 =3.15，i’=—x100%=5%，符合誤d(1-s) i帶速：v=“dd1"17.536ms，滿足5ms<v<25~30mis，故驗算帶速合適60x1000確定中心距、帶的基準(zhǔn)長度并驗算小輪包角

0.7(d+d)<a<2(d+d) ,d1 d2 0d1 d2 所以292.5<a0<830,選取。0=500mm'兀,L=2a+~兀,L=2a+~(d+d)+(dd1-dd2)2d2 4a0=1674.663mm,由表6-3得：L=1600mm

d實際中心距：a實際中心距：a=a+ ——匕=537.33mm0 2a=180。-dd2—dd1x57.3。=157.07?！?20。，符合要求TOC\o"1-5"\h\z1 a⑤Z^昌= P ，查表6-5,P=1.31Kw；查表6-6AP=0.17；PJ（P+AP）KK 0 00 0 0aL查表6-3，Kl=0.99；查表6-7，Ka=0.938，所以Z=5.5,3取整數(shù)為5根。3）確定軸上的圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角為2x45。，各軸肩的圓角半徑為1.5。五、輸出軸上的強(qiáng)度校核1、已知p=6.91Kw，n=86.02min

所以T=9.55x106Pn=767152.99N.mm2軸的兩個軸承的跨度L=35+13+60+30=138mm則：2T軸上直齒輪的軸向力F=—=17635.7Ntd2徑向力Fr=Ftan20。=徑向力Frt軸承支反力Fh=Fbh=F=176；5；7=8817.9N.mm(如圖2)

r-hr-hFIH截面在水平方向的彎矩為M=69xF=69x8817.9=608435.1N.mm截面在錘子方向的彎矩為M廣69xF^=69x3174.5=219040.5N.mm合成彎矩為：M="M2+M2=646662.2N.mm（如圖4）1c2彎矩產(chǎn)生扭剪力按脈動循環(huán)變化，取a=0.6，截面C處的當(dāng)量彎矩：M=、：M2+(at)2=、,646662.22+(0.6x767152.99)2=793750.9N.mm軸的應(yīng)力：W=0W3=0.1X753=42187.53 3M793750.9?=涉?=421875=18.8MPa（如圖5）軸的材料為45鋼，調(diào)至處理，?]=200MPa,氣v&l