課程設計---同軸式二級直齒圓柱齒輪減速器#甲類精制

1、目錄一、傳動方案的擬定及說明3二、電動機選擇3三、計算傳動裝置的總傳動比并分配傳動比5四、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)6五、傳動件的設計計算8六、齒輪減速器設計11七、軸的設計計算15八、軸的校核17九、滾動軸承的選擇及計算20十、鍵聯(lián)接的選擇22十一、鑄件減速器機體結構尺寸計算表及附件選擇22十二、聯(lián)軸器的選擇23十三、潤滑方式的確定24十四、設計小結24十五、參考資料24課程設計的內容設計一用于帶式運輸機上的同軸式二級直齒圓柱齒輪減速器（見 圖1）。設計內容應包括：傳動裝置的總體設計；傳動零件、軸、軸承、聯(lián)軸器等的設計計算和選擇；減速器裝配圖和零件工作圖設計；設計計算說明書的編寫。圖1 參

2、考傳動方案課程設計的要求與數(shù)據(jù)已知條件： 1運輸工作扭矩： T=725Nm 2運輸帶工作速度： v=0.8m/s 3卷筒直徑： D=350mm 4使用壽命： 10年； 5工作情況：兩班制，連續(xù)單向運轉，載荷較平穩(wěn)。運輸帶允許的速度誤差為5% 甲類優(yōu)選#設計計算及說明結果一、傳動方案的擬定及說明傳動方案給定為三級減速器（包含帶輪減速和兩級圓柱齒輪傳動減速），說明如下：為了估計傳動裝置的總傳動比范圍，以便選擇合適的傳動機構和擬定傳動方案，可先由已知條件計算其驅動卷筒的轉速，即一般常選用同步轉速為或的電動機作為原動機，根據(jù)總傳動比數(shù)值，可采用任務書所提供的傳動方案就是以帶輪傳動加二級圓柱直齒輪傳動。

3、二、電動機選擇1電動機類型和結構型式按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y132S-4系列三項異步電動機。2電動機容量1、卷筒軸的輸出功率 2、 電動機輸出功率d 傳動裝置的總效率 式中聯(lián)軸器效率； 軸承傳動效率（球軸承）； 齒輪的傳動效率，齒輪精度8級；卷筒的傳動效率；則故3、電動機額定功率選取電動機額定功率4、電動機的轉速查有關手冊，取V帶傳動的傳動比范圍，二級圓柱齒輪減速器傳動比，則總傳動比合理范圍為，故電動機轉速的可選范圍：6988.8r/min根據(jù)電動機所需容量和轉速，由有關手冊查出一種使用的電動機型號，此種傳動比方案如下表： 電動機型號額定功率電動機轉速傳動裝置傳動比Y132S45

4、.5同步滿載總傳動比V帶減速器1500144032.972.53.633.63三、計算傳動裝置的總傳動比并分配傳動比1）總傳動比2）分配傳動裝置傳動比： 式中，分別為帶傳動和減速器的傳動比。 為使V帶外廓尺寸不致過大，初步?。▽嶋H的傳動比要在V帶設計時，由選定大小帶輪標準直徑之比計算），則減速器的傳動比： 3） 分配減速器的各級傳動比。按同軸式布置，則四、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1、各軸轉速減速器傳動裝置各軸從高速軸至低速軸依次編號為：軸、軸、軸。各軸轉速為電動機軸：軸： 軸： 軸： IV軸： 卷筒軸： 2、各軸輸入功率電機軸：軸：軸：軸：IV軸：卷筒軸：3、各軸輸入轉矩T(Nm)電動機輸

5、出轉矩：軸輸入轉矩：軸輸入轉矩：軸輸入轉矩：IV軸輸入轉矩： 卷筒軸輸入轉矩： 將計算結果匯總列表備用。軸名功率轉矩轉速傳動比效率電機軸5.536.4614402.50.96I軸5.2887.5457610.99II軸5.2386.715763.630.96III軸5.02302.12128.683.630.96IV軸4.821053.1043.71卷筒軸4.721031.2543.7110.96五、傳動件的設計計算設計帶傳動的主要參數(shù)：已知帶傳動的工作條件：兩班制（共16h），連續(xù)單向運轉，載荷平穩(wěn)，所需傳遞的額定功率p=5.5kw小帶輪轉速 大帶輪轉速，傳動比。設計內容包括選擇帶的型號、確

6、定基準長度、根數(shù)、中心距、帶的材料、基準直徑以及結構尺寸、初拉力和壓軸力等等（因為之前已經按選擇了V帶傳動，所以帶的設計按V帶傳動設計方法進行）1）、計算功率： =2)、選擇V帶型 根據(jù)、由機械設計選擇普通B型帶。3）、確定帶輪的基準直徑并驗算帶速v（1）初選小帶輪的基準直徑，取小帶輪基準直徑（2）驗算帶速v 因為5m/s10.55m/s30m/s,帶輪符合推薦范圍（3）計算大帶輪的基準直徑 ，初定=355mm（4）確定V帶的中心距a和基準長度 a、 0.7 取 初定中心距=700mm b、由式8-22計算帶所需的基準長度 =2+=2700+ 2193.66由表選基準長度=2240 mmC、計

7、算實際中心距a+( -)/2700+(2240-2193.66)/2=723.17 mm（5）驗算小帶輪包角 180-（-）/a57.3180-（355-140）/723.1757.3 163120包角滿足條件（6）計算帶的根數(shù)單根V帶所能傳達的功率 根據(jù)=1440r/min 和=140mm 用插值法求得=2.81kw單根v帶的傳遞功率的增量 已知B帶，小帶輪轉速=1440 r/min 得=0.46kw計算B帶的根數(shù)包角修正系數(shù)=0.95帶長修正系數(shù)=1.00=(+)=(2.81+0.46) 0.951.00=3.1065KWZ= =6.6/3.1065=2.124 故取3根.（7）計算單根V

8、帶的初拉力和最小值（8）計算帶傳動的壓軸力=2Zsin(/2)=1120.52N（9）帶輪的設計結構A.帶輪的材料為:HT200B. B帶輪的結構形式為:腹板式. C結構圖 （略）六、齒輪減速器設計 由設計選定兩組相同的齒輪作為兩級減速，并校核第二級齒輪。（1）選擇材料小齒輪材料選用40Cr鋼，調質處理，長時間氣體或液體氮化，齒面硬度241286HBS。大齒輪材料選用45，調質處理，長時間氣體或液體氮化，齒面硬度217255HBS。計算應力循環(huán)次數(shù)N查有關材料得： （允許有一定點蝕）查有關材料得：取取取按齒面硬度和查有關材料得：；計算許用接觸應力因 計算中取ZN接觸疲勞強度的壽命系數(shù)，其值可根

9、據(jù)所設計齒輪的應力循環(huán)次數(shù)N=60nkth（n為齒輪轉速，k為齒輪每轉一周同側齒面嚙合的次數(shù)，th為齒輪設計的工作小時數(shù)），由接觸疲勞強度壽命系數(shù)ZN查取。ZW工作硬化系數(shù)；考慮軟（大齒輪）硬（小齒輪）齒面組合傳動過程中，小齒輪對大齒輪齒面產生冷作硬化，使大齒輪的許用接觸應力得以提高，故引進該系數(shù)。其值可按下式計算：Zw=1.2-(HB-130HBS)/1700HBS式中HB為大齒輪齒面的布氏硬度值；當HB130HBS時，取ZW=1.2；當HB470HBS時，取ZW=1；ZX接觸疲勞強度的尺寸系數(shù)，考慮尺寸增大使材料強度降低的系數(shù),其值由圖查??；ZLVR潤滑油油膜影響系數(shù)（2）按齒面接觸強度確

10、定中心距小齒輪扭矩 初取查相關資料得,減速傳動,u=i=3.63取=0.4取中心距a=160mm估算模數(shù)(0.0070.02)=1.123.2，取標準模數(shù)=2mm小齒輪數(shù) =34.56 34.56=125.5取=35 =127實際傳動比=3.729，傳動比誤差0.05%2%在允許范圍內。齒輪分度圓直徑mmmm齒頂圓直徑圓周速度 查相關資料 取齒輪精度為9級（3）驗算齒面接觸疲勞強度按電機驅動，載荷平穩(wěn)，查相關資料取。查相關資料，按9級精度和齒寬 b=查相關資料，按考慮軸的剛度較大和齒輪相對軸承的非對稱布置， 得 查相關資料，得載荷系數(shù)，K=1.30端面齒頂壓力角由式計算 計算齒面接觸應力 (4

11、)驗算齒根彎曲疲勞強度由,查相關資料得；m=25mm, 取計算齒根彎曲應力由式計算，由式計算齒根彎曲應力（2）齒輪主要幾何參數(shù)七、軸的設計計算一、高速軸軸設計1、軸的材料取與高速級小齒輪材料相同，45，調質處理，取2、初算軸的最小直徑首先確定個段直徑A段：有鍵槽，則軸應放大，取，由于與聯(lián)軸器配合，根據(jù)所選聯(lián)軸器為彈性柱銷聯(lián)軸器LX2，查表 取 B段：=34，（取軸肩高）C段：=40，與軸承（深溝球軸承6208）配合，取軸承內徑D段：=45，（取R20系列）E段：=51，（取軸肩高）F段， =40, 與軸承（深溝球軸承6208）配合，取軸承內徑3、確定各段軸的長度A段：=62,由聯(lián)軸器確定。B段

12、：=50，考慮軸承端蓋取42C段：=38, 與軸承（深溝球軸承6208）配合,加上軸套長度D段：=70mm, 由小齒輪寬度確定E段： F段：與軸承（深溝球軸承6208）配合根據(jù)以上方法可以分別確定剩下的兩個軸的尺寸二、軸L1=33 , L2=61, L3=8 ,L4=49 ,L5=7，L6=70，L7=43(在實際圖紙設計時發(fā)現(xiàn)F段較粗必須做成齒輪軸，實際中E段軸肩沒有)三、IV軸 L1=18 , L2=5 , L3=5 ,L4=61 ,L5=38, L6=63, L7=112八、軸的校核 通過分析，軸受力最復雜，較危險。一、軸受力分析：軸：大齒輪處：圓周力：徑向力：小齒輪處：圓周力：徑向力：

13、二、.軸的校核：選軸校核。1、水平面：軸受力圖如下：水平支承反力： 則有：水平受力和彎矩圖（單位）：垂直受力：彎矩圖：合成彎矩圖：轉矩圖：當量彎矩：由于扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力取則： 查表得：45號鋼 查表得: （插入法）則: 故軸的強度足夠。 八、滾動軸承的選擇及計算軸承壽命校核：選用軸承：II軸： 深溝球軸承 6208 III軸：深溝球軸承 6008 IV軸：深溝球軸承 6013（1）對軸承6208校核：查手冊 基本額定動載荷： ， L=31年滿足使用要求。（2）對軸承 6008校核。查手冊 基本額定動載荷： L=12年 滿足使用要求。(3) ）對軸承 6013校核。查手冊 基本額定動載

14、荷： L=11年 滿足使用要求九、鍵聯(lián)接的選擇與聯(lián)軸器LT8連接的鍵d55mm選用A型普通鍵bh=1610長度L=112mm與軸大齒輪連接的鍵 選用A型普通鍵bh=149長度L=50mm與IV軸大齒輪連接的鍵 選用A型普通鍵bh=2012長度L=56mm十、鑄件減速器機體結構尺寸計算表及附件選擇鑄件減速器機體結構尺寸計算表減速器機體是用以支持和固定軸系零件并保證傳動件的嚙合精度和良好的潤滑及軸系可靠密封的重要零件。本設計減速器機體采用鑄造機體，由鑄鐵HT150制成，鑄鐵具有較好的吸振性，容易切削且承壓性能好。減速器機體才喲個割分式結構，其剖分面與傳動件平面重合。 查有關手冊，鑄鐵減速器機體結構

15、尺寸名稱計算公式計算結果機座壁厚機蓋壁厚機座凸緣厚度機蓋凸緣厚度機座底凸緣厚度地腳螺釘直徑軸承旁聯(lián)接螺栓直徑機蓋與機座聯(lián)接螺栓直徑0.6）軸承端蓋螺釘直徑0.5）窺視孔蓋螺釘直徑0.4）至外機壁距離查手冊至凸緣邊緣距離查手冊軸承旁凸臺半徑查手冊凸臺高度h便于扳手操作為準外機壁距軸承座端面距離（510）大齒輪頂緣與內機壁距離齒輪端面與內機壁距離機蓋、機座肋厚軸承端蓋外徑 （55.5）軸承旁聯(lián)接螺栓距離十一、聯(lián)軸器的選擇查手冊，減速器輸入端聯(lián)軸器選用型號LX2彈性柱銷聯(lián)軸器，輸出端選用LT8彈性柱銷聯(lián)軸器。十二、潤滑方式的確定因傳動裝置為輕型傳動，且傳速較低，故軸承采用脂潤滑，齒輪采用浸油潤滑。十三、設計小結通過本次課程設計，將所學的機械設計理論知識和理論力學理論知識，并在實踐中對所學加以鞏固，將機械設計的很多知識得到了利用，同時熟練掌握了查手冊和表格和計算相關的問題，尤其在手工繪圖能力上有了很大的提高，同時也考驗耐心和毅力。在繪圖和計算中遇到了很多問題，于是自己上圖書館查閱資料和問老師，特別感謝老師的細心指導，從中獲得了很多的知識和一些制圖技巧。十四、參考資料1、機械設計（第八版）濮良貴