一級閉式圓柱齒輪減速器設計說明書

1、精密機械畢業(yè)設計題目：一級閉式圓柱齒輪減速器指導老師：設計人:學號：設計日期：2010-9-20目 錄設計任務書3傳動方案的擬定及說明4電動機的選擇4計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)6v帶傳動設計7傳動零件的設計計算-齒輪設計10軸的設計與校核計算11鍵聯(lián)接的選擇及校核計算15滾動軸承的選擇及計算16聯(lián)軸器的選擇17潤滑與密封18設計小結18參考文獻20精密機械設計基礎畢業(yè)設計任務書一、設計題目：設計用于帶式運輸機的傳動裝置二、設計要求：帶式運輸機連續(xù)單向運轉，載荷較平穩(wěn)，空載啟動，運輸帶速允許誤差為+_4%。使用期限為8年，大修期三年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作。1-電動機 2-聯(lián)軸器3-一級圓柱齒

2、輪減速器 4-開式齒輪傳動 5-卷筒 6-運輸帶 三、設計任務 減速器裝配圖1張（a0圖紙）； 零件工作圖2張（大齒輪、軸，a3圖紙）； 設計計算說明書1份，說明書內(nèi)容應包括：擬定機械系統(tǒng)方案，進行機構運動和動力分析，選擇電動機，進行傳動裝置運動動力學參數(shù)計算，傳動零件設計，軸承壽命計算、軸（許用應力法和安全系數(shù)法）、鍵的強度校核，聯(lián)軸器的選擇、設計總結、參考文獻、設計小結等內(nèi)容。、四、設計進度1、 第一階段：總體計算和傳動件參數(shù)計算2、 第二階段：軸與軸系零件的設計3、 第三階段：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制4、 第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計算說明書的編寫。每日工作小時數(shù)/h1

3、6運輸帶工作壓力f/(kn)6.5運輸帶工作速度v/(m/s)1.9滾筒直徑d(/mm)400 設計項目計算及說明 主要結果傳動方案的擬定及說明一， 電動機選擇2、 電動機類型的選擇：2.確定電動機的功率和型號二，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算1.計算總傳動比及分配各級的傳動比2計算傳動裝置的運動參數(shù)及動力參數(shù) 三，v帶傳動設計計算1設計帶傳動的主要參數(shù)。四 ，傳動零件的設計計算1、大小齒輪均采用硬齒面2，按齒面接觸疲勞強度設計3,確定主要幾何尺寸4,校核齒根彎曲強度五， 軸的設計計算及校核1軸的選材及其許用應力2.估算軸的最小直徑3裝配草圖設計1）各軸段的直徑確定（高速軸）2）,各軸段長度

4、確定低速軸結構設計（1）各軸段直徑確定（2）各軸段長度4軸的校核 主動軸的設計計算六，鍵聯(lián)接的選擇及校核計算1.高速軸鍵的選擇2.低速軸鍵的選擇3.各軸鍵的校核七，滾動軸承的選擇及校核1、低速軸滾動軸承的選擇及校核2，高速軸滾動軸承的選擇及校核八，聯(lián)軸器的選擇九， 減速器潤滑密封一.潤滑方式二.潤滑油牌號及用量三.密封形式 合理的傳動方案首先應滿足工作機的性能（例如傳遞功率、轉速及運動方式）的要求。另外，還要與工作重要條件（例如工作環(huán)境。工作場地、工作時間）相適應。同時還要求工作可靠，結構簡單，尺寸緊湊，傳動效率高，使用維護方便，工藝性和經(jīng)濟性。合理安排和布置傳動順序是擬定傳動方案中的另外一個

5、重要環(huán)節(jié)由題目所知傳動機構類型為：一級閉式圓柱齒輪減速器。故只要對本傳動機構進行分析論證。本傳動機構的特點是：成本較低，減速器橫向尺寸較小，兩大吃論浸油深度可以大致相同。結構較簡單，中心距較小，兩軸的徑向尺寸相對較大。 y系列160l-4封閉式三相異步電動機：三角帶傳動效率：圓柱齒輪傳動效率：平帶傳動效率由參考書機械零件課程設計22頁表2-4查得： =0.95, =0.95(8級精度), =0.90, （1）傳動裝置的總效率：=.=0.950.950.90=0.82（2）計算電動機所需功率 =p/=12.35/0.82=15kw電動機的額定功率=15kw (4)確定電動機轉速按參考書機械零件課

6、程設計p19表2-1 推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍=35。取v帶傳動比=24，則總傳動比理時范圍為=620，故電動機轉速的可選范圍為：= n筒=（620）76=4561520r/min 符合這一范圍的同步轉速有1000、和1500r/min。 根據(jù)容量和轉速，由有關手冊查出有三種適用的電動機型號，綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，可見第2方案比較適合，則選n=1500r/min 。 （5）確定電動機型號 由所選的電動機的類型，結構，容量和同步轉速n查參考書表2-1確定電動機型號為y160l-4其主要性能：額定功率：15kw，滿載轉速1

7、460r/min：具體外型尺寸見參考書機械設計課程設計表20-6(1)總傳動比：=1460/91.25=16(2)分配各級傳動比 =. ,取=4，=/ =16/4=4 （1）各軸轉速軸1：=n=1460r/min軸2：=/=1460/4=365r/min軸3：=/=365/4=91.25r/min卷筒軸: =91.25r/min (2)各軸功率軸1： = =150.95=14.25kw軸2：=.=14.250.95=13.53kw軸3：=13.530.90=12.35 kw卷筒軸：=12.35 kw 3）計算各軸轉矩（n;m） t1=9550/=955015/1460=98.117 nm t2

8、=9550/=955013.53/365=354nmt3=9550/=955012.35/91.25=1292.52nm 已知帶傳動的工作條件：共16h，連續(xù)單向運轉，載荷平穩(wěn)，所需傳遞的額定功率p=14.25kw小帶輪轉速 大帶輪轉速，傳動比。設計內(nèi)容包括選擇帶的型號、確定基準長度、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(jīng)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)、由機械基礎p174選擇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，由（機械基礎p174圖9-10，取小帶輪基準直

9、徑，則參考機械基礎p175表94取標準值=800mm（2）、驗算帶速v 帶輪符合推薦范圍（3）、確定v帶的中心距a和基準長度 0.7 0.7 700a2000 初定中心距=700mmb、計算帶所需的基準長度 =2+=2700+0.5（200+800）+（800-200）（800-200）/47003098mm由機械基礎p178表98選帶的基準長度=3150mmc.計算實際中心距a+( -)/2700+（3150-3098）/2726mm中心距滿足變化范圍:7002000mm（5）.驗算小帶輪包角 180-（-）/a57.3180-（800-200）/72657.3 132.65120 包角滿足

10、條件（6）.計算帶的根數(shù)參考機械基礎p176表95綜合，n1,查得p15.15kw參考機械基礎p177表96綜合帶型和i查得0.46kw參考機械基礎p177表970.82參考機械基礎p177表981.00故取z43 、帶輪設計參考機械基礎200頁表113得出帶輪寬度b（z-1)e+2f=40mm齒輪設計及結構說明以高速級齒輪傳動為基準進行兩對齒輪選擇和校核設計已知：傳遞功率=14.25 kw ， =365 r/min ，=4，=372.84 nm選擇齒輪材料，熱處理，齒面硬度，精度等級及齒數(shù):小齒輪：45鋼 表面調(diào)質處理 齒面硬度220hbs大齒輪：45鋼 表面正火， 齒面硬度 190hbs初

11、步估計齒輪線速度v6m/s選8級精度參考機械基礎201頁表1151） 許用接觸應力，按中等質量參考，機械基礎200頁表113得485mpa2） 小齒輪轉矩 t19550p1/n1=14.25/365=372.84n/m3） 齒寬系數(shù) 單級減速器中齒輪相對軸承對稱布置，由于是軟齒面的閉式齒輪傳動，參考機械基礎200頁114選取1.54） 載荷系數(shù)k 因載荷有中等沖擊參考機械基礎203頁表116取k1.55） 按齒面接觸疲勞強度設計 計算小輪直徑d1 =71.5mm1） 選擇齒輪齒數(shù)模數(shù) 選擇小齒輪數(shù)z124，則小齒輪z224*496 m=d1/z1=2.98機械基礎p193表111取標準模數(shù)m=

12、32） 計算主要幾何尺寸 分度圓d1=mz1=324=70mm d2=mz2=396=276mm 中心距am(z1+z2)/2=3(24+96)/2=180mm 齒寬b2= d1=1.572=108mm b1=b2+(510)=112mm 按中等質量參考機械基礎p200表113310mpa =290mpa參考機械基礎p204表118得 =2.65 =2.212 =1.5 =1.781) 齒根許用彎曲應力=2kt/bz1.=(21.5372.842/108924)2.651.59=202mpa= . =2022.2121.78/2.651.59=188mpa滿足彎曲強度要求 估計軸的毛坯直徑d1

13、00mm使用強度韌性中等的重要軸參考機械基礎p259表1416選45號鋼，正火處理，強度極限=600mpa,屈服極限=300mpa,1）主動軸查教材機械基礎p263表1419得，c=118，參考機械基礎p262式146， =40.03mm若考慮鍵槽直徑增大10%15%取d1min=45mm2）從動軸=62.46 mm若考慮軸端有兩個鍵槽直徑增大10%15%，選擇標準直徑=70 mm 根據(jù)軸上零件的結構定位，裝配關系軸向寬度及零件間的相對位置等要求參考機械設計課程設計p17表41，p23圖410初步設計減速器裝配草圖1最小安裝大帶輪的端d11=dmin=45mm滾動軸承處軸承及端蓋得為55mm5

14、9mm滾動軸承選6211其尺寸為ddb=5510021參考機械設計課程設計p99表121齒輪處軸由于小齒輪直徑較小采用齒輪軸d=m(z+2ha)=3*(24+2)=78mm 軸承處軸段d15=d13=59mm軸承處軸段d16=d12=55mm由大帶輪的轂孔寬度b40mm確定38mm由箱體結構軸承端蓋確定107mm由滾動軸承等確定10mm，由裝配關系確定112mm由齒輪寬確定4mm裝配關系確定=28mm滾動軸承處軸段90mm滾動軸承選6218其尺寸為ddb=9016030軸環(huán)根據(jù)齒輪的軸向定位要求120mm低速級大齒輪軸段100mm滾動軸和處軸段90mm密封處軸段根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求以及密封

15、圈的標準85mm安裝聯(lián)軸器的外伸端dmin=70mm由滾動軸承擋油盤及裝配關系確定57mm軸環(huán)寬度設計為10mm由大齒輪寬度b2108mm確定112mm由滾動軸承擋油盤及裝配關系等確定63mm由箱體結構軸端蓋，裝配關系確定63mm由聯(lián)軸器的轂孔寬l1107mm確定105mm參考機械基礎p202直齒圓柱齒輪式圓周力= 參考機械基礎p193式115得d=mz得分度圓d1=324=72mm1） 計算齒輪受力： 轉矩t9.551000000.p/n955000014.25、365372.842n.m 圓周力= =2372.842/72=10.358n.m徑向力=10.358tan20*=3770n2)

16、軸強度校核：. 求支反力： 水平支反力水平面彎矩校核 水平面彎矩垂直面彎矩=641922.5123040n.m=危險載面的當量彎矩參考機械基礎p266例題=nmm校核危險載面的直徑參考機械基礎264表142155mpa則增大3%則d36.6mm因結構設計軸徑為45mm故滿足強度條件。 由高速軸的細部結構并參考機械設計課程設計87頁表101選定高速軸皮帶輪處鍵為b*h-l=14*9-36(t=5.5mm r=0.3mm) 標記為：鍵14*36gb/t1096-1979由低速軸細部結構并參考機械設計課程設計87頁表101選定低速軸大齒輪處鍵為b*h-l=28*16-100(t=10mm r=0.5

17、mm)標記為：鍵28*100gb/t10961979低速軸聯(lián)軸器處鍵選定為：b*h-l=20*12-100(t=7.5mm r=0.5mm)標記為：鍵20*100gb/t10961979高速軸皮帶輪處鍵的校核d=45mm 鍵的工作長度 =lb=3614=22鍵的接觸高度k=0.5h=0.5*9=4.5mm傳遞轉矩t=354nm參考機械設計故此間符合使用要求。由于低速軸上兩鍵在同一軸上，傳遞轉矩相同所以只需校核短鍵即可，低速軸d=100mm 鍵工作長度=lb=10028=72 鍵的接觸高度k=0.5h=0.5*16=8mm 鍵的傳遞轉矩t=98.17n.m=100mpa故符合使用要求。根據(jù)載荷及

18、速度情況，擬選用球軸承在軸的設計中軸承選為6218其參數(shù)參考機械設計課程設計99頁121得 由于則查機械基礎251頁表1410 149得x=1 y=0 查機械課程設計對于球軸承軸承壽命故軸承符合使用要求。根據(jù)載荷及速度情況，擬選用球軸承在軸的設計中軸承選為6210其參數(shù)參考機械設計課程設計99頁121得 由于則查機械基礎251頁表1410 149得x=1 y=0 軸承壽命軸承符合使用要求。根據(jù)工作要求，為了緩和沖擊保證減速器正常工作，輸出軸選用彈性軸銷聯(lián)軸器?？紤]到轉矩變化很小取則按照計算轉矩小于聯(lián)軸器公稱轉矩的條件，查標準gb/t50141985選用hl6型彈性軸銷聯(lián)軸器，其公稱轉矩為315

19、0n.m孔徑70mm l=142mm 許用轉速為2100r/min故適用。標記為：hl6聯(lián)軸器（1）齒輪v=2.122m/s12m/s,應用噴油潤滑，但考慮成本及需要選用浸油潤滑。（2）軸承采用脂潤滑（1）齒輪潤滑選用150號機械油（gb 443-1989）最低最高油面距（大齒輪）10-20mm，需要油量1.5l左右。（2）軸承潤滑選用2l-3型潤滑脂（gb 7324-1987）用油量為軸承間隙的1/31/2為宜。（1）箱座與箱蓋凸緣接合面的密封，選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法。（2）觀察孔和油孔等處接合面的密封，在與機體間加石棉橡膠紙、墊片進行密封。（3）軸承孔的密封，悶蓋和透蓋作密封與

20、之對應的軸承外部，軸的外伸端與透蓋間的間隙，由于v3m/s，故選用半粗半毛氈加以密封。（4）軸承靠近機體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M入軸承內(nèi)部。十.設計小結課程設計是機械設計當中的非常重要的一環(huán)，本次課程設計時間不到兩周略顯得倉促一些，還好老師在上課期間就有意的結合課程設計來上課，并且在上課期間就已把課程設計中的大部分計算弄出來了。由于理論知識的不足，再加上平時沒有什么設計經(jīng)驗，一開始的時候有些手忙腳亂，不知從何入手。在老師的諄諄教導，和同學們的熱情幫助下，我克服了重重困難。深知完美總是可望而不可求的，不在同一個地方跌倒兩次才是最重要的。抱著這個心理我一步步走了過來，最終完成了我的任務

21、。在設計的過程中，遇到了許多問題，幸好都 能改正或有所改良。在設計齒輪模數(shù)時，因所用的材料是表面正火的45鋼，因此所算出的模數(shù)較小，但為了方便，用了較大有模數(shù)，從而導致校校核時遠小于許用極限值，缺乏經(jīng)濟性、實用性。除此之外，在我設計減速器的裝配草圖時我沒有太注意箱體的相關尺寸，致使我設計的箱體出現(xiàn)了較大的結構錯誤，間接導致了我以后的裝配圖的步履維艱。我所算出的中心距為95mm，過于小，在選用軸承端蓋時，一昧的參照參考書上的例子，選用凸緣式軸承蓋，因位置不夠導致兩軸承蓋部分重合在一起。后來在老師的指導下,我找到了問題所在之處,將之解決了.同時我還對一級閉式圓柱齒輪減速器結構分析有了更進一步的了解

22、。雖然種種困難我都已經(jīng)克服，但是還是難免我有些疏忽和遺漏的地方。在設計過程中培養(yǎng)了我的綜合運用機械設計課程及其他課程理論知識和利用生產(chǎn)時間知識來解決實際問題的能力，真正做到了學以致用。在此期間我我們同學之間互相幫助，共同面對機械設計課程設計當中遇到的困難，培養(yǎng)了我們的團隊精神。在這些過程當中我充分的認識到自己在知識理解和接受應用方面的不足，特別是自己的系統(tǒng)的自我學習能力的欠缺，將來要進一步加強，今后的學習還要更加的努力。本次課程設計不僅僅是對自己所學的知識的一次系統(tǒng)總結與應用，還是鍛煉我的耐力和意志力的過程。因為課程設計過于難，我和幾個同學在教室都曾通宵畫圖。 另外，通過每天都過得很充實的課程設計，從中得到的收獲還是非常多的。參考資料：1.教材機械基礎。 。3.機械