一級閉式圓柱齒輪減速器 機械課程設(shè)計

1、精密機械課程設(shè)計題目：一級閉式圓柱齒輪減速器 指導(dǎo)老師：李雪梅 設(shè)計人:黎金輝 學(xué)號：設(shè)計日期：09-7-5-09-7-15目 錄設(shè)計任務(wù)書3傳動方案的擬定及說明5電動機的選擇5計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)7傳動零件的設(shè)計計算-齒輪設(shè)計9軸的設(shè)計與校核計算14滾動軸承的選擇及計算23鍵聯(lián)接的選擇及校核計算25聯(lián)軸器的選擇27箱體的選擇28減速器附件的選擇29潤滑與密封30設(shè)計小結(jié)31參考資料目錄32精密機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目：設(shè)計用于帶式運輸機的傳動裝置二、設(shè)計要求：帶式運輸機連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，空載啟動，運輸帶速允許誤差為5%。使用期限為10年，大修期三年，小批量生產(chǎn)，

2、兩班制工作。三、 設(shè)計方案1-電動機 2-聯(lián)軸器3-一級圓柱齒輪減速器 4-開式齒輪傳動 5-卷筒 6-運輸帶 數(shù)據(jù)組編號A4運輸帶卷筒所需功率P(KW)3.5運輸帶卷筒工作轉(zhuǎn)速n (r/min)76卷筒中心高H (mm)300四、設(shè)計數(shù)據(jù)五、設(shè)計任務(wù) 減速器裝配圖1張（A1圖紙）； 零件工作圖2張（大齒輪、軸，A3圖紙）； 設(shè)計計算說明書1份，60008000字。說明書內(nèi)容應(yīng)包括：擬定機械系統(tǒng)方案，進行機構(gòu)運動和動力分析，選擇電動機，進行傳動裝置運動動力學(xué)參數(shù)計算，傳動零件設(shè)計，軸承壽命計算、軸（許用應(yīng)力法和安全系數(shù)法）、鍵的強度校核，聯(lián)軸器的選擇、設(shè)計總結(jié)、參考文獻、設(shè)計小結(jié)等內(nèi)容。六、設(shè)

3、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(shè)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設(shè)計計算依據(jù)和過程傳動方案的擬定及說明合理的傳動方案首先應(yīng)滿足工作機的性能（例如傳遞功率、轉(zhuǎn)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(yīng)。同時還要求工作可靠，結(jié)構(gòu)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重要環(huán)節(jié)由題目所知傳動機構(gòu)類型為：一級閉式圓柱齒輪減速器。故只要對本傳動機構(gòu)進行分析論證。本傳動機構(gòu)的

4、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(jié)構(gòu)較簡單，中心距較小，兩軸的徑向尺寸相對較大。第一部分 電動機選擇1.電動機類型的選擇： Y系列(IP44)封閉式三相異步電動機2.確定電動機的功率和型號：聯(lián)軸器效率：圓柱齒輪傳動效率：開式齒輪傳動效率：滾動軸承傳動效率 （一對）：傳動卷筒效率 由參考書機械設(shè)計課程設(shè)計王積森，王旭，表11-9查得： =0.99（齒式聯(lián)軸器）, =0.98(7級精度), =0.95, =0.99(球軸承)，=0.96（1）傳動裝置的總效率：=.=0.990.990.980.950.990.990.990.990.96=0.841（2）計算電動

5、機所需功率 =P/=3.5/0.841=4.16 KW (3)確定電動機額定功率=(11.3) =(11.3)4.16=4.165.408KW選擇電動機的額定功率=5.5 kw (4)確定電動機轉(zhuǎn)速 按參考書機械設(shè)計課程設(shè)計表11-9 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(zhuǎn)速的可選范圍為：= n筒=（620）76=4561520r/min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、和1500r/min。 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)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

6、速器的傳動比，可見第2方案比較適合，則選n=1000r/min 。 （5）確定電動機型號 由所選的電動機的類型，結(jié)構(gòu)，容量和同步轉(zhuǎn)速n查參考書1表18-3確定電動機型號為Y132M2-6其主要性能：額定功率：5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速960 r/min。電動機具體參數(shù)如下：電機型號功率P/kW滿載轉(zhuǎn)速nr/min電流/A效率（%）功率因素額定轉(zhuǎn)矩Nm堵轉(zhuǎn)電流/A堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Nm最大轉(zhuǎn)矩Nm凈重/KgY132M2-65.596012.685.30.782.06.52.02.081具體外型尺寸見參考書機械設(shè)計課程設(shè)計，p352表20-6第二部分 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

7、動比 (1)總傳動比：=960/76=12.63 (2)分配各級傳動比 =. ,取=3.5，=/ =12.63/3.5=3.61 2計算傳動裝置的運動參數(shù)及動力參數(shù)（1）各軸轉(zhuǎn)速軸1：=n=960 r/min軸2：=/=960/3.5=274.3 r/min軸3：=/=374.3/3.61= 76r/min卷筒軸: =76 r/min(2)各軸功率軸1： = =4.160.99=4.118 kW軸2：=.=4.0790.980.990.99=3.955kW軸3：=3.9550.950.99=3.720 kW卷筒軸：=3.7200.990.99=3.646 kW （3）計算各軸轉(zhuǎn)矩（N;m） T

8、1=9550/=95504.118/960 = 40.97 Nm T2=9550/=95503.955/274.3= 137.70 NmT3=9550/=95503.7205/76= 467.45 NmT4=9550/=95503.646/76= 458.15 Nm將運動和動力參數(shù)計算結(jié)果進行整理并列于下表：參數(shù)軸 名電動機軸軸1軸2軸3卷筒軸轉(zhuǎn)速n/r min960960274.37676功率P/kW4164118391836853611轉(zhuǎn)矩T/N m40.9740.97137.70467.75458.15傳動比i13.53611效率 099096094098第三部分 傳動零件的設(shè)計計算 齒

9、輪設(shè)計及結(jié)構(gòu)說明以高速級齒輪傳動為基準(zhǔn)進行兩對齒輪選擇和校核設(shè)計已知：傳遞功率=4.118 kw ， =960 r/min ，=3.5，=40.97 Nm選擇齒輪材料，熱處理，齒面硬度，精度等級及齒數(shù):一、大小齒輪均采用硬齒面小齒輪：45鋼 表面淬火 齒面硬度50HRC大齒輪：45鋼 表面淬火 齒面硬度 50HRC 由教材機械設(shè)計基礎(chǔ)表111，取：接觸疲勞強度極限和彎曲疲勞強度極限=1150 Mpa,=700 Mpa; =1120 Mpa,=680 Mpa.安全系數(shù) =1.2,=1.4=/=1150/1.2=958.3 Mpa =/=1120/1.2=933.3 Mpa =/= 700/1.4

10、=500 Mpa =/=680/1.4=485.7 Mpa由于選用閉式硬齒面?zhèn)鲃?，因此，采用彎曲疲勞強度設(shè)計，接觸疲勞強度校核的設(shè)計方法。二、按齒面彎曲疲勞強度設(shè)計（1）選載荷系數(shù)K 由原動機為電動機，工作機為帶式輸送機，載荷平穩(wěn)，齒輪在兩軸承間對稱布置。查教材機械設(shè)計基礎(chǔ)表113 取K=1.1(2)計算齒數(shù)比u u=/=/=960/274.3=3.5(3)查教材機械設(shè)計基礎(chǔ)表116 選擇齒寬系數(shù)=0.8(4)初選螺旋角=(5)齒數(shù)取=20，則=3.520=70(6)齒形系數(shù)=/=22.19，=/=77.67查教材機械設(shè)計基礎(chǔ)圖11-8 和11-9，齒形系數(shù)=2.85，=1.58;=2.23,

11、=1.76=2.851.58/500=0.0091=2.231.76/485.7=0.00808因為故應(yīng)對小齒輪進行彎曲強度計算。 (7)法向模數(shù) =1.33mm由表41并結(jié)合實際情況， 取=2mm三.按齒面接觸疲勞強度校核查教材機械設(shè)計基礎(chǔ)公式118，=1882.5=623.48Mpae=0.43由表16-11查得X=0.44所以=0.44745.6+1.4655.79=1246.17N即軸承在=745.6N 和=655.79N作用下的使用壽命，相當(dāng)于在純徑向載荷為1246.17N作用下的使用壽命。（2）計算軸承壽命查教材表168各表169得：=1，=1.2,對于球軸承，取=3 由參考書2中

12、公式15-5得= =63166.3h58400h預(yù)期壽命為 :10年，兩班制預(yù)期壽命足夠。二計算從動軸軸承 從動軸軸承選擇7209C。根據(jù)設(shè)計條件，軸承的預(yù)期壽命為：前面已算得徑向負荷=705.6N , =620.58N,=274.3r/min查參考書機械設(shè)計課程設(shè)計表183得基本額定動負荷動載荷=38.5kN 靜載荷=28.5kN B=19mm, D=85mm,d=45mm， /=620.58/(28.51000)=0.0218,取e=0.38,Y=1.47（1）計算當(dāng)量動負荷由教材機械設(shè)計基礎(chǔ)中的公式164得=0.88e由表16-11查得X=0.44所以=0.44705.6+1.47620

13、.58=1222.7N即軸承在=705.6N 和=620.58N作用下的使用壽命，相當(dāng)于在純徑向載荷為1222.7N作用下的使用壽命。(2）計算軸承壽命查教材表168各表169得：=1，=1.2,對于球軸承，取=3 由參考書2中公式15-5得= =.4h58400h預(yù)期壽命為 :10年，兩班制預(yù)期壽命足夠。第六部分 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算查教材機械設(shè)計基礎(chǔ)表109（1） 主動軸外伸端d=20mm，考慮到鍵在軸中部安裝，故選用鍵632 GB/T 10962003，b=6mm,h=6mm,L=32mm,.選擇45號鋼，由表1010，其許用應(yīng)力=100Mpa由1026 公式 =440.971000/

14、（20632）=42.68Mpa=100Mpa則強度足夠，合格。（2） 從動軸外伸端d=30mm，考慮到鍵在軸中部安裝，故選用鍵835 GB/T 10962003，b=8mm,h=7mm,L=35mm,.選擇45號鋼，由表1010，其許用應(yīng)力=100Mpa由1026 公式 =4137.71000/(30735)=74.93Mpa=100Mpa則強度足夠，合格。（3） 與齒輪聯(lián)接處d=50mm，考慮到鍵在軸中部安裝，故同一方位母線上，選用鍵826 GB/T 10962003，b=8mm,h=7mm,L=25mm,.選擇45號鋼，由表1010，其許用應(yīng)力=100Mpa由1026 公式 =4137.

15、71000/(50825)=55.08Mpa=100Mpa則強度足夠，合格。歸納為：軸的直徑d（mm）鍵的公稱尺寸（mm）軸槽深t（mm）轉(zhuǎn)矩T（Nm）極限應(yīng)力（MPa）主動軸外伸端203.540.9742.68從動軸外伸端304.0137.774.93齒輪聯(lián)接處504.0137.755.08由于鍵采用靜聯(lián)接，沖擊輕微，所以許用擠壓應(yīng)力為，所以上述鍵皆安全。第七部分 聯(lián)軸器的選擇：彈性套柱銷聯(lián)軸器具有一定補償兩軸線相對偏移和減振緩沖能力，適用于安裝底座剛性好，沖擊載荷不大的中、小功率軸系傳動，可用于經(jīng)常正反轉(zhuǎn)、起動頻繁的場合，工作溫度為-C。由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮裝拆方

16、便及經(jīng)濟問題，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器 K=1.3，=95501.34.118/960=53.256 Nm選用TL4 GB/124581990彈性套柱銷聯(lián)軸器，公稱尺寸轉(zhuǎn)矩=63（Nm），10箱蓋肋厚0.856.8箱座肋厚0.858.5第九部分 減速器附件的選擇一、軸承端蓋嵌入式軸承端蓋主動軸從動軸透蓋悶蓋透蓋悶蓋軸承外徑D6285O型橡膠密封圈內(nèi)徑d1 截面直徑d2數(shù)量403.552303.552202.642625.32855.32二其它附件名稱功用數(shù)量材料規(guī)格螺栓安裝端蓋4 5.6級M1260 GB/T5782螺栓聯(lián)接機箱、機座35.6級M840 GB/T5782螺栓固定機座45.6級M16

17、45 GB/T5782螺栓固定視孔蓋48.8M610 GB/T5782銷定位235鋼GB/T 119.1 A628墊圈調(diào)整安裝365MnGB/T 93 8墊圈調(diào)整安裝465MnGB/T 93 12螺母固定安裝45級M12 GB/T 6170-2000螺母固定安裝35級M8 GB/T 6170-2000油標(biāo)測量油面高度1組合件通氣器透氣1Q235啟蓋螺釘15.6級GB/T 5782第十部分 減速器潤滑密封一.潤滑方式（1）齒輪V=2.122m/s12m/s,應(yīng)用噴油潤滑，但考慮成本及需要選用浸油潤滑。（2）軸承采用脂潤滑二.潤滑油牌號及用量（1）齒輪潤滑選用150號機械油（GB 443-1989

18、）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。三.密封形式（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之對應(yīng)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。 第十一部分 設(shè)計小結(jié)課程設(shè)計是機械設(shè)計當(dāng)中的非常重要的一環(huán)，本次課程設(shè)計時間不到兩周略顯得

19、倉促一些，還好老師在上課期間就有意的結(jié)合課程設(shè)計來上課，并且在上課期間就已把課程設(shè)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(shè)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(dǎo)，和同學(xué)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(wù)。在設(shè)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(shè)計齒輪模數(shù)時，因所用的材料是表面淬火的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(dǎo)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(shè)計減

20、速器的裝配草圖時我沒有太注意箱體的相關(guān)尺寸，致使我設(shè)計的箱體出現(xiàn)了較大的結(jié)構(gòu)錯誤，間接導(dǎo)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?qū)е聝奢S承蓋部分重合在一起。后來在老師的指導(dǎo)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(jié)構(gòu)分析有了更進一步的了解。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(shè)計過程中培養(yǎng)了我的綜合運用機械設(shè)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(xué)以致用。在此期間我我們同學(xué)之間互相幫助，共同面對機械設(shè)計課

21、程設(shè)計當(dāng)中遇到的困難，培養(yǎng)了我們的團隊精神。在這些過程當(dāng)中我充分的認識到自己在知識理解和接受應(yīng)用方面的不足，特別是自己的系統(tǒng)的自我學(xué)習(xí)能力的欠缺，將來要進一步加強，今后的學(xué)習(xí)還要更加的努力。本次課程設(shè)計不僅僅是對自己所學(xué)的知識的一次系統(tǒng)總結(jié)與應(yīng)用，還是鍛煉我的耐力和意志力的過程。因為課程設(shè)計過于難，我和幾個同學(xué)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(shè)計，從中得到的收獲還是非常多的。參考資料：1.教材機械設(shè)計基礎(chǔ)楊可楨 程光蘊 李仲生主編，高等教育出版社，2006年第5版。 2.機械設(shè)計綜合課程設(shè)計王之櫟 王大康 主編，機械工業(yè)出版社，2003年。3.機械設(shè)計課程設(shè)計王程森 王旭

22、 主編，機械工業(yè)出版社，2003年。4.機械制圖大連理工大學(xué)工程畫教研室 編，高等教育出版社，2003年8月第5版。5.機械設(shè)計課程設(shè)計孫巖 陳曉羅 能涌 主編，北京理工大學(xué)出版社，2007年第1版。計算結(jié)果電動機類型：Y系列(IP44)封閉式三相異步電動機傳動裝置的總效率：=0.841 電動機所需功率：=4.16 KW電動機額定功率：=5.5 kw電動機型號：Y132M2-6總傳動比： =12.63各級傳動比=3.5= 3.61各軸轉(zhuǎn)速：=960r/min =274.3 r/min=76r/min=76r/min各軸功率：=4.118 kW=3.955 kW=3.720 kW=3.646 kW各軸轉(zhuǎn)矩T1= 40.97 NmT2=137.70 NmT3=467.45 NmT4=458.15 Nm小齒輪：45鋼 表面淬火 50HRC大齒輪：45鋼 表面淬火 50HRC=1150Mpa = 700Mpa;=1120 Mpa = 680 Mpa.=1.2=1.4=958.3 Mpa=933.3 Mpa=500 Mpa=485.7Mpa齒數(shù)比：u=3.5齒寬系數(shù)：=0.8螺旋角：=齒數(shù):=20=70=0.00