我的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)__單級(jí)圓柱齒輪減速器說明書王超教材

1、任務(wù)書第一章 緒論1.1傳動(dòng)方案的分析與擬定 3第二章 減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算2.1電動(dòng)機(jī)類型及結(jié)構(gòu)的選擇 42.2電動(dòng)機(jī)選擇 42.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 42.4確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配級(jí)傳動(dòng)比 52.5動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 5第三章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算減速器外部零件的設(shè)計(jì)計(jì)算-普通V形帶傳動(dòng) 7第四章 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1直齒圓柱齒輪 84.2 齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1 按照接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算84.2.2 按齒根彎曲接觸強(qiáng)度校核計(jì)算 94.2.3 齒輪幾何尺寸的確定 94.3齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9第五章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1輸入軸的設(shè)計(jì) 115.2輸出軸的設(shè)計(jì) 135.3軸強(qiáng)度的校核

2、 16第六章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1軸承的選擇及校核 176.2鍵的選擇計(jì)算及校核 186.3聯(lián)軸器的選擇 18第七章減速器潤滑、密封7.1潤滑的選擇確定 197.1.1潤滑方式 197.1.2潤滑油牌號(hào)及用量 197.2密封的選擇確定 19第八章減速器附件的選擇確定19第九章箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 20參考文獻(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸上的單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器題目數(shù)據(jù)：組號(hào)3運(yùn)輸帶工作拉力F/ (KN )3運(yùn)輸帶速度 V (m/s)1.5卷筒直徑D/(mm)400運(yùn)輸帶允許速度誤差為5%設(shè)計(jì)任務(wù)要求:1. 減速器裝配圖紙一張（2號(hào)圖紙）一張2. 軸、齒輪零件圖紙各一張（3號(hào)圖紙）兩

3、張3. 設(shè)計(jì)說明書一分一份第一章緒論1.1設(shè)計(jì)目的本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用了兩級(jí)傳動(dòng)， 第一級(jí)傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，第二級(jí)傳動(dòng)為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。帶傳動(dòng)承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過 載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可緩和沖擊和振動(dòng)，故布置在傳動(dòng)的高速級(jí)，以降低傳遞的轉(zhuǎn) 矩，減小帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸。齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現(xiàn)代 機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計(jì)采用的是單級(jí)直齒輪傳動(dòng)。減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用 HT200灰鑄鐵鑄造而成。2、傳動(dòng)方案的分析與擬定1、工作條件：使用年限10年，工作為一班工作

4、制，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作2、原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=27000N;帶速 V=1.5m/s；滾筒直徑D=400mm；3、方案擬定：采用V帶傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)的組 合，即可滿足傳動(dòng)比要求，同時(shí)由于 帶傳動(dòng)具有良好的緩沖，吸振性能， 適應(yīng)大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩工況要求，結(jié)構(gòu)簡單， 成本低，使用維護(hù)方便。1帶傳動(dòng)1圖1帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)簡圖計(jì)算及說第二章減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算2.1電動(dòng)機(jī)類型及結(jié)構(gòu)的選擇本減速器設(shè)計(jì)為水平剖分，選用丫系列三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉臥式結(jié)構(gòu)。2.2電動(dòng)機(jī)選擇(一) 工作機(jī)的功率PwPFV/IOOO 帶=30000X1.5/1000 (X95=4.74kw(二) 總效率 總總=帶齒輪聯(lián)軸

5、器 軸承=0.96 X 0.98X 0.99 X 0.9952=0.91電動(dòng)機(jī)額定 功率Ped = 7.5kw(三) 所需電動(dòng)機(jī)功率PdPd 二 Pw/ 總二 4.74/0.91 二 5020 ( KW )Pn =1.2巳=6.024(KW)2.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒工作轉(zhuǎn)速為：n 卷筒=60X1000 V/ ( n-)D =95.54 r/min根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)P7表2-3推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比i齒=36范圍。取V帶傳動(dòng)比i帶=24。則總傳動(dòng)比理論范圍為：i總=624。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范為nd = i總 X nw =573.241910.8 r/min則符合

6、這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有：750、1000和1500r/min綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和帶傳動(dòng)、減速器傳動(dòng)比，因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為丫160M-6 , n滿=971 r/min。2.4確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配級(jí)傳動(dòng)比1、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n滿和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n i可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為：i總=口滿 / n I =971/127.4=7.62選定電動(dòng)機(jī) 型號(hào)為Y160M-62、分配各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比：總傳動(dòng)比等于各傳動(dòng)比的乘積i總=i i齒取i帶=2.5 （普通 V帶i=24）因?yàn)椋篿總=i帶i齒所以：i齒=i總/ i60) =3.14 X25971/100

7、0 80=6.18m/s介于525m/s范圍內(nèi)，故合適大帶輪基準(zhǔn)直徑 d2=n1/n2 1=2.5 25=315mmd仁 125mm3、確定帶長和中心距a：d2=315mm0.7 (d1+d2) a0W2(dl1+d2)0.7 X( 112+280) a0125+315)861.3mm120 小輪包角合適=900mm5、確定帶的根數(shù)P小輪包角合由式z-c確定V帶根數(shù)，適(R +AR叫心查 6- 3 表得 p = 1.18kW，查 6-7 表得 AR = 0.11kW查 6- 2 表得 Kl = 0.99，a = 0.89則 Z=PC/(P0+AP0) - Kl Ka=2.71/(0.97+0.

8、11) X0.99 X.89=2.47故要取3根A型V帶選3根V帶計(jì)算及說明結(jié)果第四章齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1直齒圓柱齒輪小齒輪為40Gr鋼調(diào)按輸入的轉(zhuǎn)速388 r/min，傳動(dòng)比3計(jì)算，傳動(dòng)功率7.5kw,連質(zhì)，齒面硬續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)來計(jì)算。度為(1)選定齒輪材料、熱處理方式和精度等級(jí)250HBS因載荷平穩(wěn)，小齒輪選硬齒面，大齒輪選軟齒面，小齒輪的大齒輪為材料為40Gr鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS,大齒輪選用45號(hào)鋼45號(hào)鋼正正火，齒面硬度為220HBS?；?，齒面硬齒輪精度初選8級(jí)度為220HBS(2)初選齒數(shù)和齒寬系數(shù)。Z仁28 Z2=Z1 i1=28 3=84取 書 d=1滑動(dòng)率及修正

9、： =-1 (d2nII)/d2n滿=0%帶實(shí)際傳動(dòng)比：i=d2/d1 (1- )=2.5從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速：nil =n滿/ i=388Z仁28Z2=84修正后齒輪傳動(dòng)比：i=3i十=2 5輸入轉(zhuǎn)矩為49.37 N m1帶厶Q傳動(dòng)比誤差：=(3.02-4) /3=0.5%符合誤差要求i齒=34.2齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩為49.37 N m 確定各參數(shù)值：1.載何系數(shù)因K取值在1.2-2.4之間，由于載何平穩(wěn)，取 K=1.22.許用應(yīng)力：(T Hlim仁710MPac Hlim2=570Mpa(T Flim仁245MPac Flim2=195Mpa按一般可靠

10、要求取安全系數(shù)為 SF-1.25 SF-1.1, 則許用接觸應(yīng)力c H1 = c Hlim1/SF=710/1.1=645MPac H2 = c Hlim2/SF=570/1.1=518MPac H 許用齒根彎曲應(yīng)力c F1 = c Flim1/SF=188MPa=518Mpac F2 = c Flim2/SF=150MPac F取兩式計(jì)算中的較小值，即c H=518Mpa c F=150MPa=150MPa3.計(jì)算小齒輪分度圓直徑齒數(shù)比卩=84/24=4卩=4計(jì)算及說明結(jié)果d1 76.63kT1 u +11 、2W d uJ TH將數(shù)值帶入上述公式可知：d12283.4mm4.確定模數(shù)和齒寬

11、m=d1/Z 仁83.6/28=2.988取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值m=3m=34.2.2按齒根彎曲接觸強(qiáng)度校核計(jì)算升=2KTiYfsY 3=1.5輪緣內(nèi)徑：D2=208mm腹板厚度：c=15mm腹板中心孔 直徑：D0=168mm腹板孔直徑do=32mm齒輪倒角：n=1.5計(jì)算及說明結(jié)果第五章軸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1輸入軸的設(shè)計(jì)齒輪軸選用45號(hào)鋼調(diào) 質(zhì)，硬度217255HBS(1) 小齒輪材料用40Gr鋼，調(diào)質(zhì)，(T b=750MPa；(2) 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，硬度217255HBS軸的輸入功率為P =4.18kw轉(zhuǎn)速為 n1=388r/min根據(jù)課本查表計(jì)算取 a=79mm b=49mm

12、c=49mmIP；418dX117 327.7mm m 388考慮有一個(gè)鍵槽，將直徑增大5%,d=30mm貝U d=19.29 (1+5%)mm=29.09mm圓整為 30mm以上計(jì)算的軸徑作為輸入軸外伸端最小直徑。(3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸上零件的定位、固定和裝配單級(jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分 布，齒輪左面、右面均由軸肩軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合 固定，兩軸承分別和軸承端蓋定位，采用過渡配合固定。計(jì)算及說明結(jié)果(4)求齒輪上作用力的大小、方向 小齒輪分度圓直徑：d仁84mm 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T1 =1.02 X03 N-mm 求圓周力：Ft3Ft=2Td1=2X

13、1.02 X03/50=2439N的求徑向力FrFr=Ft - tan243=Xan20=887N圓周力：Ft=2439N徑向力:Fr=887N5.2輸出軸的的設(shè)計(jì)按扭矩初算軸徑大齒輪材料 用45鋼，正 火，c b=600Mpa， 硬度217255HBSd=45mm大齒輪材料用45鋼，正火，c b=600Mpa,硬度217255HBS 大齒輪軸軸徑的初算：大齒輪軸的轉(zhuǎn)速較低，受轉(zhuǎn)矩較大， 故?。篊=117dX：3 P2 =117 3 3.97 -36.64mmri2V 129.3考慮有兩個(gè)鍵槽，將直徑增大10%，則 d=30.43 (1+10%)mm=42.35mm圓整為 45mm以上計(jì)算的軸

14、徑作為輸出軸外伸端最小直徑(2) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的零件定位、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) 稱分布，該設(shè)計(jì)潤滑方式是油潤滑，箱體四周開有輸油溝，齒輪 一面用軸肩定位，另一面用軸套定位，周向定位采用鍵和過渡配 合，兩軸承分別以軸承肩定位，周向定位則用過渡配合或過盈配 合，軸呈階梯狀，左軸承從左面裝入，齒輪、右軸承和皮帶輪依 次從右面裝入。(3) 求齒輪上作用力的大小、方向大齒輪分度圓直徑：d1=252mm作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T2 =836000N mm求圓周力：FtFt=2T2/d2=2 X836000/252=6369N求徑向力：FrFr=Ft - tan6

15、a6= Xa n20=2318N5.3軸強(qiáng)度的校核強(qiáng)度校核公式：(T e=M I總/Ww -科輸入軸：(1)軸是直徑為30的是實(shí)心圓軸，W=0.1d3=27000Nmm軸材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)，許用彎曲應(yīng)力為/=65MPa貝U(T e=M I總 /W=31.28 w -1q|= 65MPa故軸的強(qiáng)度滿足要求輸出軸：(1)軸是直徑為50的是實(shí)心圓軸，W=0.1d3=125000Nmm軸材料為45號(hào)鋼，正火，許用彎曲應(yīng)力為/=65MPa貝U(T e= M i2=6.35 w -1= 65MPa故軸的強(qiáng)度滿足要求圓周力：Ft=6369N徑向力：Fr=2318N輸入軸的強(qiáng) 度滿足要求輸出軸的強(qiáng) 度滿足要

16、求計(jì)算及說明結(jié)果第六章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1軸承的選擇及校核因軸轉(zhuǎn)速較高，且只承受徑向載荷，故選取深溝球軸承。根 據(jù)初算軸徑，考慮軸上零件軸向定位和固定，估計(jì)初裝軸承處的 軸徑并假設(shè)選用輕系列，查表定出滾動(dòng)軸承型號(hào)列表如下：軸號(hào)軸承型號(hào)基本尺寸 mmdDB1620630621626208408018小軸軸承型號(hào)為6206大軸軸承型號(hào)為6208根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命10年X365X24=87600小時(shí)1.小軸的軸承使用壽命計(jì)算小齒輪軸承選用 6206， Cr=19.5kNFr=622.83N教材表10-8查得fp =1.2徑向當(dāng)量動(dòng)載荷：Pr= fp *Frr=1.2 622.83=747

17、.396 N所以由式Cj=耳警，查表10-6可知ft=160 384鶴嚴(yán)卜聞1601.887600故滿足壽命要求小軸軸承滿 足壽命要求2.大軸的軸承使用壽命計(jì)算大軸承選用 6208， Cr=29.5kNFr=611.32N徑向當(dāng)量動(dòng)載荷：R= fp Frr=1.2 611.32=733.58 N所以由式Cj=P 3血“ ft，106，查表10-6可知ft=1Lh =10660 95.5229.5 000 譯733.58 丿=1134692187600h大軸軸承滿 足壽命要求故滿足壽命要求6.2鍵的選擇計(jì)算及校核1. 小軸上的鍵：Ft=1711.2N查手冊(cè)得，選用A型平鍵，得：A 鍵 8 40

18、GB1096-79 L=40mm h=7mm 根據(jù)式(T p=2T/(d k L)=2Ft/(k L)=24.45 MP系 100MPa故鍵強(qiáng)度符合要求2. 大軸卜的鍵：Ft =1679.6N查手冊(cè)選：A 鍵 12X34 GB1096-79 L=34mm h=8A 鍵 12X52 GB1096-79 L=52mm h=8 根據(jù)式(T pa=2 T i / (d h l) =2Ft/(k L)=24.7Mpa 100Mpa(T pc=2 T i/ (d h l) =2Ft/(k L)=16.15Mpa 100Mpa 故鍵強(qiáng)度符合要求6.3聯(lián)軸器的選擇在減速器輸出軸與工作機(jī)之間聯(lián)接用的聯(lián)軸器因軸的

19、 轉(zhuǎn)速較低、傳遞轉(zhuǎn)矩較大，又因減速器與工作機(jī)常不在同 一機(jī)座上，要求由較大的軸線偏移補(bǔ)償，應(yīng)選用承載能力 較高的剛性可移式聯(lián)軸器。查表得選用LT8型號(hào)的軸孔直徑為35的凸緣聯(lián)軸器，公稱轉(zhuǎn)矩 Tn=710 N m K=1.3選用LT8型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉(zhuǎn)矩Tn =710,采用 J型軸孔，A型鍵軸孔直徑d=4563,選d=56，軸孔長度L=71LT8型彈性套住聯(lián)軸器有關(guān)參數(shù)小軸上鍵 強(qiáng)度符合 要求大軸上鍵 強(qiáng)度符合 要求選用LT8型 凸緣聯(lián)軸器型號(hào)公稱 轉(zhuǎn)矩T/(N m)許用 轉(zhuǎn)速n/(r - min J )軸孔 直徑 d/mm軸孔 長度L/mm外徑D/mm材料軸孔類型鍵槽 類型LT871

20、030005671224HT200J型A型計(jì)算及說明結(jié)果第七章減速器潤滑、密封7.1潤滑的選擇確定7.1.1潤滑方式1. 齒輪V V 12 m/s,選用浸油潤滑，因此機(jī)體內(nèi)需要有足夠 的潤滑油，用以潤滑和散熱。同時(shí)為了避免油攪動(dòng)時(shí)泛起沉渣，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH不應(yīng)小于3050mm。對(duì)于單級(jí)減速器， 浸油深度為一個(gè)齒高，這樣就可以決定所需油量，單級(jí)傳動(dòng) ，每 傳遞 1KW需油量 Vo=O.350.7m3。2. 對(duì)于滾動(dòng)軸承來說，由于傳動(dòng)件的速度不高，選用飛濺 潤滑。這樣結(jié)構(gòu)簡單，不宜流失，但為使?jié)櫥煽?，要加設(shè)輸油溝。7.1.2潤滑油牌號(hào)及用量1. 齒輪潤滑選用AN150全系統(tǒng)損耗油，最低最高

21、油面距 1020mm，需油量為1.2L左右2軸承潤滑選用AN150全系統(tǒng)損耗油7.2密封的選擇與確定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觀察孔或螺塞與機(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封3軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對(duì)應(yīng)的軸承外部軸的外伸端與透蓋的間隙，由于選用的電動(dòng)機(jī)為低速、常 溫、常壓的電動(dòng)機(jī)，則可以選用毛氈密封。毛氈密封是在殼體圈 內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄漏間隙，達(dá)到密封的目的。毛氈具有天然 彈性，呈松孔海綿狀，可儲(chǔ)存潤滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，毛 氈又可以將潤滑油自行刮下反復(fù)自行潤滑。第八章減速器附件的選擇確定1、軸承端

22、蓋：HT150 參看唐曾寶編著的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) （第二版）的表14- 1根據(jù)下列的公式對(duì)軸承端蓋進(jìn)行計(jì)算：d0=d3+1mm； D0=D +2.5d3； D2=D0+2.5d3；e=1.2d3； e1 淘;m 由結(jié)構(gòu)確定； D4=D -（1015）mm； D5=D -3d3； D6=D -（2 4）mm； d1、b1由密圭寸尺寸確定；b=510， h=（0.81）b2、油面指示器：用來指示箱內(nèi)油面的高度。齒輪浸油潤 滑軸承油潤滑齒輪軸承均用 AN150全系統(tǒng)損耗 油結(jié)果計(jì)算及說明3、放油孔及放油螺塞：為排放減速器箱體內(nèi)污油和便于清洗箱 體內(nèi)部，在箱座油池的最低處設(shè)置放油孔，箱體內(nèi)底面做成斜面， 向放油孔方向傾斜12使油易于流出。4、窺視孔和視孔蓋：窺視孔用于檢查傳動(dòng)零件的嚙合、 潤滑及輪 齒損壞情況，并兼作注油孔，可向減速器箱體內(nèi)注入潤滑油。5、定位銷：對(duì)由箱蓋