二級(jí)圓柱齒輪減速器機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、19 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)目 錄1、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū).(2)2、總體設(shè)計(jì).(3)3.傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì).(5)4、軸的設(shè)計(jì)(9)5、滾動(dòng)軸承校核(13)7、鍵的選擇(15）8、滾動(dòng)軸承的選擇 (17)9、聯(lián)軸器的選擇 (18)10、箱體設(shè)計(jì).(19)11、潤(rùn)滑、密封設(shè)計(jì).(23)一、設(shè)計(jì)題目 1、設(shè)計(jì)題目帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器 2、系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如下圖所示 3、工作條件1、 單向運(yùn)轉(zhuǎn)，有輕微振動(dòng)，經(jīng)常滿(mǎn)載，空載啟動(dòng)，單班制工作（一天8小時(shí)），使用期限5年，輸送帶速度容許誤差為±5%。4、原始數(shù)據(jù) 題 號(hào)參 數(shù)3運(yùn)輸帶工作拉力F(kN)2000運(yùn)輸帶工作速度(m/mi

2、n)0.9卷筒直徑D(mm)300五、設(shè)計(jì)工作量：1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份2、減速器裝配圖1張3、減速器零件圖23張二、總體設(shè)計(jì)（一）、選擇電動(dòng)機(jī)1、選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，選用Y型三相交流異步電動(dòng)機(jī)。2、確定電動(dòng)機(jī)的功率1）計(jì)算工作所需的功率其中，帶式輸送機(jī)的效率。2）通過(guò)查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表10-1確定各級(jí)傳動(dòng)的機(jī)械效率：滾筒 =0.96；齒輪 =0.97；軸承 =0.99；聯(lián)軸器 =0.99?？傂?。電動(dòng)機(jī)所需的功率為：。由表機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)10-110選取電動(dòng)機(jī)的額定功率為3kW。3）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速選940r/min 和1420r/min兩種作比較。工作機(jī)的轉(zhuǎn)速：現(xiàn)將兩種

3、電動(dòng)機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較如下表所示方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kW滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速/傳動(dòng)比Y112M-62.294016.40Y100L1-42.2142024.78由上表可知方案的總傳動(dòng)比過(guò)大，為了能合理分配傳動(dòng)比，使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案。4）選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y112M-6。查表機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)10-111得電動(dòng)機(jī)外伸軸直徑D=28，外伸軸長(zhǎng)度E=60，如下圖所示。（二）、傳動(dòng)比分配根據(jù)上面選擇的電動(dòng)機(jī)型號(hào)可知道現(xiàn)在的總傳動(dòng)比i=16.40，高速級(jí)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)比，低速級(jí)齒輪傳動(dòng)比。（三）、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1、各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算2、各軸輸出功率計(jì)算3、各軸輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)如下表

4、所示參數(shù)軸名高速軸中間軸低速軸轉(zhuǎn)速940203.457.3功率2.182.092.01轉(zhuǎn)矩22.198.1335.0傳動(dòng)比i4.623.55三、傳動(dòng)零件的計(jì)算（一）、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1、選定高速級(jí)齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。1）輸送機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級(jí)精度足夠。2）通過(guò)查教材表11-1選擇小齒輪的材料為40MnB，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為241-286HBS，大齒輪為ZG35Si，調(diào)質(zhì)處理，硬度為241-269HBS，。3）選小齒輪齒數(shù)為Z1=26，則大齒輪齒數(shù)Z2=i1×Z1=26×4.62=120.12，取Z2=120，實(shí)際傳動(dòng)比。2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)

5、計(jì)公式（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)數(shù)值1）試選載荷系數(shù)K=1.52）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T2=22.1N·m=22100N·mm3）通過(guò)查教材表11-6選取齒寬系數(shù)0.84）通過(guò)查教材表11-4得彈性系數(shù)5）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力通過(guò)查教材表11-5，取（2）計(jì)算1）試計(jì)算小齒輪分度圓的最小直徑2）計(jì)算齒寬 ，取3）計(jì)算模數(shù) ，取m=1.5mm實(shí)際直徑4）驗(yàn)算彎曲疲勞強(qiáng)度通過(guò)查教材表11-5，取由圖11-8和11-9查得，則5）齒輪的圓周速度對(duì)照表11-2可知選用8級(jí)精度是合宜的。高速齒輪各參數(shù)如下表所示名稱(chēng)計(jì)算公式結(jié)果/mm模數(shù)m1.5壓力角齒數(shù)26120傳動(dòng)比i4.16分度圓直徑3

6、9180齒頂圓直徑42183齒根圓直徑35.25179.25中心距109.5齒寬3530（二）、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1、選定低速級(jí)齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。1）輸送機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級(jí)精度足夠。2）通過(guò)查教材表11-1選擇小齒輪的材料為40MnB，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為241-286HBS，大齒輪為ZG35Si，調(diào)質(zhì)處理，硬度為241-269HBS，。3）選小齒輪齒數(shù)為Z1=34，則大齒輪齒數(shù)Z2=i2×Z1=34×3.55=120.7，取Z2=120，實(shí)際傳動(dòng)比。2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)公式（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)數(shù)值1）試選載荷系數(shù)K=1.52）小齒輪傳

7、遞的轉(zhuǎn)矩T2=91.8N·m=98100N·mm3）通過(guò)查教材表11-6選取齒寬系數(shù)0.84）通過(guò)查教材表11-4得彈性系數(shù)5）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力通過(guò)查教材表11-5，?。?）計(jì)算1）試計(jì)算小齒輪分度圓的最小直徑2）計(jì)算齒寬 ，取3）計(jì)算模數(shù) ，取m=2實(shí)際直徑4）驗(yàn)算彎曲疲勞強(qiáng)度通過(guò)查教材表11-5，取由圖11-8和11-9查得，則5）齒輪的圓周速度對(duì)照表11-2可知選用8級(jí)精度是合宜的。低速齒輪各參數(shù)如下表所示名稱(chēng)計(jì)算公式結(jié)果/mm模數(shù)m2壓力角齒數(shù)34120傳動(dòng)比i3.53分度圓直徑70240齒頂圓直徑74244齒根圓直徑65235中心距154齒寬5550四、軸的設(shè)

8、計(jì)（一）、軸的材料選擇和最小直徑估計(jì) 根據(jù)工作條件，選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。軸的最小直徑計(jì)算公式 ，C的值通過(guò)查教材表14-2確定為：C=107。1、 高速軸 因?yàn)楦咚佥S最小直徑處安裝聯(lián)軸器設(shè)一個(gè)鍵槽，因此。2、 中間軸 。3、 低速軸 因?yàn)榈退佥S最小直徑處安裝聯(lián)軸器設(shè)一個(gè)鍵槽，因此。（二）、減速器的裝配草圖設(shè)計(jì) 減速器草圖如下圖所示（三）、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、高速軸1）高速軸的直徑的確定：最小直徑處 與電動(dòng)機(jī)相連安裝聯(lián)軸器的外伸軸段，因此：密封處軸段 ：滾動(dòng)軸承軸段 滾動(dòng)軸承選取6207 ：d×D×B=35mm×72mm×17mm:過(guò)渡段 齒輪軸段

9、由于齒輪直徑較小，所以采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。：滾動(dòng)軸承段，2）高速軸各段長(zhǎng)度的確定： ：由箱體結(jié)構(gòu)，軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定：由滾動(dòng)軸承、擋油環(huán)及裝配關(guān)系等確定 ：由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)確定：由高速小齒輪齒寬確定：由箱體結(jié)構(gòu)，軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定2、中間軸1）中間軸各軸段的直徑確定：最小直徑處 滾動(dòng)軸承軸段，因此.滾動(dòng)軸承選取6207 d×D×B=35mm×72mm×17mm。：低速小齒輪軸段 取：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求 取 : 高速大齒輪軸段 ?。簼L動(dòng)軸承段 2）中間軸各軸段長(zhǎng)度的確定：由滾動(dòng)軸承，擋油盤(pán)及裝配關(guān)系 ?。河傻退傩↓X輪齒寬取：軸環(huán) ?。?/p>

10、由高速大齒輪齒寬 ?。?3、低速軸1) 低速軸各軸段的直徑確定： 滾動(dòng)軸承軸段，因此.滾動(dòng)軸承選取6208,d×D×B=40mm×80mm×18mm。：低速大齒輪軸段 ?。狠S環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求 取 : 過(guò)度段取，考慮擋油盤(pán)的軸向定位 取：滾動(dòng)軸承段 ：封密軸段處，根據(jù)聯(lián)軸器的定位要求以及封面圈的的標(biāo)注，?。鹤钚≈睆?，安裝聯(lián)軸器的外伸軸段 2）低速軸各軸段長(zhǎng)度的確定：由滾動(dòng)軸承、擋油盤(pán)以及裝配關(guān)系等確定?。河傻退俅簖X輪齒寬 ?。狠S環(huán) ?。河裳b配關(guān)系和箱體結(jié)構(gòu) ?。簼L動(dòng)軸承、擋油盤(pán)以及裝配關(guān)系 ：由箱體結(jié)構(gòu)，軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定：五、軸的校核（低

11、速軸）1、低速軸的受力分析圓周力、徑向力、軸向力大小如下：2、低速軸的受力情況如下圖所示3、求垂直面的支承反力NN4、求水平面的支承反力5、繪制垂直面的彎距圖如下圖所示=267.25×0.0595=15.90N.m=536.75×0.1195=64.14.m6、繪制水平面的受力與彎距圖如下圖所示7、求合成彎距8、危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎距由下圖可見(jiàn)，截面a-a最危險(xiǎn)，其轉(zhuǎn)距當(dāng)量彎距如認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變力，取折合系數(shù)a=0.6，代入上式9、計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由教材14-1查得=650 MPa，由表14-3查得=60MPa考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，

12、將d值增大5%，故d=1.05×38.02=39.92mm<44mm故軸符合強(qiáng)度要求。六、鍵的選擇（一）、高速軸鍵的選擇高速軸上只有安裝聯(lián)軸器的鍵。根據(jù)安裝聯(lián)軸器處直徑d=38，通過(guò)查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表10-33選擇普通平鍵。選擇的鍵尺寸：b×h=8×7（t=4.0，r=0.25）。標(biāo)記：鍵8×7 GB/T1096-2003。鍵的工作長(zhǎng)度L=44mm,鍵的接觸高度k=0.5h=0.5×8=4mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩。按表6-2差得鍵的靜連接時(shí)需用應(yīng)力 則所以高速軸上的鍵強(qiáng)度足夠。（二）、中間軸鍵的選擇 中間軸上的鍵是用來(lái)安裝齒輪的，因此選用圓

13、頭普通平鍵。因?yàn)楦咚俅簖X輪齒寬B=30mm ，軸段直徑d=38mm，所以通過(guò)查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表10-33選用b×h =10×8（t=5.0，r=0.4），標(biāo)記：鍵10×8GB/T1096-2003 。低速小齒輪齒寬B=55 ，軸段直徑d=38所以選用b×h=10×8（t=5.0，r=0.4），標(biāo)記：鍵14×9 GB/T1096-2003 。由于兩個(gè)鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩都相同，所以只要校核短的鍵。短鍵的工作長(zhǎng)度L=25m,鍵的接觸高度k=0.5h=0.5×8=4mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 則故軸上的鍵強(qiáng)度足夠。（三）、低速軸鍵的選擇低速上

14、有兩個(gè)鍵，一個(gè)是用來(lái)安裝低速級(jí)大齒輪，另一個(gè)是用來(lái)安裝聯(lián)軸器。齒輪選用圓頭普通平鍵，齒輪的軸段的直徑d=42mm，輪寬B=50mm ，通過(guò)查表機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表10-33選用b×h=12×8（t=5.0，r=0.4）標(biāo)記：鍵12×8GB/T1096-2003 。鍵的工作長(zhǎng)度 L=59mm,鍵的接觸高度k=0.5h=0.5×8=4mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 則故安裝齒輪的鍵強(qiáng)度足夠。安裝聯(lián)軸器的鍵用單圓頭普通平鍵，軸直徑d=35mm，所以選鍵b×h=10×8。標(biāo)記：鍵10×8GB/T1096-2003。鍵的工作長(zhǎng)度 L=56mm,鍵

15、的接觸高度k=0.5h=0.5×8=4mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 則故選的鍵強(qiáng)度足夠。七、滾動(dòng)軸承的選擇（一）、高速軸軸承的選擇根據(jù)載荷及速度情況，選用深溝球軸承。由高速軸的設(shè)計(jì)，根據(jù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表10-35選軸承型號(hào)為6027（二）、中間軸軸承的選擇 根據(jù)載荷及速度情況，選用深溝球軸承。由中間軸的設(shè)計(jì)，根據(jù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表10-35選軸承型號(hào)為6207 （三）低速軸軸承的選擇根據(jù)載荷及速度情況，選用深溝球軸承。由低速軸的設(shè)計(jì)，根據(jù)，選軸承型號(hào)為6208。八、聯(lián)軸器的選擇根據(jù)工作要求，為了緩和沖擊，保證減速器的正常工作，輸出軸（低速軸）選用凸緣聯(lián)軸器，考慮到轉(zhuǎn)矩變化小，取

16、，則按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表10-41，高速軸選用YL7聯(lián)軸器，公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩，孔徑d=28mm，L=44mm，許用轉(zhuǎn)速n=7600r/min，故適用; 低速軸選用YL8聯(lián)軸器，公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩，孔徑d=35mm，L=60mm，許用轉(zhuǎn)速n=7000r/min，故適用。九、箱體的設(shè)計(jì)箱體各部分尺寸關(guān)系如下表所示名稱(chēng)符號(hào)尺寸關(guān)系mm箱座壁厚8箱蓋壁厚18箱蓋凸緣厚度b115箱座凸緣厚度b15地腳螺釘直徑dfM16地腳螺釘數(shù)量n6軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑d1M16蓋與座聯(lián)接螺栓直徑d2M8聯(lián)接螺栓d2的間距L軸承端蓋螺釘直徑d3M10檢查孔蓋螺釘直徑d4 M4定位銷(xiāo)直徑d8大齒輪齒頂圓與箱體壁的距離L1軸承座軸承蓋外徑D1D2D3125125130箱體