鏈傳動(dòng)-一級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書Ⅰ

1、課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目 一級(jí)減速器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)時(shí)間 xxxx學(xué) 院 xxxxxx 專 業(yè) xxx 班 級(jí) xxxx 姓 名 XXX 指導(dǎo)教師 XXXX xxx 年 xx 月 xx日 機(jī)械課程設(shè)計(jì)任務(wù)書班級(jí)xx姓名xxxx學(xué)號(hào)xxxx題目：皮帶運(yùn)輸機(jī)的 一 級(jí)直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)一、傳動(dòng)簡(jiǎn)圖二、原始數(shù)據(jù)：輸送帶工作拉力F1500 N，滾筒直徑D300mm，輸送帶速度V 1.6m/s。三、工作條件：?jiǎn)伟嘀?，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，有輕度沖擊，環(huán)境溫度 25 °C。四、使用年限：壽命 10年 。五、輸送帶速度：允許誤差±5%。六、設(shè)計(jì)工作量1、減速器裝配圖1

2、張（A1）。2、零件圖1張（A3）。3、設(shè)計(jì)說明書1份。目錄1、傳動(dòng)方案擬定.22、電動(dòng)機(jī)的選擇.23、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比.44、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算.55、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.66、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.127、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算.198、鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算.229、設(shè)計(jì)參考資料目錄10、結(jié)束語計(jì)算過程及計(jì)算說明結(jié)果1、傳動(dòng)方案擬定第三組：設(shè)計(jì)單級(jí)圓柱齒輪減速器和一級(jí)鏈傳動(dòng)1.1工作條件：使用年限10年，工作為二班工作制，載荷稍有波動(dòng)，環(huán)境多灰塵。1.2原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=1500N；帶速V=1.6m/s；滾筒直徑D=300mm；滾筒長(zhǎng)度L=500mm。1.3傳動(dòng)簡(jiǎn)圖（圖1）

3、2、電動(dòng)機(jī)選擇2.1電動(dòng)機(jī)類型的選擇： Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2.2電動(dòng)機(jī)功率選擇：2.2.1傳動(dòng)裝置的總功率：總=聯(lián)×2軸承×齒輪×鏈×滾筒 =0.99×0.982×0.97×0.90×0.95×0.96=0.7572.2.2電機(jī)所需的工作功率：P工作=FV/1000總=1500×1.6/1000×0.757=3.17KW圖12.2.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速：n筒=60×1000V/D=60×1000×1.6/×300=101.9r/m

4、in 按手冊(cè)P7表1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)比范圍Ia=36。取鏈傳動(dòng)比I1=13，則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為Ia=318。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=Ia×n筒=（318）×76.43=305.71834.2r/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(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：因此有三種傳支比方案：如指導(dǎo)書P15頁第一表。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見第2方案比較適合，則選n=1000r/min 。2.2.4確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類

5、型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M1-6。其主要性能：額定功率：4.0KW，滿載轉(zhuǎn)速960r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.0。質(zhì)量73kg。3計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的偉動(dòng)比3.1總傳動(dòng)比：i總=n電動(dòng)/n筒=960/101.9=9.423.2分配各級(jí)偉動(dòng)比據(jù)指導(dǎo)書P7表1，取鏈i鏈=2.5（單級(jí)減速器i=36合理）i總=i齒輪×I鏈i齒輪=i總/ i鏈=9.42/2.5=3.774運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算4.1計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）nI=n電機(jī)=960r/minnII=nI/i齒輪=960/3.77=254.6(r/min)4.2計(jì)算各軸的功率（KW）PI=P電動(dòng)機(jī)&

6、#215;聯(lián)=4.0×0.99=3.96 KWPII=PI×軸承×齒輪=3.96×0.96×0.97=3.76KW4.3計(jì)算各軸扭矩（N·mm）TI=9.55×106PI/nI=9.55×106×3.96/960=39400N·mmTII=9.55×106PII/nII=9.55×106×3.76/254.6 =141000N·mm 5傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）選擇齒輪材料及精度等級(jí) 考慮減速器傳遞功率不在，所以齒輪采用軟齒面。小齒

7、輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為240285HBW。大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度229286HBW；根據(jù)課本P139表6-12選9級(jí)精度。 (2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 確定有關(guān)參數(shù)如下：傳動(dòng)比i齒=3.77 取小齒輪齒數(shù)Z1=20。則大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1=3.77×20=76 實(shí)際傳動(dòng)比I0=76/20=3.8傳動(dòng)比誤差：i-i0/I=3.8-3.77/3.77=0.79%<2.5% 可用齒數(shù)比：u=i0=6由課本P126表6-10取d=0.9 (3)轉(zhuǎn)矩T1T1=9.55×106×P/n1=9.55×106×3.96/960 =

8、39400N·mm (4)載荷系數(shù)k 由課本P128表6-7取k=1.5 (5)許用接觸應(yīng)力HH1= (380+HBW)Mpa=(380+260)Mpa=640 Mpa H2= (380+0.7HBW)Mpa=(380+0.7×240)Mpa=548MpaF1= (155+0.3HBW)Mpa=(380+0.7×8 260)Mpa=233MpaF2= (140+0.2HBW)Mpa=(140+0.2×240)Mpa=188Mpa(6)由d176.43(kT1(u+1)/duH2)1/3 d176.43(kT1(u+1)/duH2)1/3=76.431.5

9、×39400×(3.8+1)/0.9×3.81/3mm=49.86mm模數(shù)：m=d1/Z1=48.86/20=2.493mm根據(jù)課本P107表6-1取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2.5mm確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)分度圓直徑：d1=mZ1=2.5×20mm=50mmd2=mZ2=2.5×76mm=300mm計(jì)算齒輪傳動(dòng)的中心矩aa=m/2(Z1+Z2)=2.5/2(20+76)=120mm根據(jù)課本124齒寬：b=dd1=0.9×50mm=45mm取b=45mm b1=50mm(7)齒形系數(shù)YFa根據(jù)齒數(shù)Z1=20,Z2=76由查表得YF1=2.97 YF2

10、=2.23 (8)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度F1=2kT1 YF1/bd1m=2×1.5×39400×2.79/45×50×2.5=58.6MPaF1=233MPaF2=F1× YF2 / YF1 =46.8 MPaF2=188MPa故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠 (9)計(jì)算齒輪的圓周速度VV=d1n1/60×1000=3.14×50×458.2/60×1000=1.2m/s圓周由課本p124表9-5 齒輪精度等級(jí)為9級(jí)6軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.1 輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1.1按扭矩初算軸徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬度2

11、17255HBS根據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書P21例題（1）、初步確定減速器外伸段軸頸d=（0.81.0）d電機(jī)=（0.81.0）×38=30.438mm（2）、選擇聯(lián)軸器由傳動(dòng)裝置工作條件擬選用彈簧柱銷連軸器（GB501485）。計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc =KAT=1. 5×39.8=59.7NmT=9.55P/n= 39.8Nm 其中KA =1.25 1.5此處取1.5查表2.51及核對(duì)軸頸后選擇HL3聯(lián)軸器（3）、最后確定減速器告訴軸外伸段直徑為d=32mm6.1.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）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，齒輪左面由軸肩定位，

12、右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和套筒定位，則采用過渡配合固定 （2）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度工段：d1=32mm 長(zhǎng)度取L1=90 mm h=2c c=1mmII段:d2=d1+2h=32+2×1=34mm 初選用深溝球球軸承，其內(nèi)徑為35mm,寬度為17mm. 考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長(zhǎng)為17mm ，通過密封蓋軸段長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長(zhǎng)為64mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故II段長(zhǎng)：L2=（64+17+2）=83mmIII段直徑d3=38mmL3=50

13、 -2=48mm段直徑d3=38mmh=2c c=2mmd4=d3+2h=38+2×2=42 mm 長(zhǎng)度與右面的套筒相同，即L4=5mm段直徑d5=34mm. 長(zhǎng)度L5=29mm由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距L=255mm6.1.3按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算求分度圓直徑：已知d1=50mm求轉(zhuǎn)矩：已知T1=39400N·mm求圓周力：Ft根據(jù)課本P127（6-34）式得Ft=2T2/d2=2×39400/50=1579N求徑向力Fr根據(jù)課本P127（6-35）式得Fr=Ft·tan=1579×tan200=573.6N因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱，所以：LA=

14、LB=42mm(1)繪制軸受力簡(jiǎn)圖（如圖a）（2）繪制垂直面彎矩圖（如圖b）軸承支反力：FAY=FBY=Fr/2=286.8NFAZ=FBZ=Ft/2=798.5N由兩邊對(duì)稱，知截面C的彎矩也對(duì)稱。截面C在垂直面彎矩為MC1=FAyL/2=286.8×21=6.02N·m (3)繪制水平面彎矩圖（如圖c）截面C在水平面上彎矩為：MC2=FAZL/2=798.5×21=16.76N·m (4)繪制合彎矩圖（如圖d）MC=(MC12+MC22)1/2=(6.022+16.762)1/2=17.8N·m (5)繪制扭矩圖（如圖e）轉(zhuǎn)矩：T=9.55&

15、#215;（P2/n2）×106=141N·m (6)繪制當(dāng)量彎矩圖（如圖f）轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪文治武功力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取=1，截面C處的當(dāng)量彎矩：Mec=MC2+(T)21/2=17.892+(1×141)21/2=142N·m (7)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度由式（6-3）e=Mec/0.1d33=142/0.1×383=25.9MPa< -1b=60MPa該軸強(qiáng)度足夠。 6.2 輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算6.2.1按扭矩初算軸徑選用45#調(diào)質(zhì)鋼，硬度（217255HBW）根據(jù)課本P235頁式（10-2），表（10-2）取c=120dc(P3/n3)1

16、/3=120(3.76/254.6)1/3=29.44mm取d=34mm6.2.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）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，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承從右面裝入。 （2）確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 初選6027型深溝球軸承，其內(nèi)徑為40mm，寬度為18mm?？紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則取套筒長(zhǎng)為21.5mm，則該段長(zhǎng)41mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度為輪轂寬度為2mm。

17、(3)按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算求分度圓直徑：已知d2=300mm求轉(zhuǎn)矩：已知T2=141N·m求圓周力Ft：根據(jù)課本P127（6-34）式得Ft=2T2/d2=2×141×103/190=1484.2N求徑向力Fr根據(jù)課本P127（6-35）式得Fr=Ft·tan=1484.2×0.36379=540.2N兩軸承對(duì)稱LA=LB=42mm(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZFAX=FBY=Fr/2=1484.2/2=270.1NFAZ=FBZ=Ft/2=540.2/2=742.1N (2)由兩邊對(duì)稱，書籍截C的彎矩也對(duì)稱截面C在垂直面彎矩為MC

18、1=FAYL/2=270.1×42=5.67N·m (3)截面C在水平面彎矩為MC2=FAZL/2=742.1×42=15.58N·m (4)計(jì)算合成彎矩MC=（MC12+MC22）1/2 =（5.672+5.082）1/2 =5.08N·m (5)計(jì)算當(dāng)量彎矩：根據(jù)課本P235得=1Mec=MC2+(T)21/2=5.082+(1×141)21/2 =141.09N·m (6)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度由式（10-3）e=Mec/（0.1d）=141.09/(0.1×1903)=25.7Mpa<-1b=60Mpa

19、此軸強(qiáng)度足夠7滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命10×365×8=29200小時(shí)7.1計(jì)算輸入軸承 （1）已知n1=960r/min兩軸承徑向反力：FR1=FR2=573.6N初先兩軸承為深溝球軸承6207型根據(jù)課本P214（例）得軸承內(nèi)部軸向力FS=0.63FR 則FS1=FS2=0.63FR1=361.4N (2) FS1+Fa=FS2 Fa=0故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端FA1=FS1=361.4N FA2=FS2=361.4N (3)求系數(shù)x、yFA1/FR1=361.4N/573.6N=0.63FA2/FR2=361.4N/573.6N=0.

20、63根據(jù)課本P192表（12-12）得e=0.44FA1/FR1<e x1=1 FA2/FR2<e x2=1 y1=0 y2=0 (4)計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2根據(jù)課本P191表（12-10）取f P=1.5根據(jù)課本P212（11-6）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×573.6+0)=860.4NP2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×573.6+0)= 860.4N (5)軸承壽命計(jì)算P1=P2 故取P=860.4N深溝球軸承=3根據(jù)手冊(cè)得6207型的Cr=19800N由課本P191（12-11）式得LH=

21、16670/n(ftCr/P)=16670/960×(1×19800/750.3)3=319503.90h>29200h預(yù)期壽命足夠7.2計(jì)算輸出軸承 (1)已知n=254.6r/min Fa=0 FR=FAZ=540.2N試選6207型深溝球軸承根據(jù)課本P265表（11-12）得FS=0.63FR,則FS1=FS2=0.63FR=0.63×540=340.6N (2)計(jì)算軸向載荷FA1、FA2FS1+Fa=FS2 Fa=0任意用一端為壓緊端，1為壓緊端，2為放松端兩軸承軸向載荷：FA1=FA2=FS1=340.6N (3)求系數(shù)x、yFA1/FR1=340

22、.6/540.2=0.63FA2/FR2=340.6/540.2=0.63根據(jù)課本P192表（12-12）得：e=0.68FA1/FR1<e x1=1 y1=0FA2/FR2<e x2=1 y2=0 (4)計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P1、P2根據(jù)P191表（112-10）取fP=1.5根據(jù)式（12-19）得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×540.2)=810.3NP2=fP(x2FR2+y2FA2)=1.5×(1×540.2)= 810.3N (5)計(jì)算軸承壽命LHP1=P2 故P=810.3 =3根據(jù)手冊(cè)P71 6207型軸承Cr=

23、19800N根據(jù)課本P191 表（12-9）得：ft=1根據(jù)課本P212 （11-10c）式得Lh=16670/n(ftCr/P) =16670/254.6×(1×19800/810.3)3 =952266.9h>29200h此軸承合格8鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算8.1輸入軸采用平鍵聯(lián)接軸徑d1=32mm,L1=80mm查手冊(cè)得，選用A型平鍵，得：鍵A 10×8 GB1096-79 l=L1-b=80-10=70mmT1=39.4N·m h=8mm根據(jù)課本P243（10-5）式得p=4T2/dhl=4×39400/32×8×

24、;70 =8.79Mpa<R (110Mpa)8.2輸入軸與齒輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑d2=38mm L2=40mm T=39.4N·m查手冊(cè)P51 選A型平鍵鍵12×8 GB1096-79l=L3-b=40-12=28mm h=8mmp=4T/dhl=4×39400/38×8×28 =18.5Mpa<p(110Mpa)8.3輸出軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d3=44mm L3=40mm T=141 N·m查手冊(cè)P51 選用A型平鍵鍵12×8 GB1096-79l=L2-b=40-12=28mm h=8mm據(jù)課本P

25、243式（10-5）得p=4T/dhl=4×141000/44×8×28=57.2Mpa<p9設(shè)計(jì)參考資料目錄所用到的參考資料都可以列出，如：1機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)：孫德志主編，沈陽：東北大學(xué)出版社，2000.122機(jī)械制圖：大連理工大學(xué)主編北京：高等教育出版社，2007.63機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)： 韓澤光主編北京：機(jī)械工業(yè)出版社10結(jié)束語在學(xué)習(xí)了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的課程以后，我們用用兩周的時(shí)間進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的課程設(shè)計(jì)，讓我們對(duì)本學(xué)期機(jī)械課程的知識(shí)學(xué)習(xí)并且會(huì)靈活應(yīng)用，通過實(shí)踐應(yīng)用到我們實(shí)際生活生產(chǎn)中。本次課設(shè)我們是根據(jù)不同的工作條件和不同的設(shè)計(jì)尺寸，根據(jù)自己學(xué)習(xí)的機(jī)械設(shè)

26、計(jì)知識(shí)，來設(shè)計(jì)我們生活中要使用的減速器，電動(dòng)機(jī)的輸出功率以及相關(guān)數(shù)據(jù)來設(shè)計(jì)，這兩周的課程設(shè)計(jì)我們痛并快樂著，我們品嘗著第一次為學(xué)習(xí)通宵的艱辛，我們拖著每天從早到晚對(duì)著電腦，不停地移動(dòng)著鼠標(biāo)沒時(shí)間睡午覺的疲憊的身體，可是我們沉醉在第一次自己設(shè)計(jì)減速器的好奇與喜悅中，當(dāng)我們畫好圖以后大家臉上都有掩飾不去的成功感。面對(duì)第一次自己設(shè)計(jì)減速器，我們有的實(shí)際難免有不足之處，有一些尺寸是無據(jù)可依的，對(duì)待要估計(jì)的數(shù)據(jù)我們很忐忑，很怕一不小心就可能導(dǎo)致大的錯(cuò)誤，在我的設(shè)計(jì)中就有這樣的問題，比如對(duì)于一些倒角和一些過渡圓角的尺寸，豎書中只是說出了大概的范圍，讓我覺得很不好決定，還有一些計(jì)算也是這樣的，還有在油標(biāo)尺安

27、放的位置的高度和傾斜度還有油標(biāo)尺的長(zhǎng)度和傾斜度，還有在螺塞和封油墊的右方需要有一個(gè)低一些的槽都是我大概估計(jì)的我查了書可是沒有解決，對(duì)于這些不足之處，我在這次課設(shè)中發(fā)現(xiàn)在以后的學(xué)習(xí)生活中我會(huì)吸取并改正。 對(duì)于本次課設(shè)，我收獲非常多，在設(shè)計(jì)的過程中我和幾個(gè)同學(xué)一起研究討論有的時(shí)候很容易達(dá)到共識(shí)，可是有的時(shí)候會(huì)各持己見誰到不讓，都有自己的道理，有的時(shí)候大家的玩笑還可以減輕整日作圖的疲憊，在制圖的過程中使我之前學(xué)習(xí)的機(jī)械知識(shí)還是不夠多，好多東西都是在課設(shè)的時(shí)候遇到了現(xiàn)開始找書把知識(shí)點(diǎn)看會(huì)了在繼續(xù)計(jì)算畫圖，畫草圖是最難的，要不斷的計(jì)算各種零件的各種尺寸，大到齒輪、軸，小到螺釘、墊片。在草圖大概成型以后開始畫三視圖就相對(duì)簡(jiǎn)單了，只是要注重一些小的細(xì)節(jié)就可以了。這次課設(shè)讓我深深的體會(huì)到了，機(jī)械設(shè)計(jì)的不容易，可是我還是努力的完成了自己的設(shè)計(jì)，雖然它有很多的不足之處，但是總的來說還是我努力設(shè)計(jì)的結(jié)