一級斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(共19頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目 錄機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書前言一、課程設(shè)計任務(wù)書說明書計算過程及計算說明一、傳動方案擬定二、電動機選擇三、計算總傳動比及分配各級的傳動比四、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算五、V帶傳動的設(shè)計計算六、軸的設(shè)計計算七、齒輪傳動的設(shè)計計算八、滾動軸承的選擇及校核計算九、鍵聯(lián)接的選擇十、箱體設(shè)計十一、潤滑與密封十二、設(shè)計小結(jié)十三、參考文獻課程設(shè)計任務(wù)書說明書設(shè)計一個用于帶式運輸一級直齒圓柱齒輪減速器。輸送機連續(xù)工作，單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，輸送帶拉力為1.5KN，輸送帶速度為1.3m/s，卷筒直徑為300mm。輸送機的使用期限為10年，2班制工作。計算過程及計算說明一、傳動方案擬定（

2、1） 工作條件：運輸機兩班制連續(xù)工作，單向運轉(zhuǎn)空載啟動。工作載荷基本平穩(wěn)，大修期限5年（每年按300個工作日計算），運輸機卷筒軸轉(zhuǎn)速容許誤差為±5%，卷筒效率為w=0.96。（2）原始數(shù)據(jù)：卷筒組力矩 M= 600N.m ；滾筒轉(zhuǎn)速nw =85r.min¹ 。二、電動機選擇1、電動機類型的選擇： Y系列三相異步電動機2、電動機功率選擇： （1）工作機所需要的功率Pw 卷筒組力矩 M= 600N.m ；滾筒轉(zhuǎn)速nw =85r.min¹,工作效率w=0.96。工作機所需功率為 Pw= M nw /9550w = 600×85/（9550 ×0.96

3、）=5.56kW （2）電動機所需功率PdPd= Pw/查表3-1查得V帶傳動、滾動軸承、齒輪傳動、聯(lián)軸器的傳動效率，v=0.96、z=0.99、 c=0.97、l=0.99，則傳動裝置總效率為=v²zc=v=0.96×0.99 ²×0.97×0.99 =0.90Pd= Pw/=1.6kW/0.91=6.18kW按表9-1確定電動機額定功率為Pd=7.5kW3、確定電動機轉(zhuǎn)速：計算滾筒工作轉(zhuǎn)速：nw=85r/min¹按手冊推薦的傳動比合理范圍，取一級斜齒圓柱齒輪傳動比范圍i1=35。取V帶傳動比i2=24，則總傳動比理時范圍為i=62

4、0。故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=i×nw=（620）×85=5101700r/min¹符合這一范圍的電動機型號有720r/min¹、970 r/min¹的電機。4、確定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、減速器的傳動比等因素，選擇電動機型號Y160M-6。其主要性能：型號額定功率/KW滿載轉(zhuǎn)矩/(r/min)額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩Y160M-67.59702.02.0 三、計算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比是指電動機的滿載轉(zhuǎn)矩nd與工作機得轉(zhuǎn)矩nw之比：i=nd/nw=970/8511.412、分配各級傳動比（1）

5、根據(jù)指導(dǎo)書P11表3-2，取齒輪i2=4（V帶傳動比i2=24合理）（2） i=i1×i2i1=i/i2=11.41/4=2.85四、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算1、計算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）軸：n=nd/ i1 =970/2.8525=340r/min¹軸：nII=nI/ i2 =340/4=85r/min¹2、 計算各軸的功率（KW）軸：PI=Pdv =7.5×0.96=7.2KW軸：PII= PIzc =7.2×0.99×0.97=6.91KW卷筒軸：P卷= PIIzl =6.91×0.99×0.99=6.77KW

6、3、 計算各軸扭矩（N·mm）電動機輸出轉(zhuǎn)矩：Td=9550×Pd/ nd=9550×7.5/970=73.8N·m軸：TI=9550×PI/ nI=9550×7.2/340=202 N·m軸：T=9550×PII/ nII =9550×6.91/85=771N·m卷筒軸：T卷=9550×P卷/nw =9550×6.77/85=756.6N·m五、V帶傳動的設(shè)計計算1.確定計算功率PCa由課本表8-7得：kA=1.2Pca=KAPd=1.2×7.5=9KW

7、2.選擇V帶型號根據(jù)Pca、nd由課本圖7.11得：選用C型：d =200mm 3. 確定大帶輪的基準直徑，并驗算帶速v1）驗算帶速v按課本式7.20驗算帶的速度v=dd1n/（60×1000）=×200×970/（60×1000）=10.12m/s一般在5-25m/s范圍內(nèi)，帶速合適。2）根據(jù)課本P104，計算大帶輪的基準直徑dd2= dd1=570，查表取dd2= 560，則實際,4.確定帶長和中心矩:1）根據(jù)課本式7.210.7（）<<2()，初定中心距=1000mm2）由課本式7.22計算帶所需的基準長度:2+() /2+() 2/（

8、4）=2×1000+3.14×760/2+/43244mm由課本表7.3選帶的基準長度Ld=3550mm按課本式7.23實際中心距:+（）/2=1153mm5.驗算小帶輪上的包角11=1800-（dd2-dd1）×57.30/a=1610>1200（適用）6.確定帶的根數(shù)z1）計算單根V帶的額定功率pr。由dd1=200mm和nw =970r/min¹根據(jù)課本表7.6(a)得P0=4.66KW根據(jù)nw =970r/min¹，i1=2.8525和C型帶，查課本表7.6(b)得P0=0.83KW根據(jù)課本表7.9得Ka=0.95根據(jù)課本表得KL

9、=0.98 ，于是Pr=（P0+P0）×Ka×KL=（4.66+0.83）×0.95×0.98= 5.11kw2)計算V帶的根數(shù)Z。z=PCa/Pr=9/5.11=1.76 圓整為2根7.計算單根V帶的初壓力的最小值F0min由課本表7.4得c的單位長度質(zhì)量q=0.30kg/m，所以：F0min =500（2.5- Ka）PCa /Kazv +qV2=393N應(yīng)使帶的實際初拉力F0>F0min。8.計算壓軸力Fq壓軸力的最小值為Fqmin=2zF0min sin（1/2）=1550N綜上可知帶傳動的設(shè)計參數(shù)如下：選用C型V帶傳動比i帶=2.8帶數(shù)Z

10、=2V帶額定功率Pr=5.11KW帶速：v=10.12基準直徑：dd1=200mm，dd2=560六、齒輪傳動的設(shè)計計算1、選定齒輪材料及精度等級及齒數(shù)(1)材料選擇。由表課本表8.7選擇小齒輪材料為45 調(diào)質(zhì)處理，硬度為260HBS，大齒輪材料為45鋼 正火處理 硬度為215HBS(2)機器為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度（GB 10095-88）。(3)按齒面接觸疲勞強度設(shè)計由設(shè)計計算公式8.24 d1 (5902KT1(u±1) /duH2)1/31）由表8.8選擇載荷系數(shù)K=1.22）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=9.55×106×PI/nI=9.55

11、×106×7.2/340=2.02×105N·mm3) 計算接觸疲勞許用應(yīng)力HH= Hmin Zn/sHmin由課本表8.29查得Hlim1=610Mpa, Hlim2 =500Mpa 接觸疲勞Zn 由公式 N=60njtH得 N1=60×340×5×300×16=4.9×108 N2=N1/i齒=3.67×108/4.075=1.2×108由圖8.30得 Zn1=1.06, Zn2=1.13取sHmin =1 H1 =646.6 Mpa H2= 565 Mpa試算小齒輪分度圓直徑表8

12、.10選擇=1.1d1 (5902KT1(u±1) /uH2)1/3 =69.58 mm 取70mm(4)確定主要參數(shù)1) 選小齒輪齒數(shù) z1=30，大齒輪齒數(shù)z2=30×4.075=123。2) 初選螺旋角=15。3) 計算模數(shù)m0：m0= d1cos/ z1=69.58cos15/202.23 mm查表取m0=2.25mm4)計算中心距a d2 = d1i=283.54mm a=176.6mm 5)計算螺旋角 cos= m0 (z1 + z2)/2a=0.9562517°6)分度圓直徑d1= z1 (m0)/ cos =70.59mm d2= z2 (m0)/

13、 cos =289.41mm齒寬b b=d1=1.1×70.59mm76.53mm 取b2 =80mm 則 b1 =85mm7) 計算圓周速度v。v=d1 nI/（60×1000）=1.26m/s 因為m/s，故取級精度合適。3.校核彎曲疲勞強度（1）1)復(fù)合齒形因素 2)彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖8.33得彎曲疲勞應(yīng)力極限 由圖8.34彎曲疲勞壽命系數(shù) 彎曲疲勞最小安全系數(shù) 3)校核計算綜上可知，齒輪的設(shè)計參數(shù)如下：小齒輪分度圓直徑：d1=70.59mm大齒輪分度圓：d2=289.41mm中心距a=180mm小齒輪齒寬：B1=85mm大齒輪齒寬：B2=80模數(shù)m=2.25七、軸

14、的設(shè)計計算由機械設(shè)計P206表11-1選取軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度217255HBs，抗拉強度極限，屈服極限，彎曲疲勞極限，許用彎曲應(yīng)力=60MPa，查機械設(shè)計P212表11-2,取:軸:軸:1、 低速軸的設(shè)計計算取低速軸最大轉(zhuǎn)矩軸進行計算,校核.考慮有鍵槽,將直徑增大,則:軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計.聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩:由表查得:,按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查設(shè)計手冊,選擇軸與軸聯(lián)軸器為彈性柱銷聯(lián)軸器型號為：型聯(lián)軸器半聯(lián)軸器的孔徑:.半聯(lián)軸器長度,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為:.(1)軸上零件的定位,固定和裝配單級減速器中可以將齒輪安排在箱體中央,相對兩軸承對稱分布.齒輪左面由套筒定位,

15、右面由軸肩定位,聯(lián)接以平鍵作為過渡配合固定,兩軸承均以軸肩定位(2)確定軸各段直徑和長度1）段:為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求,軸段右端需制出一軸肩,故取段的直徑,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度:,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故此段的長度應(yīng)略短,取:.2）初步選擇滾動軸承,因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用 ,故選用圓錐滾子軸承,參照工作要求并根據(jù):.由設(shè)計手冊選取型軸承,尺寸:，軸肩故.3）取安裝齒輪處軸段的直徑：，齒輪右端與右軸承之間采用套筒定位,已知齒輪輪轂的寬度為,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短與輪轂寬度,故取：,齒輪右端采用軸肩定位,軸肩高度,取,則軸

16、環(huán)處的直徑：，軸環(huán)寬度：,取，即軸肩處軸徑小于軸承內(nèi)圈外徑,便于拆卸軸承.4）取.5）取齒輪距箱體內(nèi)壁距離為:.,.至此,已初步確定了軸的各段直徑和長度.(3)軸上零件的周向定位齒輪,半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接按查手冊得:平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為:.為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性,查設(shè)計手冊選擇齒輪輪轂與軸的配合為：半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接,選用平鍵為:,半聯(lián)軸器與軸的配合為:.滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為:.(4)確定軸上圓角和倒角尺寸,取軸端倒角為:,過度圓角半徑全部去r=1mm (5)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度在確定軸承的支點位置

17、時,查手冊表6-7,軸承型,取因此,作為簡支梁的軸的支撐跨距,據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖,扭矩圖和計算彎矩圖,可看出截面處計算彎矩最大 ,是軸的危險截面. 1）作用在齒輪上的力因已知低速級大齒輪的分度圓直徑為:，得：.2）求作用于軸上的支反力水平面內(nèi)支反力: FAH2=FBH2=F t/2=2664.04N垂直面內(nèi)支反力: FBV2= F r2 =4235.50NFAV2= F r2 - FBZ2 = -2207.63N3）作出彎矩圖分別計算水平面和垂直面內(nèi)各力產(chǎn)生的彎矩.Nm=317.66Nm Nm計算總彎矩:4）作出扭矩圖5）作出計算彎矩圖: 查機械設(shè)計得=0.6 <6>計算

18、危險截面處軸的直徑：= 6.58 mm 安全2、 高速軸的設(shè)計計算（1） 確定輸入軸的各段直徑和長度考慮有鍵槽,將直徑增大,則:故取，取處為定位軸肩，取38mm，取初步選擇滾動軸承,:.由設(shè)計手冊選取型軸承,尺寸:，軸肩處為非定位軸肩，取，處為定位軸肩， 若在處不做成齒輪軸則需用鍵槽，軸的直徑需擴大5%，48*（1+5%）=50.4mm小齒輪的齒根圓直徑，與小齒輪的直徑很接近，故做成齒輪軸。48mm，=76mm，(2)軸上零件的周向定位帶輪,采用平鍵聯(lián)接按查手冊得:平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為:.為了保證帶輪與軸配合有良好的對中性,查設(shè)計手冊選擇帶輪輪轂與軸的配合為;滾動軸承與軸的周向定

19、位是借過渡配合來保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為:.(3)確定軸上圓角和倒角尺寸,取軸端倒角為:,過度圓角半徑全部去r=1mm (4)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度在確定軸承的支點位置時,查手冊初選軸承型,取因此,作為簡支梁的軸的支撐跨距 1）作用在齒輪上的力因已知低速級大齒輪的分度圓直徑為:，得：.2）求作用于軸上的支反力水平面內(nèi)支反力: FAH1=FBH1=F t1/2=2861.60N垂直面內(nèi)支反力: FBV1= F r1 =1571.60NFAV1= F r1 - FBZ = -606.65N3）作出彎矩圖分別計算水平面和垂直面內(nèi)各力產(chǎn)生的彎矩.Nm=100.58Nm Nm計算總彎矩:&l

20、t;4>作出扭矩圖<5>作出計算彎矩圖: 查機械設(shè)計得=0.6 6）計算危險截面處軸的直徑：= 3.43mm 安全八、軸承的選擇及校核計算1.軸承的選擇：軸承1：單列圓錐滾子軸承30211（GB/T 297-1994）軸承2：單列圓錐滾子軸承30208（GB/T 297-1994）2.校核軸承：（1）圓錐滾子軸承30211，查設(shè)計手冊p75：由課本表12-7，取由設(shè)計手冊查得：30212圓錐滾子軸承值為：1.5.由課本公式得，軸承的派生軸向力：,.因，故1為松邊，作用在軸承上的總的軸向力為：.查手冊，得:30212型 ,.由機械設(shè)計表12-8，查得：,得:.計算當(dāng)量動載荷：,

21、.計算軸承壽命，由課本式12.9，得：取:（滾子軸承）則：2圓錐滾子軸承30208，查設(shè)計手冊p75：由課本表12-7，取由設(shè)計手冊查得：30212圓錐滾子軸承值為：1.5.由課本公式得，軸承的派生軸向力：,.因，故1為松邊，作用在軸承上的總的軸向力為：.查手冊，得:30208型 ,.由機械設(shè)計表12-8，查得：,得:.計算當(dāng)量動載荷：,.計算軸承壽命，由課本式12.9，得：取:（滾子軸承）則：九、鍵聯(lián)接的選擇1.輸入軸：鍵， ，C型.2.大齒輪：鍵， ，型.3.輸出軸：鍵， ，C型.查機械設(shè)計表6.10， ,式6.13得強度條件:校核鍵1：;鍵2：;鍵3：.所有鍵均符合要求.十、箱體設(shè)計名稱

22、符號尺寸（mm）箱體壁厚6箱蓋壁厚15箱體凸緣厚度b9箱蓋凸緣厚度b18機座底凸緣厚度b215地腳螺釘直徑df20地腳螺釘數(shù)目n4軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑d116機蓋與機座聯(lián)接螺栓直徑d210軸承端蓋螺釘直徑d38df，d1, d2至外機壁距離C126, 22, 16df， d2至凸緣邊緣距離C224, 14箱座高度H60外機壁至軸承座端面距離l1114大齒輪頂圓與內(nèi)機壁距離18齒輪端面與內(nèi)機壁距離218箱蓋、箱座肋厚m1 ,m5， 4軸承旁聯(lián)接螺栓距離s盡量靠近，以Md1和Md2互不干涉為準，一般s=D2十一、潤滑與密封1.齒輪的潤滑采用浸油潤滑，由于為單級圓柱齒輪減速器，速度<12m/s，

23、當(dāng)m<20 時，浸油深度h約為1個齒高，但不小于10mm。2.潤滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用GB443-89全損耗系統(tǒng)用油L-AN15潤滑油。3.密封方法的選取選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實 現(xiàn)密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定，軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。十二、設(shè)計小結(jié)這次關(guān)于帶式運輸機上的單級圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設(shè)計概念和設(shè)計過程的實踐考驗，對于提高我們機械設(shè)計的綜合素質(zhì)大有用處。通過兩個星期的設(shè)計實踐，使我對機械設(shè)計有了更多的了解和認識.為我們以后的工作打下

24、了堅實的基礎(chǔ)。1機械設(shè)計是機械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強的技術(shù)課程，它融機械制圖、機械設(shè)計基礎(chǔ)、工程力學(xué)、機械制造、CAD 制圖等于一體，使我們能把所學(xué)的各科的知識融會貫通，更加熟悉機械類知識的實際應(yīng)用。2這次的課程設(shè)計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想;訓(xùn)練綜合運用機械設(shè)計和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實際反系和解決工程實際問題的能力;鞏固、加深和擴展有關(guān)機械設(shè)計方面的知識等方面有重要的作用。3在這次的課程設(shè)計過程中,綜合運用先修課程中所學(xué)的有關(guān)知識與技能,結(jié)合各個教學(xué)實踐環(huán)節(jié)進行機械課程的設(shè)計,一方面,逐步提高了我們的理論水平、構(gòu)思能力、工程洞察力和判斷力,特別是提高了分析問題和解決問題的能力,為我們以后對專業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備的設(shè)計打下了寬廣而堅實的基礎(chǔ)。4本次設(shè)計得到了指導(dǎo)老師的細心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助。5設(shè)計中還存在不少錯誤和缺點，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機械設(shè)計的知識，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計實踐操作能力。十二、參考文獻1 濮良貴，紀名剛機械