一級圓柱齒輪減速器設計說明書(共26頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上精密儀器課程設計 設計題目：一級齒輪減速器 班 級： 學 號： 姓 名： 楊曉建 指導老師： 張紅艷 目 錄一、電動機的選擇 - 4二、傳動比的分配 - 5 三、傳動裝置各軸的運動和動力參數(shù) - 5 四、V帶的設計與計算 - 7 五、齒輪的選擇 - 10六、軸的設計- 131、軸的設計 （高速軸） - 13 2、軸的設計 （低速軸） - 19七、減速箱的設計 - 25 八、潤滑的選擇 - 26 九、參考文獻 - 27 精密儀器課程設計任務書1、設計:帶式運輸傳動系統(tǒng)2、題目:要求：傳動裝置含有圓柱齒輪減速器3、原始:1）運輸帶工作拉力：F= 1789N 2）運輸帶工作

2、速度V=2m/s 3)運輸機卷筒直徑D=400mm4、傳動簡圖1、V帶運動 2、運動帶3一級圓柱齒輪減速器4、聯(lián)軸器5、電動機 6、卷筒5、工作條件:連續(xù)單向運轉，載荷平穩(wěn)，空載起動，380/220V的三相交流電源。6、技術要求:使用年限8年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作， 7、設計任務:說明書一份，裝配圖一份一、電動機的選擇1、 確定電動機的類型按工作要求選擇Y系列全封閉直扇冷式籠型三相異步電動機，電壓380/220V2、選擇電動機的容量查機械設計課程設計按（2-1）式電動機所需功率為 ，按（2-2）式工作所需功率為 ，傳動裝置的總效率為按表2-3確定各部分效率，V帶傳動效率，滾動軸承傳動效率，閉

3、式齒輪傳動效率，聯(lián)軸器，傳動滾筒，所需電動機功率為，因為載荷平穩(wěn)電動機額定功率Ped大于Pd即可。3、確定電動機轉速滾筒工作轉速，V帶傳動比常用范圍i帶=24，齒輪傳動比常用范圍為i齒=35，i總范圍為620，故電動機轉速nd=inw=(620)×170.9=(1025.43418)r/min,符合這一范圍同步轉速有1500r/min由表16-1得電動機數(shù)據(jù)及計算的總傳動比：（表一）電動機型號額定功率滿載轉速堵轉轉矩最大轉矩總傳動比iY132M-83KW710r/min2.02.05.90Y132S-63KW960 r/min2.02.08.0Y100L2-43KW1440r/min

4、2.22.211.82根據(jù)表中數(shù)據(jù)，綜合考慮，選用電動機為Y100L2-4，傳動比為11.82，易于分配傳動比。二、 分配傳動比1、總傳動比 i總=n電/nw=1440/120.31=8.432、分配傳動裝置上各級傳動比由機械設計課程中表2-1取V帶傳動：比i=24，取i帶=3則減速器傳動比為三、傳動裝置各軸的運動動力參數(shù)1、I軸（高速軸）P1=Po1=3.041KW 2、軸（低速軸）P2=PO·01·2·3=2.919KW4、軸（滾筒軸）P3=P2·2·4=2.89KW 輸出功率或轉矩分別為各軸的輸出功率或輸出轉矩乘以軸承效率0.99各軸運動

5、和動力參數(shù)：（表二）軸名稱功率(KW)轉速(r/min)轉矩(N·mm)I3.9932420200II3.799640800III3.04196162001、選擇V帶型號查機械設計基礎表6-5根據(jù)工作條件系數(shù)KA=1.3,由式（6-14）得Pd=KAP,Pd=1.3×2.4=3.12KW,根據(jù)Pd和n1查圖6-8選A型帶2、確定帶輪的基準直徑dd1、dd2(1)選取小帶輪的直徑dd1，由于Pd-n坐標的交點落在圖6-8中A型帶區(qū)內虛線的上方故選dd1=100mm（2）確定帶輪的基準直徑 取小帶輪直徑d1=100mm>=75mm 所以大帶輪直徑d2=n1/n2*d1=2

6、10mm 實際傳動輪轉速 V= =6.6m/s 帶速一般應在525之間,V=6.6m/s，合適3、確定中心距和帶的基準長度Ld(1)初定中心距a0根據(jù)式（6-16）0.7（dd1+dd2）a02(dd1+dd2) ,0.7×(100+210)a02×(100+210)，所以a0取600mm(2)確定帶的長度Ld由式（6-17）計算Ld 查表取Ld=1500mm,中心距a0=600mm(4)驗證小帶輪包角1由式（16-9）得因為 ， ，所以合適(5)確定V帶的根數(shù)Z因為，A型帶，i=3,查表6-3得，,P=0.11,查表6-4得，查表6-2得將各數(shù)值代入式（6-20）中 取Z

7、=3(6)計算初拉力F0查表6-1，A型帶 q=0.10·m 由式(6-21)得(7)計算帶作用在軸上的力Fr(8)帶輪的結構設計查機械設計基礎表6-1，小帶輪dd1=100mm采用實心輪，大帶輪dd2=210mm,采用H型孔板輪，取輪緣寬度B=（Z-1）e+2f=(3-1)×15+2×10=50mm,根據(jù)機械設計基礎表6-1，取孔徑d=25mm,按表6-1確定結構尺寸，基準寬，bd=11mm,槽頂寬b=13.2mm,基準到槽頂高hmin=2.75mm,基準到槽府深hmin=8.7mm,第一槽到端面距離f=10mm,槽間距e=15mm,最小輪緣厚=6mm,輪緣外徑

8、da=dd+2ha=300+2×2.75=305.5mm,輪緣內徑d2=dd-2(hf+)=300-2×(8.7+6)=270.6mm,槽楔角=340，腹板厚s=15mm.五、齒輪的選擇1、確定材料確定許應力查機械設計基礎，因為傳動帶為輕沖擊載荷，大小齒輪均用40Cr調質處理硬度,H1=H2=4855計算時取H1=H2=52HRC精度等級8級，根據(jù)表8-8,Ra=1.6m,速度V 6（m·s-1）,HLin1=HLim2=1200MPa,查圖8-40得，H1=H2=0.96×HLim=0.96×1200=1080MPa，查圖8-42得，F(xiàn)Lim

9、1=FLim2=370MPa，單向受力，F(xiàn)1= F2=1.4×FLim1=518MPa2、初定主要尺寸(1)傳動比對于一般單級減速器傳動i7,在前面已經(jīng)計算出i=2.7(2)齒數(shù)Z一般齒數(shù)Z17，避免產(chǎn)生根切現(xiàn)象取Z1=25(3)齒寬系數(shù)d 根據(jù)機械設計基礎查表8-15d=0.6，Z2=iZ1=2.7×25=68(4)齒數(shù)比=(5)載荷系數(shù)K查表K=1.4，轉矩T1=74.61×103N·m(6)材料彈性系數(shù)查表，(7)節(jié)點區(qū)域系數(shù)查圖ZH=2.5， ，對于傳遞動力地齒輪，模數(shù)不宜小于1.52mm，以免模數(shù)過小發(fā)生意外斷齒，根據(jù)機械設計基礎表8-2，選m

10、=2.53、計算齒輪主要參數(shù)小齒輪的分度圓直徑dd1=mz1=2.5×25=62.5mm,d2=mz2=2.5×68=170mm計算圓周速度Z1=25，Z2=68，i齒=2.7，m=2.5,d1=mz1=2.5×25=62.5mm,d2=mz2=2.5×68=170mm,ha=ha*m=1×2.5=2.5,hf=(ha*+c*)m=(1+0.25)×2.5=3.13,h=ha+hf=2.5+.3.13=5.63mm,P=m=3.14×2.5=7.85mm,S=m/2=7.85/2=3.93mm,b2=b=dd1=0.6

11、15;62.5=37.5mm,取40mm，b1=b+(510)=(42.547.5)mm略大于b2,b1取45mmdh1=mz1·cos=2.5×25×0.94=59mm,dh2=mz2·cos=2.5×68×0.94=160mm,da1=d1+2ha=62.5+2×2.5=67.5mm,da2=d2+2ha=170+2×2.5=175mm,df1=d1-2hf=62.5-2×3.13=56.24mm,df2=d2-2hf=170-2×3.13=163.74mm,中心距=a=m/2(z1+z2)

12、=2.5/2×(25+68)=116.25mm4、校核齒面接觸強度 所以合適5、校核齒根彎曲疲勞強度 所以合適,小齒輪采用齒輪軸的形式，大齒輪采用盤式齒輪.齒輪圖六、軸的設計(一)軸的設計1、軸為高速軸齒輪軸采用45#正火,查機械設計基礎表14-8b=600MPa ,b-1=55MPa2、按扭轉強度初估軸的最小直徑查表14-7，A=118mm,按式（14-6）得查機械課程設計表13-5，取d1=25mm3、初定齒輪與軸承的潤滑初定圓周速度初定齒輪由油浴潤滑，軸承采用油潤滑。4、軸系的初步設計采用直齒圓柱齒輪，無軸向力，選擇兩端面單向固定右端用軸肩定位，左端用軸端檔圈固定，用C型普通鍵

13、聯(lián)接帶輪，并實現(xiàn)周向定位。5、定向尺寸確定軸段d1=25mm,逐段相鄰直徑d2起定位作用，用定位軸肩h=(0.070.1)d,取d2d1+2h25+2×(0.070.1)×25=(28.530)mm,該直徑處安裝密封氈圈，取標準直徑d2=30mm,d3與軸承內徑配合為便于軸承安裝d3d2,查機械課程設計表11-1,d3=35mm,取深溝球軸承6007，d5為齒輪部分，取d5=da1=67.5mm,d4取46mm,d6=d4=46mm,因d7處安裝軸承，d7=d3=35mm6、軸向尺寸的確定與傳動零件（如齒輪、帶輪、聯(lián)軸器等）相配合的軸段，一般略小于傳動零件的輪轂寬度，L1處

14、安裝帶輪取L1=50-2=48mm。L5處為齒輪部分，L5=45mm,齒輪距箱壁1015mm，取10mm,采用油潤滑取=3，所以L6=L4=3+10=13mm軸承寬為14mm，L3=L7=14mm,分箱面寬L=47mm,軸承蓋螺釘至皮帶輪距離1=1015mm,取短蓋e=7.2mm,m=32mm,D=62mm,D4=D-(1015)=(5241)mm,取D4=50mm,D0=62+2.5d3=77mm,D2=D0+2.5d3=92mm，D6=D-(24)=6058mm,取D6=60mm,e1=18mm,端蓋處為了便于螺釘裝卸留1015mm，取10mm,L2=32+7.2+4+10=53.2mm,

15、取54mm,軸總L=48+54+14+13+45+13+14=201mm,兩軸承中心距L=14+13+45+13=85mm7、強度校核(1)齒輪的切向力 Ft1=2T/d=2×74.61×103/62.5=2387.5N齒輪的徑向力 Fr1=Ft1·tan=2387.5×tan20。=868.98N(2)帶輪的切向力 Ft2=0N 帶輪的徑向力 Fr2=960.44N(3)軸的受力分析，繪制軸受力圖（a），繪制水平受力圖（b），并求支反力FH1、FH2，水平面85FH=（85+85）Fr2-42.5Fr1=170×960.44-42.5

16、5;868.98=.15NFH=1486.39N85FH=42.5Fr1+85Fr2=42.5×868.98+85×960.44=.05NFH=1394.93N繪制垂直受力圖（d）85Fv=42.5 Ft1=42.5×2387.5=.75NFv=1193.75N85Fv=42.5 Ft1=42.5×2387.5=.75NFv=1193.75N(4)繪制彎矩圖， 水平面彎矩圖（a）a截面 MH=85×Fr2=85×960.44=81637.4N·mmb截面 MHb=42.5×FH=42.5×1394.93=

17、59284.53N·mm垂直平面彎矩圖(e) Mvb=42.5 Fv=42.5×1193.75=50734.38N·mm合成彎矩圖f(5)繪制轉矩圖(g) 轉矩T=74.61×103N·mm(6)繪制當量轉矩圖)(h)單向運轉轉矩為脈動循環(huán)=0.6,aT=0.6×74.61×103=44766N·mmb截面合成彎矩截面合成彎矩(7)分別校核，a,b截面考慮到a處存在鍵槽實際直徑分別為25mm,67.5mm 強度足夠.受力圖：圖一(8)軸承的強度校核使用深溝球軸承6007，F(xiàn)>F只需驗證處軸承可查機械課程設計，

18、表11-1深溝球軸承6007，Cr=16.2KN,C0r=10.5KN,直齒圓柱齒輪無處載荷Fa=0,取X=1，Y=0，查機械設計基礎表14-10，KP=1.1，P=KP·X·F=1.1×1×1906.4=2097.04N。軸承壽命查機械設計基礎式14-10，軸承通常在1000030000h，所以所選軸承合適。(9)鍵的設計與校核1）選用A型普通平鍵2）按軸徑d=25,查機械設計基礎表2-1，鍵寬b=8,h=7.L=1890,L=48-(5-10)=(4338)mm, 取L=40，標記為鍵8×40GB1096-79查機械設計基礎表2-2， 所選

19、擇的鍵強度合格軸1圖(二)、軸的設計1、 軸為低速軸，選用45#鋼正火，查機械設計基礎表14-1取b=600MPa,由表14-8-1=55MPa2、按扭轉強度的直徑；由機械設計基礎表14-7的A=118，按式14-6得取d1=32mm3、齒輪的潤滑齒輪圓周速度V=dn/60×1000=×170×118.51/60×1000=1.05m/s,確定齒輪使用油浴潤滑，軸承使用油潤滑。4、軸系的初步設計采用直齒圓柱齒輪傳動，無軸向力，采用兩端單向固定，左端軸肩定位，右端軸肩擋圈固定，齒輪左端軸肩定位，右端套筒定位，采用A型普通平鍵連接齒輪，聯(lián)軸器處選用A型普通平

20、鍵連接。5、軸的結構設計(1)徑向尺寸的設計軸徑d1=32mm,與聯(lián)軸器連接，d2起定位固定作用，取軸高h=(0.070.1)d1=(0.070.1)×32=(2.243.2)mm,取h=2.6mm,d2=d1+2h=32+2×2.6=37.2mm,取d2=38mm,d3處安裝軸承取d3=45mm,為了便于軸承的安裝，選定軸承6009，d4為齒輪部分為了便于裝配取d4=50mm,d5起定位作用h=(0.070.1)d4=(0.070.1)×50=(3.55)mm,取h=4mm,d5=d3+2×4=58mm,取d5=58mm,d6起定位軸承作用，d6=52

21、mm,d7處安裝軸承取d7=d3=45mm.(2）軸向尺寸的確定與傳動體配合軸段長一般小于傳動件寬度，齒輪寬B=40mm,取L4=38mm,軸承器選YLD凸緣聯(lián)軸器，YL6是標記聯(lián)軸器J32×60/J130×60GB5843-86，取L1=60mm,軸承寬取15mm,齒輪距箱內壁為10mm，采用油潤滑，=5mm,分箱用M12螺栓連接，L5=10mm,L6=7.5mm,L7處與軸承連接，取L7=16mm,L3上裝有軸套和軸承，軸套取為17.5mm，軸套起定位作用，D0取50mm,小徑取D1=45mm,L3=17.5+16+2=35.5mm,e=9.2mm,m=28mm,D=7

22、5mm,e1=16mm,D0=95mm,D2=D0+2.5d3=115mm,D4=D-15=60mm, D6=72mm,L2=28+9.6+5.3+10=52.9mm,取53mm,軸總長L=60+53+33.5+40+16+17.5=220mm,兩軸承間距離L=17.5+40+17.5+16=91mm.(6)強度效核1)齒輪的切向力 Ft=2T/d=2×179.7×103/170=2114.11N齒輪的徑向力 Fr=Ft·tan=2114.11×tan200=769.47N2)軸的受力分析(a)，并求支反力繪水平受力圖(b)FH=45.5Fr/91=45

23、.5×769.47/91=284.74NFH=45.5Fr/91=45.5×769.47/91=284.74N垂直受力圖（d）Fv=45.5Ft/91=45.5×2114.11/91=1057.06NFv=45.5Ft/91=45.5×2114.11/91=1057.06N繪制彎矩圖(c),(e)b截面彎矩 水平MHb=45.5 FH=45.5×384.74=17505.67N·mm垂直MVb=45.5FVI=45.5×1057.06=48096.23N·mm合成彎矩圖(f)繪制轉矩圖(g)繪制當量轉矩單向循環(huán)，轉

24、矩為脈動循環(huán)=0.6，aT=0.6×179.7×103=N·mm繪制扭矩圖(h)a截面合成彎矩b截面合成彎矩分別校核a,b截面直徑考慮鍵槽比實際選擇的小，所以合適受力圖：圖二3）軸承的強度校核查機械課程設計表11-1，深溝球軸承6009的Cr=21KN,C0r=14.8kN,因采用直齒圓柱齒輪，所以無軸向力，取X=1，Y=0，查機械設計基礎表14-10，KP=1.1，P=KP·X·F=1.1×1×1124.9=1237.39N,計算軸承的使用壽命，軸承通常在1000030000h，所以所選軸承型號合適。(7）鍵的設計1）聯(lián)軸器和齒輪選用A型普通平鍵連接齒輪上的鍵的設計按軸徑d=50mm,查機械設計基礎表2-1，鍵寬b=14,h=9mm,L=1890,L=38-(5-10) 取L=28，標記為鍵14×28GB1096-79，查機械設計基礎表2-2，所選擇的鍵強度合格2)聯(lián)軸器上鍵的設計按軸徑d=32mm,查機械設計基礎表2-1，b=10m