一級減速器課程設(shè)計

1、目錄第一部分 課程設(shè)計任務(wù)書及傳動裝置總體設(shè)計1一、課程設(shè)計任務(wù)書1二、該方案的優(yōu)缺點3第二部分 電動機(jī)的選擇3一、原動機(jī)選擇3二、 電動機(jī)的外型尺寸（mm）4第三部分 計算減速器總傳動比及分配各級的傳動比5一、減速器總傳動比5二、減速器各級傳動比分配 5第四部分 V帶的設(shè)計5一、外傳動帶選為普通V帶傳動5二、確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，給制帶輪零件圖7第五部分 各齒輪的設(shè)計計算8一、齒輪設(shè)計步驟8二、 確定齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸，給制齒輪零件圖10第六部分 軸的設(shè)計計算及校核計算10一、從動軸設(shè)計10二、主動軸的設(shè)計15第七部分 滾動軸承的選擇及校核計算19一、從動軸上的軸承19二、主動軸上的軸承19第八部

2、分 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算20一、根據(jù)軸徑的尺寸，選擇鍵20二、鍵的強(qiáng)度校核20第九部分 減速器箱體、箱蓋及附件的設(shè)計計算21一、減速器附件的選擇21二、箱體的主要尺寸21第十部分 潤滑與密封23一、減速器的潤滑23二、減速器的密封23第十一部分 參考資料目錄24第十二部分 設(shè)計小結(jié)24第一部分 傳動裝置總體設(shè)計一、課程設(shè) 計任務(wù)書設(shè)計帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置（簡圖如下）數(shù)據(jù)編號12345678 運(yùn)輸機(jī)工作轉(zhuǎn)矩T(N·m)800600750600500700650700運(yùn)輸機(jī)帶速V(m/s)1.41.41.51.51.61.61.71.7卷筒直徑D/mm300300300300300300

3、300300原始數(shù)據(jù)：工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動， 兩班制工作（16小時/天）， 5年大修，運(yùn)輸速度允許誤差為。課程設(shè)計內(nèi)容1）傳動裝置的總體設(shè)計。2）傳動件及支承的設(shè)計計算。3）減速器裝配圖及零件工作圖。4）設(shè)計計算說明書編寫。 每個學(xué)生應(yīng)完成：1） 部件裝配圖一張（A0）。2） 零件工作圖兩張（A3）3） 設(shè)計說明書一份（6000-8000字）。本組設(shè)計數(shù)據(jù)：第8組數(shù)據(jù)：運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩T/(N.m) 700 運(yùn)輸機(jī)帶速V/(m/s) 1.70 卷筒直徑D/mm 300 已給方案：外傳動機(jī)構(gòu)為帶傳動。 減速器為單級圓柱齒輪減速器。 傳動裝置總體設(shè)計傳動方案（上面已給定）1）

4、外傳動為帶傳動。2） 減速器為單級圓柱齒輪減速器3） 方案簡圖如下：二、該方案的優(yōu)缺點 該工作機(jī)有輕微振動，由于V帶有緩沖吸振能力，采用V帶傳動能減小振動帶來的影響，并且該工作機(jī)屬于中小功率、載荷變化不大，可以采用V帶這種簡單的結(jié)構(gòu)，并且價格便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了成本。減速器為一級圓柱齒輪減速器，原動機(jī)部分為Y系列三相交流異步電動機(jī)，減速器低速軸與工作機(jī)軸連接用的聯(lián)軸器選用凸緣聯(lián)軸器，滾動軸承選用深溝球軸承等。 總體來講，該傳動方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低傳動效率高。 第二部分 電動機(jī)的選擇一、原動機(jī)選擇選用Y系列三相交流異步電動機(jī)

5、，同步轉(zhuǎn)速1500r/min，滿載轉(zhuǎn)速1460r/min。 傳動裝置總效率： =0.97 （見課程設(shè)計手冊，表1-7） 為軸軸承效率 為齒輪傳動效率 為軸軸承效率 為聯(lián)軸器效率 為卷筒效率電動機(jī)的輸出功率： 其中 PW 為工作機(jī)（即輸送帶）所需功率 （卷筒轉(zhuǎn)速）工作機(jī)的效率 =0.96 （見課程設(shè)計手冊，表1-7） 取 選擇電動機(jī)為Y160M-4型 （見課程設(shè)計手冊，表12-1） 技術(shù)數(shù)據(jù)：額定功率（） 11 滿載轉(zhuǎn)矩（） 1460 額定轉(zhuǎn)矩（） 2.2 最大轉(zhuǎn)矩（） 2.3 Y132S-42、 電動機(jī)的外型尺寸（mm）A：254 B：210 C：108 D：42 E：110 F：12 G：3

6、7 H：160 K：15 AB：330 AC：325 AD：255 HD：385 BB：270 L：600（參考課程設(shè)計手冊，表12-4）第三部分 計算減速器總傳動比及分配各級的傳動比 一、減速器總傳動比 （見課程設(shè)計手冊，表13-2） 二、減速器各級傳動比分配 初定： （帶傳動） （單級減速器）第四部分 V帶的設(shè)計 一、外傳動帶選為普通V帶傳動 （1） 確定計算功率：查表13-8得，故 （2）選帶型號根據(jù) kW,由圖13-15查此坐標(biāo)點位于窄V帶選型區(qū)域處，所以選用窄V帶SPZ型。 （3）確定大、小帶輪基準(zhǔn)直徑 參考圖13-16及表13-9選取小帶輪直徑 （電機(jī)中心高符合要求） 從動帶輪直徑

7、 ，取 （4）驗算帶速帶速在525 m/s范圍內(nèi)，合適 （5）從動輪帶速及傳動比 ， （6）確定V帶基準(zhǔn)長度和中心距 初步選取中心距 所以 取 由式（13-2）得帶長查表13-2，對SPZ型帶選用：（7) 驗算小帶輪包角由式（13-1）得 合適 （8）確定SPZ型窄V帶根數(shù)Z由式（13-15）得 查表13-4知單根SPZ帶的基本額定功率查表13-6知單根SPZ帶的基本額定功率的增量式由查表13-7用線性插值法求得查表13-2得，由此可得 ,取4根 （9）求作用在帶輪軸上的壓力查表13-1得q=0.07kg/m,故由式13-17得單根V帶的初拉力作用在軸上的壓力二、確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，給制帶輪零

8、件圖 小帶輪基準(zhǔn)直徑采用實心式結(jié)構(gòu)。大帶輪基準(zhǔn)直徑采用輪輻式結(jié)構(gòu)大帶輪的簡圖如下：第五部分 各齒輪的設(shè)計計算一、齒輪設(shè)計步驟選用直齒圓柱齒輪，均用軟齒面。齒輪精度用8級，輪齒表面精糙度為Ra1.6，軟齒面閉式傳動，失效形式為占蝕。（1）選擇材料及確定許用應(yīng)力 小齒輪采用40MnB調(diào)質(zhì),齒面硬度為241286HBS,(表11-1),大齒輪用ZG35SiMn調(diào)質(zhì)，齒面硬度為241269HBS， ， (表11-1)，由表11-5，取 （2） 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 設(shè)齒輪按8級精度制造。取載荷系數(shù)K=1.5(表11-3），齒寬系數(shù) （表11-6）小齒輪上的轉(zhuǎn)矩取(表11-4）齒數(shù)取模數(shù) 齒寬 按表4-1

9、取m=3mm,實際的中心距 (3) 驗算輪齒彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù) 由式（11-5） （4）齒輪的圓周速度對照表11-2可知選用8級精度是合適的。總結(jié): 直齒圓柱齒輪 2、 確定齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸，給制齒輪零件圖 大齒輪示意圖第六部分 軸的設(shè)計計算及校核計算一、從動軸設(shè)計 1、選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力 選軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表14-1知 2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑 單級齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接，從結(jié)構(gòu)要求考慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為：按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初估軸的直徑,查表14-2得c=118107,取c=112則: 從動軸： 考慮鍵槽的影響以及聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn)， 3、

10、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式，按比例繪制軸系結(jié)構(gòu)草圖1）、聯(lián)軸器的選擇 可采用彈性柱銷聯(lián)軸器，查2表9.4可得聯(lián)軸器的型號為 :GY7凸緣聯(lián)軸器 GB/T 5843-20032）、確定軸上零件的位置與固定方式 單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置 在齒輪兩邊。軸外伸端安裝聯(lián)軸器，齒輪靠油環(huán)和套筒實現(xiàn) 軸向定位和固定，靠平鍵和過盈配合實現(xiàn)周向固定，兩端軸承靠套筒實現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實現(xiàn)周向固定 ，軸通過兩端軸承蓋實現(xiàn)軸向定位，聯(lián)軸器靠軸肩平鍵和過盈配合分別實現(xiàn)軸向定位和周向定位。 3）確定各段軸的直徑 將估算軸d=55mm作為

11、外伸端直徑d1與聯(lián)軸器相配（如圖）， 考慮聯(lián)軸器用軸肩實現(xiàn)軸向定位，取第二段直徑為d2=60mm齒輪和右端軸承從右側(cè)裝入，考慮裝拆方便以及零件固定的要求，裝軸承處d3應(yīng)大于d2，取d3=65mm，為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑d4應(yīng)大于d3，取d4=70mm。齒輪右端用用套筒固定,左端用軸肩定位,軸肩直徑，滿足齒輪定位的同時,還應(yīng)滿足左側(cè)軸承的安裝要求,根據(jù)選定軸承型號確定.右端軸承型號與左端軸承相同,取 4)選擇軸承型號.由 表16-2及表16-4初選深溝球軸承,代號為6213,查機(jī)械設(shè)計手冊可得:軸承寬度B=23，安裝尺寸,選軸肩直徑d5=78mm. 5）確定各段軸的長度段：d1=55mm

12、 長度取L1=100mmII段:d2=86mm 長度取 III段直徑d3=65mm，此段安裝軸承，軸承右端靠套筒定位，軸承左端靠軸承蓋定位初選用6213深溝球軸承，其內(nèi)徑為65mm,寬度為23mm，取軸肩擋圈長為10mmL3=5+10+11.5+11.5=38mm段直徑d4=70mm，此段安裝從動齒輪，由上面的設(shè)計從動齒輪齒寬b=90mm,段直徑d5=78mm. 長度L5=12mm段直徑，長度24mm由上述軸各段長度可算得軸支承跨距（11.5+12+45）×2=137mm 4、軸的強(qiáng)度校核按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計算 從動齒輪分度圓直徑1)繪制軸受力簡圖（如圖a） 齒輪所受轉(zhuǎn)矩 作用在齒輪上的

13、圓周力：Ft=2T/d= 徑向力：Fr=Fttan200=4978×tan200 =1812N 該軸兩軸承對稱，所以2)求垂直面的支承反力求水平面的支承反力3) 由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為MC1=FAy L/2=906×68.5×=62N·m截面C在水平面上彎矩為：MC2=FAZ L/2=2489×68.5×=170.5N·m4) 繪制垂直面彎矩圖（如圖b） 繪制水平面彎矩圖（如圖c）5) 繪制合彎矩圖 （如圖d）MC=(MC12+MC22)1/2=（622+170.52)1/2=181.4N&#

14、183;m6) 繪制扭矩圖 （如圖e）轉(zhuǎn)矩：T=9550×（P/n）=896N·m7)繪制當(dāng)量彎矩圖 （如圖f）截面c處最危險，如認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)，截面C處的當(dāng)量彎矩：Mec=MC2+(T)21/2=181.42+(0.6×896)21/2=567.4N·m8）校核危險截面C的強(qiáng)度軸的材料選用45鋼，調(diào)制處理，由表14-1查得，由表14-3查得，則該軸強(qiáng)度足夠。圖a-f 如下圖：二、主動軸的設(shè)計 1、選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力 選軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表14-1知2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑初估軸徑，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初估

15、軸的直徑,查表14-2得c=118107,取c=112則 主動軸：考慮到鍵槽對軸的削弱，取 3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式，按比例繪制軸系結(jié)構(gòu)草圖，草圖類似從動軸。確定軸上零件的位置與固定方式 單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置 在齒輪兩邊。齒輪靠油環(huán)和套筒實現(xiàn)軸向定位和固定,靠平鍵和過盈配合實現(xiàn)周向固定，兩端軸承靠套筒實現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實現(xiàn)周向固定 ，軸通過兩端軸承蓋實現(xiàn)軸向定位。4 確定軸的各段直徑初選用6209深溝球軸承，其內(nèi)徑為45mm,寬度為19mm。 將估算軸d=35mm作為外伸端直徑d1,取第二段直徑為d

16、2=40mm齒輪和右端軸承從右側(cè)裝入，考慮裝拆方便以及零件固定的要求，裝軸承處d3應(yīng)大于d2，取d3=45mm，為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑d4應(yīng)大于d3，取d4=50mm。齒輪右端用用套筒固定,左端用軸肩定位,軸肩直徑，滿足齒輪定位的同時,還應(yīng)滿足左側(cè)軸承的安裝要求,根據(jù)選定軸承型號確定.右端軸承型號與左端軸承相同,取d6=45mm.選擇軸承型號.由 表16-2及表16-4初選深溝球軸承,代號為6209,查機(jī)械設(shè)計手冊可得:軸承寬度B=19，安裝尺寸,選軸肩直徑d5=58mm.5 確定各段軸的長度段：d1=35mm 長度取L1=75mmII段:d2=40mm 長度取 III段直徑d3=45

17、mm，此段安裝軸承，軸承右端靠套筒定位，軸承左端靠軸承蓋定位初選用6209深溝球軸承，其內(nèi)徑為45mm,寬度為19mm，取軸肩擋圈長為10mmL3=5+24+19=48mm段直徑d4=50mm，此段安裝主動齒輪，由上面的設(shè)計從動齒輪齒寬b=95mm,段直徑d5=58mm. 長度L5=10mm段直徑，長度10+20=30mm由上述軸各段長度可算得軸支承跨距6 軸的強(qiáng)度校核按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計算1)繪制軸受力簡圖（如圖a） 齒輪所受的轉(zhuǎn)矩：T=9550P/n=9550×10.4544/429=232.5 作用在齒輪上的圓周力：Ft=2T/d= 徑向力：Fr=Fttan200=5167

18、5;tan200 =1881N 該軸兩軸承對稱，所以2)求垂直面的支承反力求水平面的支承反力3）由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為MC1=FAy L/2=940.5×77×10-3=72.4N·m截面C在水平面上彎矩為：MC2=FAZ L/2=2583.5×77×10-3=199N·m4）繪制垂直面彎矩圖（如圖b） 繪制水平面彎矩圖（如圖c）5) 繪制合彎矩圖 （如圖d）MC=(MC12+MC22)1/2=（72.42+1992)1/2=212N·m6）繪制扭矩圖 （如圖e）轉(zhuǎn)矩：T=9550×

19、（P/n）=232.5N·m7)繪制當(dāng)量彎矩圖 （如圖f）截面c處最危險，如認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)，截面C處的當(dāng)量彎矩：Mec=MC2+(T)21/2=2122+(0.6×232.5)21/2=254N·m8）校核危險截面C的強(qiáng)度軸的材料選用45鋼，調(diào)制處理，由表14-1查得，由表14-3查得，則圖a-f 類似從動軸，此圖省略。第七部分 滾動軸承的選擇及校核計算一、從動軸上的軸承 由初選的軸承的型號為: 6213,查表6-1（課程設(shè)計手冊）可知:d=65mm,外徑=120mm,寬度B=23mm,基本額定動載荷， 基本額定靜載荷 極限轉(zhuǎn)速630

20、0r/min根據(jù)設(shè)計條件要求，軸承預(yù)計壽命為Lh=5×300×16=24000h 軸承基本額定動載荷為,所以因為，所以，故所選軸承適用二、主動軸上的軸承 由初選的軸承的型號為: 6209,查表6-1（課程設(shè)計手冊）可知:d=45mm,外徑=85mm,寬度B=19mm,基本額定動載荷， 基本額定靜載荷 極限轉(zhuǎn)速9000r/min根據(jù)設(shè)計條件要求，軸承預(yù)計壽命為Lh=5×300×16=24000h 軸承基本額定動載荷為深溝球軸承只考慮徑向載荷,則當(dāng)量動載荷,所以因為，所以，故所選軸承適用 第八部分 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算一、根據(jù)軸徑的尺寸，選擇鍵鍵1，主動軸

21、與V帶輪連接的鍵為：GB/T1096 鍵10×8×63鍵2，主動軸與小齒輪連接的鍵為：GB/T1096 鍵14×9×70鍵3，從動軸與大齒輪連接的鍵為：GB/T1096 鍵20×12×70 鍵4，從動軸與聯(lián)軸器連接的鍵為：GB/T1096 鍵16×10×80 查課程設(shè)計（表4-1） 二、鍵的強(qiáng)度校核鍵1，GB/T1096 鍵10×8×63 工作長度擠壓強(qiáng)度 鍵2，GB/T1096 鍵14×9×70 工作長度擠壓強(qiáng)度 鍵3，GB/T1096 鍵16×10×7

22、0 工作長度 擠壓強(qiáng)度 鍵4，GB/T1096 鍵16×10×80 工作長度擠壓強(qiáng)度 第九部分 減速器箱體、箱蓋及附件的設(shè)計計算一、減速器附件的選擇 通氣器：由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M12×1.5油面指示器：選用游標(biāo)尺M(jìn)12起吊裝置：采用箱蓋吊耳、箱座吊耳放油螺塞：選用外六角油塞及墊片M12×1.5根據(jù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計表11-1選擇適當(dāng)型號： 起蓋螺釘型號：GB/T5782-2000 M12×45,材料5.8 高速軸軸承蓋上的螺釘：GB578386 M8×25,材料5.8低速軸軸承蓋上的螺釘：GB5782-200

23、0 M8×25,材料5.8 螺栓：GB57822000 M16×120，材料5.8二、箱體的主要尺寸(1)箱座壁厚：=0.025a+1=0.025×225+1= 6.625 mm 取=10mms (2)箱蓋壁厚：=0.02a+1=0.02×225+1= 5.5mm 取=10mm(3)箱蓋凸緣厚度：b1=1.5=1.5×10=15mm(4)箱座凸緣厚度：b=1.5=1.5×10=15mm(5)箱座底凸緣厚度：b2=2.5=2.5×10=25mm(6)地腳螺釘直徑：df =0.036a+12=0.036×225+12=

24、20.1mm 取df =20mm(7)地腳螺釘數(shù)目：n=4 (因為a<250) (8)軸承旁連接螺栓直徑：d1= 0.75df =0.75×20= 15mm 取 d1=16mm (9) 蓋與座連接螺栓直徑： d2=(0.5-0.6)df =1012mm 取d2= 12mm (10)連接螺栓d2的間距：L=150200mm(11)軸承端蓋螺釘直徑：d3=(0.4-0.5)df=810mm取d3= 8mm (12)檢查孔蓋螺釘直徑：d4=(0.3-0.4)df=68mm取d4=8mm (13)定位銷直徑：d=(0.7-0.8)d2=8.49.6mm取d=8mm (14) df 、d1 、d2至外箱壁距離C1=26mm (15) df、d2至外箱壁距離C2=24mm（16）軸承旁凸臺半徑R1=C2=24mm(17)凸臺高度：根據(jù)低速級軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)(18)外箱壁至軸承座端面的距離：C1C2510=58mm(19)鑄造過度尺寸 (20)大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁間的距離