機械設計課程設計__一級圓柱齒輪減速器說明書

1、尚德博學慎思篤行梓林航天工業(yè)學覘機械設計說課題名稱：一級圓柱齒輪減速機械工程系系別：專業(yè)：機械制造與自動化班級：20130308Z02姓名：鐘周燊學號:20130308Z0227指導老師：王瑞完成日期：2014年12月31日1尚德博學慎思篤行目錄第一章緒論第二章課題題目及主要技術參數(shù)說明2.1課題題目2.2主要技術參數(shù)說明2.3傳動系統(tǒng)工作條件2.4傳動系統(tǒng)方案的選擇第三章減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關性能參數(shù)計算3.1減速器結(jié)構(gòu)3.2電動機選擇3.3傳動比分配3.4動力運動參數(shù)計算第四章齒輪的設計計算（包括小齒輪和大齒輪）4.1齒輪材料和熱處理的選擇4.2齒輪幾何尺寸的設計計算4.2.1 按照接觸強度

2、初步設計齒輪主要尺寸4.2.2 齒輪彎曲強度校核4.2.3 齒輪幾何尺寸的確定4.3齒輪的結(jié)構(gòu)設計第五章軸的設計計算（從動軸）5.1軸的材料和熱處理的選擇5.2軸幾何尺寸的設計計算521按照扭轉(zhuǎn)強度初步設計軸的最小直徑5.2.2軸的結(jié)構(gòu)設計5.2.3軸的強度校核第六章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1軸承的選擇及校核.6.2鍵的選擇計算及校核6.3聯(lián)軸器的選擇第七章 減速器潤滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計算7.1潤滑的選擇確定7.2密封的選擇確定7.3減速器附件的選擇確定7.4箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計算第八章總結(jié)參考文獻第一章 緒 論本論文主要內(nèi)容是進行一級圓柱直齒輪的設計計算， 在設計

3、計算中運用到 了機械設計基礎、機械制圖、工程力學、公差與互換性等多門課程 知識，并運用 AUTOCAD 軟件進行繪圖，因此是一個非常重要的綜合實踐 環(huán)節(jié) ,也是一次全面的、 規(guī)范的實踐訓練。通過這次訓練，使我們在眾多方面 得到了鍛煉和培養(yǎng)。主要體現(xiàn)在如下幾個方面：（1）培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實際的設計思想，訓練了綜合運用機械設計課程和 其他相關課程的基礎理論并結(jié)合生產(chǎn)實際進行分析和解決工程實際問題的能 力，鞏固、深化和擴展了相關機械設計方面的知識。（2）通過對通用機械零件、常用機械傳動或簡單機械的設計，使我們掌握了 一般機械設計的程序和方法，樹立正確的工程設計思想，培養(yǎng)獨立、全面、科 學的工程設計

4、能力和創(chuàng)新能力。（3）另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標準、規(guī)范、手冊、圖冊及相關技術資料的 能力以及計算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計算機輔助設計方面的能力。（4）加強了我們對Office軟件中Word功能的認識和運用。第二章 課題題目及主要技術參數(shù)說明2.1課題題目帶式輸送機傳動系統(tǒng)中的減速器。要求傳動系統(tǒng)中含有單級圓柱齒輪減速器及v帶傳動。2.2主要技術參數(shù)說明輸送帶的最大有效拉力F3.8KN，輸送帶的工作速度V=1.1 m/s,輸送機滾 筒直徑D=330mm。2.3傳動系統(tǒng)工作條件帶式輸送機在常溫下連續(xù)單向運轉(zhuǎn)；載荷較平穩(wěn)；兩班制工作，設 計壽命為10年，小批量生產(chǎn)。允許輸送帶速度誤差為土5%。滾筒的機械

5、效率為0.95 （包括滾筒軸承效率）。2.4傳動系統(tǒng)方案的選擇圖1帶式輸送機傳動系統(tǒng)簡圖計算及說明結(jié)果第二章減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關性能參數(shù)計算3.1減速器結(jié)構(gòu)本減速器設計為水平剖分，封閉臥式結(jié)構(gòu)。3.2電動機選擇（一）工作機的功率PwPw=FV/1000=3.83 10003 1.1/1000=4kw（二）總效率總耳總=口帶耳齒輪口聯(lián)軸器口滾筒11軸承=0.95*0.98*099*0.96*0.99*0.99=0.867（三）所需電動機功率Pd電動機Fd = Pv / 耳總=4/0.876 = 4.5( KW)選用：Y132M1-6查機械零件設計手冊得 Ped = 5.5 kw電動機選用 丫13

6、2M1-6n滿=960r/min3.3傳動比分配工作機的轉(zhuǎn)速n=603 1 000v/ （兀D）=603 10003 1.1/(3.14 3 330)=63.69r/mi ni 總=n滿 / n = 960 / 63. 69 = 15. 07(r / min)取 i帶=3i 齒=i 總 / i 帶=12.076/3 = 5.02i帶=33.4動力運動參數(shù)計算i 齒=4.025（一）轉(zhuǎn)速n計算及說明結(jié)果n。=n滿=1420 (r/min )ni = no / i帶=口滿 / i帶=1420/3=473.333( r/min )nII = nI /i 齒=473.333/4.025=117.589

7、( r/min )nin = n =117.589 (r/min )（二） 功率PP0 =Pd =1.612(kw)P =PJ帶=2.100k 0.94 = 1.974(kw)F2 = PJ齒輪軸承=1.974江 0.98匯 0.99 = 1.916(kw)P3 = F2n聯(lián)軸器 口軸承=1.916 7.99 漢 0.99 = 1.875(kw)（三）轉(zhuǎn)矩TT0 =9550P0/ n0 =95502.100/1420=14.126(N. m)TT帶i帶=14.126x0.96x3=40.684(N m)T2 =TJ 齒輪“軸承 i 齒=40.6847.987.994.025=158.872(N

8、 m)T3 =丁2口聯(lián)軸器軸承 i 齒帶=158.872沃 0.990.99 x 1=155.710(N. m)計算及說明結(jié)果將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸號功率P/kWN/(r.min 1)T/(N - m)in02.100142014.12630.9611.974473.33340.68421.916117.589158.8724.0250.9731.875117.589155.71010.98第四章齒輪的設計計算4.1齒輪材料和熱處理的選擇小齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB = 236大齒輪選用45號鋼，正火處理，HB = 1904.2齒輪幾何尺寸的設計計算4.2.1按照接觸強度初步設計齒輪主要

9、尺寸由機械零件設計手冊查得° H lim 1 = 580MPa , 口 h lim 2 = 530MPa ,SHIim = 1 °Fiim1 =215MPa,°Fiim2 =200MPa,SFlim =1 卩= m/n2 =473.333/117.589=4.025 由機械零件設計手冊查得ZN1 = ZN2 = 1YN1 = YN2 = 1.1由 BHgHlim1ZN-58°-580MPaSH lim1九=皿茲二530亠530MPaSH lim1計算及說明結(jié)果y_215".1_2 MpI F1厶 1 11VI 廠aSf lim1卜_°

10、仙2«2_20°X1.1 _*j f-厶v/rivi i aSF lim1（一）小齒輪的轉(zhuǎn)矩T i=9550R/ n1 =9550x1.974/473.377 = 42.379(N m)（二）選載荷系數(shù)K由原動機為電動機，工作機為帶式輸送機，載何平穩(wěn)，齒輪在兩軸承間對稱布置。查機械原理與機械零件教材中表得，取 K = 1.1（三）計算尺數(shù)比卜卜=4.025（四）選擇齒寬系數(shù)屮d根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對稱布置。查機械原理與機械零件教材中表得，取 屮d二1（五）計算小齒輪分度圓直徑d1d1 >11尚德博學慎思篤行計算及說明結(jié)果12尚德博學慎思篤行計算及說明結(jié)果3d1

11、766;KT i(u 1)H22U3=7661.1 40.684 (4.025 1)1 5302 4.025=44.714( mm)#尚德博學慎思篤行計算及說明結(jié)果#尚德博學慎思篤行計算及說明結(jié)果（六）確定齒輪模數(shù)m#尚德博學慎思篤行計算及說明結(jié)果#尚德博學慎思篤行計算及說明結(jié)果44.7214.025 =112.343 mm#尚德博學慎思篤行計算及說明結(jié)果#尚德博學慎思篤行計算及說明結(jié)果m =(0.007 0.02)a = (0.0070.02)3 185.871取m=2（七）確定齒輪的齒數(shù) 乙和 zd144.7143= 22.36取 Z1 = 24乙込=4.025 24 =96.6 取 Z2

12、 = 96Z1 = 24Z2 = 96#尚德博學慎思篤行計算及說明結(jié)果#尚德博學慎思篤行計算及說明結(jié)果（八）實際齒數(shù)比J乙=96=4Z124-.-齒數(shù)比相對誤差: : 0.006A J <± 2.5% 允許（九）計算齒輪的主要尺寸di = m乙=2 24 =48(mm)13尚德博學慎思篤行計算及說明結(jié)果d2 二 mZ2 =2 96 =192(mm)d1 =48mm d2 =192mm#尚德博學慎思篤行計算及說明結(jié)果11中心距a = (d1 +d2 )= - (48 +192 )=120(mm)22a=120mm齒輪寬度 B2 =屮 d a = 1 X 48 = 48(mm)B1

13、 = B2 + (5 10) = 53 58(mm)取 B1 =57 (mm)B1=57mm（十）計算圓周轉(zhuǎn)速v并選擇齒輪精度B2=48mm叱口3.14匯48沃473.333V=1.1890(m/s)V 1. 1III/ o J60X00060x1000查表應取齒輪等級為9級，疋為IT7但根據(jù)設計要求齒輪的精度等級為 7級。4.2.2齒輪彎曲強度校核（一）由4 2 1中的式子知兩齒輪的許用彎曲應力屛1 =244MPa屛2 】=204MPa（二）計算兩齒輪齒根的彎曲應力由機械零件設計手冊得YF1=2.63Yf2=2.19比較丫尸/匕的值Y F1 /。F1 =2.63/244=0.0108>

14、Yf 2 / 口 F21=2.19/204=0.0107計算大齒輪齒根彎曲應力為14尚德博學慎思篤行計算及說明結(jié)果15尚德博學慎思篤行計算及說明結(jié)果F12000KYfiB2m2Z22000 101.741 2.6366 32 22#尚德博學慎思篤行計算及說明結(jié)果#尚德博學慎思篤行計算及說明結(jié)果強度足夠=40.952(MPa) JF1 丨齒輪的彎曲強度足夠4.2.3齒輪幾何尺寸的確定齒頂圓直徑da由機械零件設計手冊得 h*a =1 C = 0.25da1=54mmda2 =196m m h=4.5mmS=3.14mmP=6.28mm hf=2.5mm ha=2mm df1 =43mm df2=1

15、87mmda1 = d1 2ha1 = Z1 2ha m= (24 2 1) 2 = 54(mm)da2 = d2 2ha2 二 Z2 2ha m = (96 2 1) 2 = 196(mm)齒距P = 23 3.14=6.28(mm)齒根高hf = h a c m =2.5(mm)齒頂高ha=ham=1 2 = 2(mm)齒根圓直徑d fdf1 =d1 -2hf =48 -2 2.5=43(mm)df2 =d2 -2hf =192 -2 2.5 =187(mm)4.3齒輪的結(jié)構(gòu)設計小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)大齒輪的關尺寸計算如下：軸孔直徑d=50(mm)輪轂直徑D1

16、=1.6d=1.63 50=80(mm)輪轂長度L -B2 =66(mm)輪緣厚度8 o =:(34)m = 68(mm)取 o =8輪緣內(nèi)徑D 2= da2-2h-2、o =196-23 4.5-23 8=171(mm)取 D2 = 170(mm)腹板厚度 c=0.3B2=0.33 48=14.4取 c=15(mm)腹板中心孔直徑D 0 =0.5(D,+ D2)=0.5(170+80)=125(mm)腹板孔直徑 d 0 =0.25( D2- Di)=0.25( 170-80)=22.5(mm)取 d0 =20(mm)齒輪倒角 n=0.5m=0.53 2=1齒輪工作如圖2所示：17尚德博學慎思

17、篤行計算及說明結(jié)果#尚德博學慎思篤行計算及說明結(jié)果#尚德博學慎思篤行計算及說明結(jié)果第五章軸的設計計算5.1軸的材料和熱處理的選擇由機械零件設計手冊中的圖表查得選45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB217255b=650MPacrs=360MPa a JL=280MPa5.2軸幾何尺寸的設計計算5.2.L按照扭轉(zhuǎn)強度初步設計軸的最小直徑3 3|從動軸 d2=c J豆-115 J 1.955 =29.35D2=32mmn2 117.587考慮鍵槽 d2 =29.353 1.05=30.82選取標準直徑d2=32(mm)5.2.2軸的結(jié)構(gòu)設計根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強度的原則，主動軸和從動

18、軸均設計為階梯軸。5.2.3軸的強度校核從動軸的強度校核圓周力Ft = 2000T2 =20003 1 58.872/192=1654.92d2徑向力Fr = Ft tan=1654.923 tan20° =602.34由于為直齒輪，軸向力Fa=0作從動軸受力簡圖：(如圖3所示)18尚德博學慎思篤行19尚德博學慎思篤行從動軸Ft FrRHARHB水平面彎矩丄 _LT-! F h垂直面彎矩合力彎矩一 AF“一"tB.3Pr 兄丁".45jONr扭矩1587?Nn危險截面當量彎矩H8.上 ZNe從動軸受力簡圖20尚德博學慎思篤行計算及說明結(jié)果L=110mmRha =

19、Rhb=0.5 Ft =0.53 1654.92=827.46(N)M HC =0.5 Rha L=827.463 1103 0.5/1000=51.72( N m)Rva = Rvb =0.5 Fr =0.53 602.34 =301.17(N m)MVC =0.5RvaL=501.173 1103 0.5/1000=36.4(N -m)轉(zhuǎn)矩 T=158.872(N m)校核MC =、：M HC2 +MVC2 = J51.722 +18.822 =55.04(N m)Me=«MC2 +(aT f =(55.042 +(0.6x158.872 )2 =118.42( N m)由圖表查

20、得，9 j=55MPa33d> 10 / Me =10 /118.42 =29.21(mm)丫0.111 0.1* 55考慮鍵槽 d=29.21mm < 45mm則強度足夠第六章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1軸承的選擇及校核考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用單列深溝球軸承主動軸承根據(jù)軸頸值查機械零件設計手冊選擇6207 2個(GB/T276-1993)從動軸承 62092個(GB/T276-1993)從動軸壽命計劃：承2個兩軸承受純徑向載荷P= F r =602.34X= 1Y=0從動軸軸承壽命：深溝球軸承6209，基本額定功負荷Cr=25.6KNft=1d =3L10h =-10

21、6(ftCr、10625 6 x 1 況 1000 YI =1088120160n21 P 丿 60X17.589、602.34 丿預期壽命為：8年，兩班制L=83 3003 16=38400<1伽軸承壽命合格計算及說明結(jié)果6.2鍵的選擇計算及校核（一）從動軸外伸端d=42，考慮鍵在軸中部安裝故選鍵103 40GB/T1096 2003, b=16, L=50，h=10,選 45 號鋼，其許用擠壓力 匕】=100MPaFt =4000= 4000"58.872=82 75時h lhid8x30x32則強度足夠，合格（一）與齒輪聯(lián)接處 d=50mm，考慮鍵槽在軸中部安裝，故同一方

22、位母線上，選鍵 143 52 GB/T1096 2003, b=10mm, L=45mm , h=8mm ,選45號鋼，其許用擠壓應力 hp 】=100MPad = 4000Ti= 4000"58.872=45.392vgh lhid8X35X50則強度足夠，合格從動軸 外伸端鍵10340GB/10962003與齒輪 聯(lián)接處鍵14352GB/T10962003計算及說明結(jié)果6.3聯(lián)軸器的選擇由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮拆 裝方便及經(jīng)濟問題，選用彈性套柱聯(lián)軸器K=1.3KP111.3 1.916 ,TC =9550=95503 =202.290Cn“117.589選用

23、TL8型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉(zhuǎn)矩Tn =250，TC<Tn。采用Y型軸孔，A型鍵軸孔直徑d=3240,選d=35,軸孔長度L=82選用TL8套住聯(lián)軸器TL8型彈性套住聯(lián)軸器有關參數(shù)型號公稱 轉(zhuǎn)矩T/(N2m)許用 轉(zhuǎn)速n/(r2 min軸孔 直徑 d/mm軸孔 長度L/mm外 徑D/mm材料軸孔 類型鍵 槽 類 型TL625033003582160HT200Y型A型第七章 減速器潤滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計算及裝配圖 7.1潤滑的選擇確定7.1.1潤滑方式1. 齒輪V=1.2vv 12 m/s應用噴油潤滑，但考慮成 本及需要，選用浸油潤滑2. 軸承采用潤滑脂潤滑

24、7.1.2潤滑油牌號及用量齒輪浸油 潤滑軸承脂 潤滑計算及說明結(jié)果1.齒輪潤滑選用150號機械油，最低最高油面距1020mm 需油量為1.5L左右齒輪用150號機械油2.軸承潤滑選用2L 3型潤滑脂，用油量為軸承間軸承用2L3 型隙的1/31/2為宜潤滑脂7.2密封形式1箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2.觀察孔和油孔等處接合面的密封在觀察孔或螺塞與機體之間加石棉橡膠紙、墊片進行密封3.軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對應的軸承外部軸的外伸端與透蓋的間隙，由于 V<3 (m/s),故選用半粗羊毛氈加以密圭寸4.軸承靠近機體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M入軸承內(nèi)部7.3減速器附件的選擇確定列表說明如