圓柱直齒齒輪減速器課程設(shè)計(jì)

1、一.設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū).2.2三.電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算.2（一）.選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)型式（二）.選擇電動(dòng)機(jī)容量（三）.確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)（四）.確定電動(dòng)機(jī)的安裝及外形尺寸（五）.確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比四.傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算.4五.傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.5（一）減速器內(nèi)傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)（圓柱直齒）（二）減速器外傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)（圓錐直齒）六.箱體設(shè)計(jì).10七.軸的計(jì)算.11八.滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算.14九.鍵連接的選擇和計(jì)算.15.15十一.減速器的潤(rùn)滑方式和密封類(lèi)型的選擇.15十二.設(shè)計(jì)感想.16.16一.設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（一）設(shè)計(jì)任務(wù)題目：設(shè)計(jì)用于螺旋輸送機(jī)的一級(jí)圓柱直齒齒輪減速器（二）.數(shù)據(jù)要

2、求：1數(shù)據(jù)編號(hào)B92運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩：T=500（N·m） 3運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速：n=120（r/min）（三）.工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，使用期限為8年，生產(chǎn)10臺(tái)，兩班制工作，輸送機(jī)工作轉(zhuǎn)速允許誤差為5%。二.傳動(dòng)系統(tǒng)方案的分析與擬定（一）.帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)方案 1: 電動(dòng)機(jī)2：聯(lián)軸器3：一級(jí)圓柱齒輪減速器4：開(kāi)式圓錐齒輪傳動(dòng)5：輸送螺旋（二）.結(jié)構(gòu)說(shuō)明：1選用開(kāi)式錐齒輪和閉式直齒輪傳動(dòng)2展開(kāi)式布置，齒輪相對(duì)位置不對(duì)稱(chēng)，因此軸應(yīng)具有較大剛度。3傳動(dòng)比不太大，效率較高，工藝簡(jiǎn)單，精度易于保證。4閉式齒輪傳動(dòng)瞬時(shí)速比穩(wěn)定，傳動(dòng)效率高，工作可靠，壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺

3、寸小。三.電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算（一）.選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)型式因?yàn)樵O(shè)計(jì)要求不高，只生產(chǎn)十臺(tái)，所以選用Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，YZ型（籠型），用于空氣中不含易燃、易爆或腐蝕性氣體的場(chǎng)所，使用電源電壓為380V。（二）.選擇電動(dòng)機(jī)容量1.確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2.由已知參數(shù)求工作機(jī)所需功率3.傳動(dòng)裝置的總效率為由書(shū)1表2-3確定各部分效率：聯(lián)軸器傳動(dòng)效率（齒輪聯(lián)軸器）；滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率 （球軸承）；圓柱齒輪傳動(dòng)效率 （7級(jí)精度）；錐齒輪傳動(dòng)效率 （7級(jí)精度）；螺旋器傳動(dòng)效率 得傳動(dòng)裝置的總效率為4.電動(dòng)機(jī)所需工作效率為：（三）.確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率略大于即可，查書(shū)1表16-

4、1,選用Y160M-6，電動(dòng)機(jī)的額定功率為KW滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速=970r/min（四）.確定電動(dòng)機(jī)的安裝及外形尺寸查書(shū)1表16-3得，電動(dòng)機(jī)軸外伸端直徑D=（42+0.018）mm電動(dòng)機(jī)軸外伸端長(zhǎng)度E=110mm（五）.確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比1.計(jì)算總傳動(dòng)比 （為Y160M-6滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速）2.分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比取減速器外傳動(dòng)比（圓錐齒輪）為則減速器內(nèi)傳動(dòng)比（圓柱齒輪）為目的：（1）尺寸協(xié)調(diào)、互不干涉； （2）尺寸緊湊、便于潤(rùn)滑。四.傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算0軸（電機(jī)軸）：I軸（高速軸）：軸（低速軸）：III軸（錐齒輪軸）：軸（輸出軸）：輸出功率：輸出轉(zhuǎn)矩：各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表：軸

5、名功 率P/kW轉(zhuǎn) 矩T/Nm轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動(dòng)比 i效率 輸入輸出輸入輸出0 軸97018I 軸9708II 軸1III軸6.666.59137IV 軸1上表中各軸的輸出功率或輸出轉(zhuǎn)矩分別為各軸輸入功率或輸入轉(zhuǎn)矩乘以軸承效率0.99。五.傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）減速器內(nèi)傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)（圓柱直齒）1選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)(1).選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)；(2).輸送機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，選用7級(jí)精度；(3).材料選擇：有書(shū)2表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為55HRC、大齒輪材料為40Cr（表面淬火），齒面硬度為55HRC；(4).選取齒輪齒數(shù)：通常初選

6、小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)取2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由公式：(1).確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1).試選定載荷系數(shù)2).計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩3).由書(shū)2表10-7選取齒寬系數(shù) 兩支承相對(duì)小齒輪做對(duì)稱(chēng)布置4).由書(shū)2表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) （鍛鋼）5).有書(shū)2圖10-21c按齒面硬度查得： 小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限6).計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 7).由書(shū)2圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)8).計(jì)算解除疲勞許用應(yīng)力(2).計(jì)算1).計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入中較小值，2).計(jì)算齒輪圓周速度v3).計(jì)算齒寬b：4).計(jì)算齒寬于齒高之比b/h 模數(shù)：齒高：5).計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)v=m/s

7、;7級(jí)精度，由書(shū)2圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù) 直齒輪：；由書(shū)2表10-2查得使用系數(shù)由書(shū)2表10-4用插值法查得6級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承對(duì)稱(chēng)布置時(shí)， 由， 查書(shū)2圖10-13得故載荷系數(shù)6).按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑7).計(jì)算模數(shù)：3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為(1).確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1).由書(shū)2圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限2).由書(shū)2圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)3).計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，得4).計(jì)算載荷系數(shù)K5).查取齒形系數(shù) 由書(shū)2表10-5查得6).查取應(yīng)力校正系數(shù) 由書(shū)2表10-5查得7).計(jì)算大、小齒輪的并加以比

8、較(2).設(shè)計(jì)計(jì)算滿(mǎn)足要求對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)沒(méi)得大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，僅于齒輪直徑有關(guān)， 可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)，圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑則小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù)4按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1).計(jì)算分度圓直徑：(2).計(jì)算中心距：(3).計(jì)算齒輪寬度： 圓整為50mm ?。ǘp速器外傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)（圓錐直齒）1選擇齒輪的材料和精度等級(jí) (1).選用8級(jí)精度，有書(shū)2表10-1選擇大、小齒輪材料均為40Cr（調(diào)質(zhì)后表面淬火），大、小齒輪齒面硬度為55HRC. (2).試選小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒輪

9、是開(kāi)式圓錐齒輪只需計(jì)算尺根彎曲疲勞強(qiáng)度 又有u=32按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式為：(1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1).試選載荷系數(shù)：2).小錐齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 T=3).取常用齒寬系數(shù)4).由書(shū)2表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)5).由計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)6).查書(shū)2圖10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù)取安全系數(shù)又由書(shū)2圖10-20d查得取小的值 =3MPa7).查書(shū)2表查得齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù).求圓錐角.求當(dāng)量齒輪.查書(shū)2表10-5得(2).計(jì)算(3).載荷系數(shù)由書(shū)2表10-2得=1.25 由書(shū)2圖10-8查動(dòng)載系數(shù)取依據(jù)大齒輪、小齒輪均作兩端支承，查書(shū)2表10-9得軸承系數(shù)(4).按實(shí)際載

10、荷系數(shù)校正取標(biāo)準(zhǔn)值m=5mm(5).計(jì)算齒輪相關(guān)系數(shù)錐距R=3.速度驗(yàn)證六.箱體設(shè)計(jì)名 稱(chēng)符 號(hào)減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸箱座壁厚8 mm箱蓋壁厚8 mm箱座凸緣厚度 = 12 mm箱蓋凸緣厚度1 = 12 mm箱座底凸緣厚度 = 20 mm地腳螺釘直徑20mm地腳螺釘數(shù)目4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 = 12 mm箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑0.6) = 10 mm聯(lián)接螺栓的間距180mm窺視孔蓋螺釘直徑0.4) = 6 mm定位銷(xiāo)直徑0.8) d2 = 6mm至外箱壁距離見(jiàn)表4-2：22mm、18mm、14mm至凸緣邊緣距離見(jiàn)表4-2：20mm、12mm軸承臺(tái)凸臺(tái)半徑12mm外箱座至軸承座端面距離C1 +C2+

11、 (510) =52mm大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離 取15mm齒輪端面與內(nèi)箱壁距離>=8mm取15mm箱蓋、箱座筋厚、1 = =軸承端蓋外徑=60mm七.軸的計(jì)算（一）材料的選取選用45調(diào)質(zhì)鋼，硬度為240HRS（二）按扭矩初步計(jì)算軸的最小值 查書(shū)2表15-3C=112(1).0軸：取C=112 (2).軸（高速軸）：因?yàn)榇溯S上有兩個(gè)鍵槽，需要將軸徑增大7，即(3).軸：（低速軸）：因?yàn)榇溯S上有兩個(gè)鍵槽，需要將軸徑增大7，即(4).軸：（錐軸）因?yàn)榇溯S上有兩個(gè)鍵槽，需要將軸徑增大5，即(5).軸：（輸出軸） 因?yàn)榇溯S上有兩個(gè)鍵槽，需要將軸徑增大7， 即3對(duì)軸進(jìn)行圓整 由書(shū)1表8-4得20mm

12、 20mm30mm36mm50mm4.低速軸的校核(1).確定各軸段的直徑按結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度要做成階梯軸。軸外伸端的直徑為30mm，在軸的外伸端做一軸肩，所以通過(guò)軸承透蓋軸段的直徑取38mm，再做一個(gè)軸肩，所以通過(guò)軸承和套筒軸段的直徑取40mm。選用6008深溝球軸承，故另一軸承處的直徑也是40mm。安裝齒輪的軸頭直徑取為44mm，齒輪定位軸肩直徑50mm(2).確定各軸段的長(zhǎng)度齒輪輪轂寬度是50mm,故取安裝齒輪的軸頭長(zhǎng)度為49mm，由軸承標(biāo)準(zhǔn)查得6008軸承寬度是14mm,由零件圖可知各軸段長(zhǎng)度分別為 ：36mm、8mm、49mm、46mm、34mm、82mm畫(huà)出軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和軸的受力圖，并確定

13、軸上的作用力從動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)距 (3).齒輪上的作用力：作用在齒輪上的圓周力、徑向力、軸向力別為:(4)支點(diǎn)處作用力及彎曲力矩：1).水平面：彎曲力矩:2).垂直面：彎曲力矩:3).合成彎矩：4).當(dāng)量彎矩：因單向傳動(dòng)，轉(zhuǎn)矩可以認(rèn)為按脈動(dòng)循環(huán)變化，所以應(yīng)力校正系數(shù), 則危險(xiǎn)截面C處的當(dāng)量彎矩(5).強(qiáng)度校核：因軸單向轉(zhuǎn)動(dòng)，故轉(zhuǎn)矩認(rèn)為按脈動(dòng)循環(huán)變化,取由表14-3查得 45鋼（調(diào)質(zhì)） 考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱,將d值加大5%,故設(shè)計(jì)圖中該處軸徑為40mm,符合強(qiáng)度要求(6).軸的彎扭合成圖八.滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算（一）.確定基本額定動(dòng)載荷 選定軸承為6008由表211-1可查得基本額定動(dòng)載荷 基本額定靜

14、載荷 （二）求徑向載荷 根據(jù)軸校核中數(shù)據(jù)：則 （三）.求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 P 因?yàn)榇溯S承只受徑向載荷所以P=Fr（取大值）查書(shū)1表13-5得X=1（四）.驗(yàn)算壽命因?yàn)榍蜉S承由書(shū)1表16-9和16-10查得,單班工作壽命大于13年,符合使用期限為八年的要求九.鍵連接的選擇和計(jì)算齒輪上的鍵：A型平鍵，材料為45鋼，許用擠壓應(yīng)力鍵所在軸徑 由書(shū)2表10-26 故符合強(qiáng)度要求（一）選聯(lián)軸器類(lèi)型按工作條件，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，宜用有彈性元件的撓性聯(lián)軸器，輸出端轉(zhuǎn)速低，動(dòng)載荷小，轉(zhuǎn)矩較大，故應(yīng)選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、具有微量補(bǔ)償兩軸線(xiàn)偏移和緩沖吸振能力的彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器（GB 5014-85摘錄）。其優(yōu)點(diǎn)是裝拆

15、方便，耐久性好，可補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移和緩和沖擊。（二）選擇聯(lián)軸器型號(hào)電動(dòng)機(jī)的外伸軸徑為20mm，高速軸外伸直徑為22mm由書(shū)2表13-5可選聯(lián)軸器型號(hào)為HL2低速軸的外伸直徑為32mm，小錐齒輪軸的直徑為35mm由書(shū)2表13-5可選聯(lián)軸器型號(hào)為HL3十一.減速器的潤(rùn)滑方式和密封類(lèi)型的選擇（一）潤(rùn)滑方式1齒輪潤(rùn)滑選用100號(hào)工業(yè)齒輪油2軸承選用3號(hào)鈣基潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑3.油面位置的確定：大齒輪和小齒輪采用浸油潤(rùn)滑，對(duì)于大齒輪，浸油深度為一個(gè)齒高，油面高度未高于小齒輪分度圓半徑的1/3，符合要求。4.減速器內(nèi)所需油量：減速器內(nèi)所需油量（二）密封方式1由于齒輪用油潤(rùn)滑，軸承用脂潤(rùn)滑，所以安裝擋油環(huán)2油塞用紙

16、封油環(huán)密封（石棉橡膠紙）；軸承透蓋用氈圈油封密封（耐油橡膠），軸頸與油封接觸處應(yīng)精車(chē)或磨光，最好就經(jīng)過(guò)表面硬化處理，以增加耐磨性。3.剖分面，各接觸面和密封處均不允許漏油。部分剖分面上允許涂密封膠或水玻璃，不允許墊片或填料。十二.設(shè)計(jì)感想：本次課設(shè)可以說(shuō)是進(jìn)入大學(xué)以來(lái)時(shí)間最長(zhǎng)的一次課設(shè)，對(duì)于我們的理論知識(shí)，協(xié)作精神和實(shí)踐能力都是一次不小的考驗(yàn)。這次課設(shè)可以說(shuō)是我學(xué)習(xí)機(jī)械專(zhuān)業(yè)以來(lái)，第一次用正規(guī)的機(jī)械設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，讓我對(duì)自己所學(xué)專(zhuān)業(yè)有了更深一步的了解，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我體會(huì)到機(jī)械設(shè)計(jì)是一門(mén)實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)問(wèn)。與平時(shí)我們?cè)谡n堂上學(xué)到的理論性的知識(shí)相比，這次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程不光是理論與實(shí)踐的結(jié)合，更是耐心與細(xì)心的考驗(yàn)。本次課設(shè)共分為隊(duì)減速器各零件的初步設(shè)計(jì)和選擇、手繪裝配草圖、在計(jì)算機(jī)上繪制裝配圖和零件圖、編寫(xiě)設(shè)計(jì)小結(jié)四個(gè)階段。通過(guò)這四個(gè)階段的設(shè)計(jì)使我了解了一個(gè)看似簡(jiǎn)單的機(jī)械裝置所要經(jīng)過(guò)的復(fù)雜設(shè)計(jì)。我們學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)就是為了能夠培養(yǎng)我們機(jī)械設(shè)計(jì)的能力，和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的能力。我在這次課程設(shè)計(jì)中有很多收獲。 總體來(lái)說(shuō)，這次課設(shè)提高了我許多方面的的綜合能力，如