減速器課程設(shè)計說明書

1、前言卷揚機是一種常見的提升設(shè)備，其主要是用電動機作為原動機。由于電動機輸出的轉(zhuǎn)速遠遠大于卷揚機中滾筒的轉(zhuǎn)速，故必須設(shè)計減速的傳動裝置。傳動裝置的設(shè)計有多種多樣，如皮帶減速器、鏈條減速器、齒輪減速器、渦輪蝸桿減速器、二級齒輪減速器等等。通過合理的設(shè)計傳動裝置，使的卷揚機能夠在特定的工作環(huán)境下滿足正常的工作要求。同時通過本課程設(shè)計將學過的基礎(chǔ)理論知識進行綜合應用，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算能力，熟悉一般的機械裝置設(shè)計過程。目 錄設(shè)計任務(wù)書3第一部分 傳動裝置總體設(shè)計4第二部分 電動機的選擇及傳動比分配4第三部分 V帶設(shè)計7第四部分 齒輪的設(shè)計9第五部分 軸的設(shè)計16第六部分 校核19第七部分 箱體及其它附

2、件21總結(jié)23參考文獻23設(shè)計任務(wù)書1 設(shè)計要求：1.1 卷揚機由電動機驅(qū)動，用于建筑工地提升物料，空載啟動，連續(xù)運轉(zhuǎn)，工作平穩(wěn)。1.2 室外工作，生產(chǎn)批量為5臺。1.3 動力源為三相交流380/220V，電動機單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)。1.4工作期限為10年，每年工作300天，3班制工作，每班工作4小時，檢修期間隔為3年。1.5 專業(yè)機械廠制造，可加工7、8級精度的齒輪、渦輪。該裝置的參考圖如下：2 原始技術(shù)數(shù)據(jù)繩牽引力W/KN繩牽引力速度v/(m/s)卷筒直徑D/mm100.54703 設(shè)計任務(wù)3.1 完成卷揚機總體傳動方案設(shè)計和論證，繪制總體設(shè)計原理方案圖。3.2 完成卷揚機主要傳動裝置結(jié)構(gòu)

3、設(shè)計。3.3 完成裝配圖1章（A0或A1），零件圖2張。3.4 編寫設(shè)計說明書。第一部分 傳動裝置總體設(shè)計1.1 傳動方案組成：傳動裝置由電機、減速器、工作機組成。特點：齒輪相對于軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。確定傳動方案：考慮到電機轉(zhuǎn)速高，傳動功率大，將V帶設(shè)置在高速級。 其傳動方案如下：2方案論證本設(shè)計中原動機為電動機，工作機為皮帶輸送機。傳動方案采用了兩級傳動，第一級傳動為帶傳動，第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器。 帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過載保護的優(yōu)點，還可緩和沖擊和振動，故布置在傳動的高速級，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減

4、小帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸。 齒輪傳動的傳動效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現(xiàn)代機器中應用最為廣泛的機構(gòu)之一。本設(shè)計采用的是展開式兩級直齒輪傳動?？傮w來講，該傳動方案滿足工作機的性能要求，適應工作條件、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 電動機的選擇及傳動比分配2.1電動機的選擇傳動裝置的總效率按表2-5查得各部分效率為：V帶傳動效率為，滾動軸承效率（一對），閉式齒輪傳動效率為，聯(lián)軸器效率為，傳動滾筒效率為，代入得=工作機所需的輸入功率，其中所以6.06kw使電動機的額定功率P （11.3）P ，由查表得電動機的額定功率P 7.5KW。 確定電動機轉(zhuǎn)速計算滾

5、筒工作轉(zhuǎn)速： 由推薦的傳動比合理范圍，v帶輪的傳動比范圍：24，二級圓柱齒輪減速器的傳動比一般范圍：840，則總傳動比的范圍為，,故電機的可選轉(zhuǎn)速為：確定電動機型號根據(jù)以上計算在這個范圍內(nèi)電動機的同步轉(zhuǎn)速有750r/min，1000r/min，1500r/min，3000r/min，綜合考慮電動機和傳動裝置的情況，同時也要降低電動機的重量和成本，最終可確定同步轉(zhuǎn)速為1000r/min ，根據(jù)所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速確定電動機的型號為Y160M - 6，滿載轉(zhuǎn)速970r/min。 其主要性能：額定功率：7.5KW，滿載轉(zhuǎn)速970r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.0。 2.2 計算總傳動比及分配各級的傳動比

6、總傳動比：i =970/20.33=47.71 分配各級傳動比 根據(jù)指導書，取V帶的傳動比，則減速器的傳動比i為i=取兩級援助齒輪減速器高速級的傳動比則低速級的傳動比為2.3運動參數(shù)及動力參數(shù)計算2.3.1 電動機軸 2.3.2 軸（高速軸）2.3.3 軸（中間軸）2.3.4 軸（低速軸）2.3.5 軸（滾筒軸）各軸運動和動力參數(shù)如下表軸名功率 p/kw轉(zhuǎn)矩 T/N.M,轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動比i效率輸入輸出輸入輸出電動機軸1 軸2 軸3 軸滾筒軸5.815.585.365.256.065.755.525.305.20171.787792549.22496.923.4171.6561777

7、.152523.7082471.93197032368.420.0820.0834.7183.37610.960.960.960.98三、V帶設(shè)計3.1 確定皮帶輪3.1.1 確定計算功率。由表8-7查得工作情況系數(shù);故3.1.2選取v帶帶型。根據(jù)、由圖8-11選用A型。確定帶輪的基本直徑并驗算帶速v。初選小帶輪的基準直徑。由表8-6和表8-8，取小帶輪的基準直徑；驗算帶速v；按式8-13驗算帶的速度；因為5m/s<v<30m/s,故帶速合適；計算帶輪的基準直徑；根據(jù)式8-15a，計算大帶輪的基準直徑；根據(jù)表8-8取540mm.3.2確定v帶的中心距和基準長度根據(jù)式8-20 取，初

8、定中心距。由式8-22計算帶所需的基準長度由表8-2選帶的基準長度2500mm。按式8-23計算實際中心距。；由式8-24 得中心距的變化范圍為683-795mm。3.3 驗算小帶輪上的包角。3.4 計算帶的根數(shù)計算單個v帶的額定功率。由，查表8-4a得。根據(jù)查表8-5得，表8-2得，于是計算v帶的根數(shù)z，圓整為4。3.5 計算單根v帶初拉力的最小值由表8-3得A型帶的單位長度質(zhì)量q=0.1Kg/m,所以 應使帶的初拉力3.6計算壓軸力壓軸力的最小值為第四部分 齒輪的設(shè)計4.1高速級齒輪傳動的設(shè)計計算選擇齒輪材料及精度等級 由于速度不高，故選取7級精度的齒輪，小齒輪的材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬

9、度為250HBS,大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。選取高速級中的小齒輪齒數(shù)為23，則大齒輪的齒數(shù)為，圓整為108。按齒面接觸強度設(shè)計由（10-9a）：試選載荷系數(shù)計算小齒輪轉(zhuǎn)矩由表10-7選取齒寬系數(shù)4.1.2.4由表10-6查的材料的彈性影響系數(shù)4.1.2.5 由圖10-21d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限4.1.2.6 由10-13計算應力循環(huán)次數(shù)；由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)；。計算接觸疲勞許用應力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式10-12得4.1.3計算試算小齒輪分度圓直徑，代入中的較小的值4.1.

10、3.1計算圓周速度v4.1.3.2計算齒寬b4.1.3.3計算齒寬與齒高之比模數(shù)：；齒高：；4.1.3.4計算載荷系數(shù)根據(jù)，7級精度，由圖10-8查得動載系數(shù)；直齒輪，；由表10-2查得使用系數(shù)；由表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時，；由;故載荷系數(shù)4.1.3.5按實際的載荷系數(shù)校正所算得得分度圓直徑由式10-10a得4.1.3.6計算模數(shù)， 4.1.4 按齒根彎曲強度設(shè)計4.1.4.1由式(1017) m4.1.4.2確定計算參數(shù) 由圖10-20C查的小齒輪的彎曲疲勞強度是大齒輪的彎曲強度極限是;4.1.4.3計算彎曲疲勞許應力由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)取彎曲疲

11、勞安全系數(shù)S=1.4，由式10-12得=4.1.4.4計算載荷系數(shù)KK K K K=1×1.2×1×1.351.62d） 查取齒型系數(shù)由表105查得e） 查取應力校正系數(shù)由表105查得Y；Y1.798f）計算大、小齒輪的并加以比較=0.01379=0.01644 大齒輪的數(shù)值大。4.1.5.設(shè)計計算4.1.5.1 計算齒數(shù)由所以取模數(shù)m=3所以， 4.1.5.2幾何尺寸計算分度圓直徑：；中心距：；齒輪寬度：；取4.2 低速級齒輪傳動的設(shè)計計算 材料低速級小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度280HBS ，取小齒齒數(shù)=40低速級大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為240HBS ，

12、 齒數(shù)z=3.376×40=135.04,圓整取z=136。 齒輪精度按GB/T100951998，選擇7級，齒根噴丸強化。 按齒面接觸強度設(shè)計由確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值試選K=1.3 計算小齒輪轉(zhuǎn)矩 由表10-7選取齒寬系數(shù) 查課本由表10-6查材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MP 查疲勞強度按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限,大齒輪的接觸疲勞強度極限計算應力循環(huán)次數(shù)N=60×n×j×L=60×68.4×1×(2×8×300×8)=1.562×10 N=0.46×10由課

13、本圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.94 K= 0.97 查課本由圖10-21d取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,則接觸疲勞許用應力=0.98×550/1=517計算試算小齒輪分度圓直徑代入中的較小的值4算圓周速度v計算齒寬b計算齒寬與齒高之比模數(shù)：；齒高：；計算載荷系數(shù)根據(jù)，7級精度，由圖10-8查得動載系數(shù)；直齒輪，；由表10-2查得使用系數(shù)；由表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時，；由;故載荷系數(shù)按實際的載荷系數(shù)校正所算得得分度圓直徑由式10-10a得計算模數(shù) 按齒根彎曲強度設(shè)計由式(1017) m確定計算參數(shù) 由圖10-20C查的小齒輪的彎曲疲勞強

14、度是大齒輪的彎曲強度極限是;計算彎曲疲勞許應力由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式10-12得=.3計算載荷系數(shù)KK K K K=1×1.12×1×1.351.512d） 查取齒型系數(shù)由表105查得f） 查取應力校正系數(shù)由表105查得Y；Y1.798f）計算大、小齒輪的并加以比較=0.01379=0.01644 大齒輪的數(shù)值大。設(shè)計計算確定模數(shù)所以取模數(shù)m=3確定齒數(shù)所以， 幾何尺寸計算分度圓直徑：；中心距：；齒輪寬度：；取第五部分 軸的設(shè)計5.1 以輸出軸為例說明軸的設(shè)計過程。 求輸出軸上的功率P，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩P=5.36KW =20

15、.08/min=2549.2Nm 求作用在齒輪上的力已知低速級大齒輪的分度圓直徑為 =438 而 F= F= F初步確定軸的最小直徑按式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45剛,調(diào)質(zhì)處理，取，于是得。 根據(jù)聯(lián)軸器的計算公式，查表14-1，取;則有，查GB/T5843-1986，選用YL14凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑，半聯(lián)軸器長度L=172mm。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計擬定軸上零件的裝配方案 初步選擇滾動軸承根據(jù)工作條件選用深溝球軸承。參照工作要求，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選用0基本游隙組、標準精度等級的6016。其尺寸為。使用毛氈密封圈其參數(shù)為：5.1.5軸的各段直徑，軸的各段長度5.

16、1.6 軸上零件的周向定位齒輪，半聯(lián)軸器與軸的軸向定位均采用平鍵連接。根據(jù)由表6-11查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為40mm，同時為了保證齒輪和軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，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由過渡配合來保證的，此處選軸配合的直徑尺寸為。5.1.7確定軸上圓角與倒角尺寸取軸端倒角為，各軸端倒角見詳圖。5.2 同樣求得 (中間軸) 5.2.1 主動軸(高速軸)的相關(guān)參數(shù)選取軸的材料為45剛,調(diào)質(zhì)處理，取，于是得。，其尺寸：5.2.2 中間軸的相關(guān)參數(shù)選取軸的材料為45剛,調(diào)質(zhì)處理，取，于是得。第六部分 校

17、核6.1 軸的強度校核 求軸上載荷.1 在水平面上在垂直面上有總彎矩扭矩6.1.1.5 作出扭矩圖 30 201 30 按彎扭合成應力校核軸的強度進行校核時候，通常只是校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度根據(jù)式15-5及上面的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)應力，取，軸的計算應力由表15-1查得45剛的。因為，故安全。6.2 鍵的強度校核 鍵連接強度計算根據(jù)式6-11得：查表6-21得，因為，故鍵槽的強度足夠。其它鍵的驗算方法同上，經(jīng)過計算可知它們均滿足強度要求。.1 軸承6016.1.1 當量動載荷用插值法由表13-51查得X=1,Y=0；故基本動載荷為：.1.2 軸承的額定壽命

18、顯然，軸承的額定壽命遠遠大于減速器的工作時數(shù)36000h。其它的軸承驗算同上。第七部分 箱體及其他附件7.1 箱體的尺寸名 稱符號二級圓柱齒輪減速器/mm箱座壁厚11箱蓋壁厚10箱座凸緣厚度16.5箱蓋凸緣厚度15箱座底凸緣厚度27.5底腳螺栓直徑22底腳螺栓數(shù)目6軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 16.5箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑13聯(lián)接螺栓的間距160軸承端蓋螺釘直徑10定位銷直徑10螺栓扳手空間與凸緣寬度安裝螺栓直徑M10至外箱壁距離16至凸緣邊距離14沉頭座直徑24軸承旁凸臺半徑18凸臺高度根據(jù)扳手操作方便為準外箱壁至軸承座端面距離42大齒輪頂圓與內(nèi)壁距離13齒輪端面與內(nèi)壁距離11箱蓋、箱座肋厚9、9軸承端蓋外徑124軸承端蓋凸緣厚度12軸承旁聯(lián)接螺栓距離1247.2 減速器的潤滑 齒輪的潤滑因齒輪的圓周速度<12 m/s，所以才用浸油潤滑的潤滑方式。高速齒輪浸入油里約為0.7個齒高，但不小于10mm，低速級齒輪浸入油高度約為1個齒高（不小于10mm），1/6齒輪。 滾動軸承的潤滑采用飛濺潤滑，即利用齒輪的傳動把潤滑齒輪的油甩到四周墻壁面上，然后通過適的油槽把油引入軸承中去。總結(jié)機械設(shè)計課程設(shè)計是機械課程當中一個重要環(huán)節(jié)通過了3周的課程設(shè)計使我從各個方面都受到了機械設(shè)計的