V帶二級展開式圓柱齒輪減速器設(shè)計說明書Ⅱ

1、目 錄第一部分 設(shè)計任務(wù)書-3第二部分 電傳動方案的分析與擬定-5第三部分 電動機的選擇計算-6第四部分 各軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩計算-7第五部分 聯(lián)軸器的選擇-9第六部分 錐齒輪傳動設(shè)計-10第七部分 鏈傳動設(shè)計-12第八部分 斜齒圓柱齒輪設(shè)計-14第九部分 軸的設(shè)計-17第十部分 軸承的設(shè)計及校核-20第十一部分 高速軸的校核-22第十二部分 箱體設(shè)計-23第十三部分 設(shè)計小結(jié)-24第一部分 設(shè)計任務(wù)書1.1 機械設(shè)計課程的目的機械設(shè)計課程設(shè)計是機械類專業(yè)和部分非機械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機械設(shè)計訓(xùn)練，是機械設(shè)計和機械設(shè)計基礎(chǔ)課程重要的綜合性與實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其基本目的是：(1) 通過機械設(shè)計課

2、程的設(shè)計，綜合運用機械設(shè)計課程和其他有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實際知識，培養(yǎng)分析和解決一般工程實際問題的能力，并使所學(xué)知識得到進一步鞏固、深化和擴展。(2) 學(xué)習(xí)機械設(shè)計的一般方法，掌握通用機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的設(shè)計原理和過程。(3) 進行機械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練，如計算、繪圖、熟悉和運用設(shè)計資料（手冊、圖冊、標準和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)，進行經(jīng)驗估算和數(shù)據(jù)處理等。1.2 機械設(shè)計課程的內(nèi)容選擇作為機械設(shè)計課程的題目，通常是一般機械的傳動裝置或簡單機械。課程設(shè)計的內(nèi)容通常包括：確定傳動裝置的總體設(shè)計方案；選擇電動機；計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)；傳動零件、軸的設(shè)計計算；軸承、聯(lián)軸

3、器、潤滑、密封和聯(lián)接件的選擇及校核計算；箱體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計；繪制裝配工作圖及零件工作圖；編寫設(shè)計計算說明書。在設(shè)計中完成了以下工作： 減速器裝配圖1張（A0或A1圖紙）； 零件工作圖23張（傳動零件、軸、箱體等）； 設(shè)計計算說明書1份，60008000字。1.3 機械設(shè)計課程設(shè)計的步驟機械設(shè)計課程設(shè)計的步驟通常是根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，擬定若干方案并進行分析比較，然后確定一個正確、合理的設(shè)計方案，進行必要的計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計，最后用圖紙表達設(shè)計結(jié)果，用設(shè)計計算說明書表示設(shè)計依據(jù)。機械設(shè)計課程設(shè)計一般可按照以下所述的幾個階段進行：1設(shè)計準備 分析設(shè)計計劃任務(wù)書，明確工作條件、設(shè)計要求、內(nèi)容和步驟。 了解

4、設(shè)計對象，閱讀有關(guān)資料、圖紙、觀察事物或模型以進行減速器裝拆試驗等。 浮系課程有關(guān)內(nèi)容，熟悉機械零件的設(shè)計方法和步驟。 準備好設(shè)計需要的圖書、資料和用具，并擬定設(shè)計計劃等。2傳動裝置總體設(shè)計 確定傳動方案圓柱齒輪傳動，畫出傳動裝置簡圖。 計算電動機的功率、轉(zhuǎn)速、選擇電動機的型號。 確定總傳動比和分配各級傳動比。 計算各軸的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。3各級傳動零件設(shè)計 減速器內(nèi)的傳動零件設(shè)計（齒輪傳動）。4減速器裝配草圖設(shè)計 選擇比例尺，合理布置試圖，確定減速器各零件的相對位置。 選擇聯(lián)軸器，初步計算軸徑，初選軸承型號，進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 確定軸上力作用點及支點距離，進行軸、軸承及鍵的校核計算。 分別進

5、行軸系部件、傳動零件、減速器箱體及其附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。5減速器裝配圖設(shè)計 標注尺寸、配合及零件序號。 編寫明細表、標題欄、減速器技術(shù)特性及技術(shù)要求。 完成裝配圖。6零件工作圖設(shè)計 軸類零件工作圖。 齒輪類零件工作圖。 箱體類零件工作圖。第一部分 題目及要求卷揚機傳動裝置的設(shè)計1 設(shè)計題目 設(shè)計一卷揚機的傳動裝置。傳動裝置簡圖如下圖所示。（1）卷揚機數(shù)據(jù)卷揚機繩牽引力F(N)、繩牽引速度v(m/s)及卷筒直徑D(mm)見附表。（2）工作條件用于建筑工地提升物料，空載啟動，連續(xù)運轉(zhuǎn)，三班制工作，工作平穩(wěn)。（3） 使用期限工作期限為十年，每年工作300天，三班制工作，每班工作4小時，檢修期間隔為三年。

6、（4） 產(chǎn)批量及加工條件 小批量生產(chǎn)，無鑄鋼設(shè)備。2 設(shè)計任務(wù)1）確定傳動方案；2）選擇電動機型號；3）設(shè)計傳動裝置；4）選擇聯(lián)軸器。3 具體作業(yè)1）減速器裝配圖一張；2）零件工作圖二張（大齒輪，輸出軸）；3）設(shè)計說明書一份。4 數(shù)據(jù)表牽引力F/N121087牽引速度v/(m/s)0.3，0.40.3，0.4，0.5，0.6卷筒直徑D/mm470，500420，430，450，470，500430，450，500440，460，480卷揚機傳動裝置的設(shè)計5 設(shè)計題目 設(shè)計一卷揚機的傳動裝置。傳動裝置簡圖如下圖所示。（1）卷揚機數(shù)據(jù)卷揚機繩牽引力F(N)、繩牽引速度v(m/s)及卷筒直徑D(mm

7、)見附表。（2）工作條件用于建筑工地提升物料，空載啟動，連續(xù)運轉(zhuǎn)，三班制工作，工作平穩(wěn)。（5） 使用期限工作期限為十年，每年工作300天，三班制工作，每班工作4小時，檢修期間隔為三年。（6） 產(chǎn)批量及加工條件 小批量生產(chǎn)，無鑄鋼設(shè)備。6 設(shè)計任務(wù)1）確定傳動方案；2）選擇電動機型號；3）設(shè)計傳動裝置；4）選擇聯(lián)軸器。7 具體作業(yè)1）減速器裝配圖一張；2）零件工作圖二張（大齒輪，輸出軸）；3）設(shè)計說明書一份。8 數(shù)據(jù)表牽引力F/N121087牽引速度v/(m/s)0.3，0.40.3，0.4，0.5，0.6卷筒直徑D/mm470，500420，430，450，470，500430，450，500

8、440，460，480第二部分 傳動方案的分析與擬定確定總傳動比:由于Y系列三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速有750,1000,1500和3000r/min四種可供選擇.根據(jù)原始數(shù)據(jù),得到卷揚機卷筒的工作轉(zhuǎn)速為按四種不同電動機計算所得的總傳動比分別是:電動機同步轉(zhuǎn)速750100015003000系統(tǒng)總傳動比32.7143.6165.42130.83確定電動機轉(zhuǎn)速: 綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格以及總傳動比，750轉(zhuǎn)的低速電動機傳動比雖小，但電動機極數(shù)大價格高，故不可取。3000轉(zhuǎn)的電動機重量輕，價格便宜，但總傳動比大，傳動裝置外廓尺寸大，制造成本高，結(jié)構(gòu)不緊湊，也不可取。剩下兩種相比，如

9、為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，選用1000轉(zhuǎn)的電動機較好；如考慮電動機重量和價格，則應(yīng)選用1500轉(zhuǎn)的電動機。現(xiàn)選用1500轉(zhuǎn)的電動機，以節(jié)省成本。 確定傳動方案：驗算：通常V帶傳動的傳動比常用范圍為，二級圓柱齒輪減速器為，則總傳動比的范圍為，因此能夠滿足以上總傳動比為65.42的要求。第三部分 電動機的選擇計算1、確定電動機類型 按工作要求和條件,選用Y系列籠型三相異步電動機,封閉式結(jié)構(gòu)。2、確定電動機的功率工作機的功率 KW效率的選擇： V帶傳動效率： 1 = 0.96 7級精度圓柱齒輪傳動：2 = 0.98 滾動軸承： 3 = 0.99 彈性套柱銷聯(lián)軸器： 4 = 0.99 傳動滾筒效率： 5

10、= 0.96傳動裝置總效率為 工作機所需電動機功率 kw 因載荷平穩(wěn)，電動機額定功率略大于即可。由Y系列電動機技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動機的額定功率為7.5 kw，結(jié)合其同步轉(zhuǎn)速，選定電動機的各項參數(shù)如下：取同步轉(zhuǎn)速： 1500r/min 4級電動機型號： Y132M-4額定功率： 7.5kW滿載功率： 1440r/min堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩： 2.2最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩： 2.2第四部分 確定傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比1、確定總傳動比2、分配各級傳動比取V帶傳動的傳動比，則減速器的傳動比為取兩級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比則低速級的傳動比第五部分 運動參數(shù)及動力參數(shù)計算0軸（電動機軸）：P0 = P

11、d =7.2 kWn0 = nm = 1440 r/minT0 = 9550()= Nm1軸（高速軸）：P1 = P01 = kWn1 = = r/minT1 = 9550()= Nm2軸（中間軸）：P2 = P123 = kWn2 = r/minT2 = 9550()= Nm3軸（低速軸）：P3 = P223 = kWn3 = r/minT3 = 9550()= Nm4軸（輸出軸）：P4 = P334 = kWn4 = r/minT4 = 9550()= Nm輸出軸功率或輸出軸轉(zhuǎn)矩為各軸的輸入功率或輸入轉(zhuǎn)矩乘以軸承效率(0.99），即P= 0.99P各軸運動及動力參數(shù)表如下： 軸名功率P(k

12、W)轉(zhuǎn)矩T(Nm)轉(zhuǎn)速n(r/min)傳動比i效率輸入輸出輸入輸出電動機軸7.2047.7514403.80.961軸6.913.047155.91154.35378.954.8090.972軸6.702.896811.99803.8378.803.4350.973軸6.502.7532705.972678.9122.9410.98輸出軸6.372.5902651.852625.3322.94第六部分 傳動零件的設(shè)計計算高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計材料選擇：小齒輪40Cr （調(diào)質(zhì)）硬度280HBs；大齒輪45#鋼（調(diào)質(zhì)）硬度240HBs；（硬度差40HBs）七級精度，取Z1=21，Z2=4.8092

13、1=100.989，取Z2101，初選螺旋角=14，按齒輪面接觸強度設(shè)計：1) 試選載荷系數(shù) Kt=1.62) 由動力參數(shù)圖，小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3） 由表107（機械設(shè)計）選取齒寬系數(shù)4） 由表106查得材料的彈性影響系數(shù)5） 由圖1021d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；6） 由式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)7） 由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)；8） 計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1，安全系數(shù)S=1,由式（10-12）得9）由圖10-26（機械設(shè)計）得1 = 0.762 = 0.86則端面重合度 10）由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH = 2.43311）

14、 計算許用接觸應(yīng)力= 12）計算： 試算小齒輪分度圓直徑，由計算公式得 計算圓周速度計算齒寬b及模數(shù)= 160.59 = 60.59 mmmnt = = mmh = 2.25 mnt = mm計算縱向重合度縱向重合度=0.318dZ1tan = 計算載荷系數(shù)K已知，KA=1，取Kv=1.05（由圖10-8查得），由表10-4查得的計算公式KH = 1.15+0.18(1+0.6d2)+0.2310-360.59 = 1.45由圖10-13，得KF = 1.4由表10-3，得K = KAKvKHKH = 11.051.31.45 = 1.98按實際得載荷系數(shù)校正所算得德分度圓直徑，由試（10-1

15、0a）得 計算模數(shù) mn= = 13） 按齒根彎曲強度設(shè)計 由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲疲勞強度極限； 由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ； 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S1.4，由式10-12得計算載荷系數(shù)K = KAKvKFKF = 11.051.31.4= 1.91根據(jù)縱向重合度=1.6650，由圖10-28，查得螺旋角影響系數(shù)Y=0.88計算當量齒數(shù) = 22.9883查取齒形系數(shù)由表10-5查得 YF1=2.69，YF2=2.20，查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得 YS1=1.56，YS2=1.79計算大、小齒輪的 并加以比較大齒輪的數(shù)值較大

16、。設(shè)計計算經(jīng)園整，mn=2 mm，mn=2.5 mmZ1 = =，取Z1=25，Z2=120幾何尺寸計算：中心距 a =經(jīng)園整，a = 187 mm修正螺旋角， =變動不大，、ZH無需修正。計算大、小齒輪的分度直徑 mmmm計算齒輪寬度b = dd1 = mm園整后，B2=65mm，B1=70mm da1 = d1+2ha1 =69.48da2 = d2+2ha2 = 315.08df1 = d1-2hf1 = 49.48df2 = d2-2hf2 =305.08第九部分 軸的設(shè)計1) 高速軸：初定最小直徑，選用材料45#鋼，調(diào)質(zhì)處理。取A0=112（下同）則dmin = A0 = mm最小軸

17、徑處有鍵槽dmin = 1.07 dmin = 17.72mm最小直徑為安裝聯(lián)軸器外半徑，取KA=1.7，同上所述已選用TL4彈性套柱聯(lián)軸器，軸孔半徑d=20mm取高速軸的最小軸徑為20mm。由于軸承同時受徑向和軸向載荷，故選用單列圓錐滾子軸承按國標T297-94選取30206。DdT=17.25mm軸承處軸徑d=30mm高速軸簡圖如下：d1d2d3d4d5l1l2l3l4l52) 取l1=38+46=84mm，l3=72mm，取擋圈直徑D=28mm，取d2=d4=25mm，d3=30mm，l2=l4=26.5mm，d1=d5=20mm。齒輪輪轂寬度為46mm，取l5=28mm。聯(lián)軸器用鍵：園頭普通平鍵。bh=66，長l=26mm齒輪用鍵：同上。bh=66，長l=10mm，倒角為2453) 中間軸：中間軸簡圖如下：d6d5d4d1l6l5l4l1d2d3l3l2初定最小直徑dmin= =22.1mm選用30305軸承，dDT = 256218.25mmd1=d6=25mm，取l1=27mm，l6=52mml2=l4=10mm，d2=d4=35mm，l3=53mmd3=50mm，d5=30mm，l5=1.2d5=36mm齒輪用鍵：園頭普通鍵：bh=128，長