機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)單級(jí)圓柱齒輪減速器概要

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目 單級(jí)圓柱齒輪減速器 內(nèi)裝1設(shè)計(jì)書一份 2 裝配圖一份 3零件圖兩份 機(jī)械與材料工程學(xué)院B1161班級(jí)設(shè)計(jì)者 廖偉程 指導(dǎo)老師 陳梟 完成日期2013年5月30日成績 九江學(xué)院目錄第一章 緒論5第二章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明62.1 課題題目6 2.2 主要技術(shù)參數(shù)說明6 2.3 傳動(dòng)系統(tǒng)工作條件62.4 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的選擇6 第三章 減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算73.1 減速器結(jié)構(gòu)73.2 電動(dòng)機(jī)選擇73.3 傳動(dòng)比分配83.4 動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算9 第四章 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì).114.1確定計(jì)算功率114.2確定V帶型號(hào)114.3確定帶輪直徑114.4確定帶長及

2、中心距124.5驗(yàn)算包角124.6確定V帶根數(shù)Z124.7 確定粗拉力F134.8計(jì)算帶輪軸所受壓力Q13第五章 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算(包括小齒輪和大齒輪).145.1 齒輪材料和熱處理的選擇145.2 齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算14 5.2.1 按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸14 5.2.2 齒輪彎曲強(qiáng)度校核17 5.2.3 齒輪幾何尺寸的確定185.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19第六章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算(從動(dòng)軸)216.1 軸的材料和熱處理的選擇216.2 軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算21 6.2.1 按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑216.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)216.2.3 軸的強(qiáng)度校核21第七章 軸承、鍵和聯(lián)軸器

3、的選擇257.1 軸承的選擇及校核.25 7.2 鍵的選擇計(jì)算及校核267.3 聯(lián)軸器的選擇26第八章 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(jì)算288.1 潤滑的選擇確定28 8.2 密封的選擇確定28 8.3減速器附件的選擇確定288.4箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算29 第九章 總結(jié)30 第一章 本論文主要內(nèi)容是進(jìn)行一級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，在設(shè)計(jì)計(jì)算中運(yùn)用到了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制圖、工程力學(xué)、公差與互換性等多門課程知識(shí)，并運(yùn)用AUTOCAD軟件進(jìn)行繪圖，因此是一個(gè)非常重要的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié),也是一次全面的、 規(guī)范的實(shí)踐訓(xùn)練。通過這次訓(xùn)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

4、下幾個(gè)方面： （1）培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練了綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行分析和解決工程實(shí)際問題的能力，鞏固、深化和擴(kuò)展了相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。 （2）通過對通用機(jī)械零件、常用機(jī)械傳動(dòng)或簡單機(jī)械的設(shè)計(jì)，使我們掌握了一般機(jī)械設(shè)計(jì)的程序和方法，樹立正確的工程設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。 （3）另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計(jì)算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的能力。 （4）加強(qiáng)了我們對Office軟件中Word功能的認(rèn)識(shí)和運(yùn)用。第二章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明2.1課題題目 帶

5、式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的減速器。要求傳動(dòng)系統(tǒng)中含有單級(jí)圓柱齒輪減速器及V帶傳動(dòng)。2.2 主要技術(shù)參數(shù)說明 輸送帶的最大有效拉力F=3000N，輸送帶的工作速度V=1.5m/s，輸送機(jī)滾筒直徑D=400 mm。2.3 傳動(dòng)系統(tǒng)工作條件 帶式輸送機(jī)在常溫下連續(xù)工作、單向運(yùn)轉(zhuǎn)；空載起動(dòng)，工作載荷較 平穩(wěn)；使用年限年，每日工作24小時(shí)，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔2.4 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的選擇Ø 采用帶傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)的組合，即可滿足傳動(dòng)比要求，同時(shí)由于帶傳動(dòng)具有良好的緩沖，吸振性能，適應(yīng)大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩工況要求，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用維護(hù)方便。Ø 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡圖：圖1 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)第三章 減速器結(jié)構(gòu)選

6、擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算3.1 減速器結(jié)構(gòu)本減速器設(shè)計(jì)為水平剖分，封閉臥式結(jié)構(gòu)。3.2 電動(dòng)機(jī)選擇（一）工作機(jī)的功率Pw =FV/1000=3000×1.5/1000=4.5kw（二）總效率 = =0.96×0.98×0.97×0.99×0.96=0.83（三）所需電動(dòng)機(jī)功率 Pd= FV/1000總 =(3000×1.5)/(1000×0.876) =5.42 (kw) (四)確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒工作轉(zhuǎn)速為： n卷筒60×1000·V/（·D） =(60×1000×1.5)/（

7、400·） =71.7 r/min 此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M2-6。 電動(dòng)機(jī)主要外形和安裝尺寸：中心高H外形尺寸LX(AC/2+AD)×HD底角安裝尺寸 A×B地腳螺栓孔直徑 K軸 伸 尺 寸D×E裝鍵部位尺 F×GD 132520×345×315216×1781228×810×41計(jì)算及說明3.3 傳動(dòng)比分配 由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n ia=nm/n=960/71.7=13.40 取 i0=2.8（普通V帶 i=24） 則i=4.443.4 動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算（1） 轉(zhuǎn)

8、速n =960（r/min）=/=/=960/2.8=342.86（r/min） =/=342.86/4.44=77.22（r/min） =77.22（r/min） 電動(dòng)機(jī)選用：Y132M2-6 （二） 功率PP=Pd×01 =Pd×1=4.5×0.96=4.32（KW） P= P×12= P×2×3 =4.32×0.98×0.97=4.41（KW) P= P·23= P·2·4 =4.11×0.98×0.99=4.07（KW) （三） 轉(zhuǎn)矩TTd=9550

9、3;Pd/nm=9550×4.5/960=44.77 N·mT= Td·i0·1 =44.77×2.8×0.96=120.33 N·mT= T·i1·2·4 =120.33×4.44×0.98×0.99=518.34 N·mT = T·2·4 =502.90 N·m由指導(dǎo)書的表1得到：1=0.962=0.983=0.974=0.99將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸號(hào)功率P/kW N /(r.min-1) /(Nm) i 04.59604

10、4.77 2.80.96 14.32342.86120.33 24.1177.22518.344.440.95 34.0777.22292.8410.97第四章V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.1確定計(jì)算功率查表得KA=1.1，則PC=KAP=1.1×5.5=6.05KW4.2確定V帶型號(hào)按照任務(wù)書得要求，選擇普通V帶。根據(jù)PC=6.05KW及n1=342.86r/min，查圖確定選用B型普通V帶。4.3確定帶輪直徑（1）確定小帶輪基準(zhǔn)直徑根據(jù)圖推薦，小帶輪選用直徑范圍為112140mm，選擇dd1=140mm。（2）驗(yàn)算帶速v =V=n1·d1·/（1000×60）=9

11、60×140·/（1000×60）=7.03 m/s 介于525m/s范圍內(nèi)，故合適 （3）計(jì)算大帶輪直徑 dd2= i dd1（1-）=2.8×140×（1-0.02）=384.16mm根據(jù)GB/T 13575.1-9規(guī)定，選取dd2=384mm 4.4確定帶長及中心距 （1）初取中心距a0 得366.8a01048， 根據(jù)總體布局，取ao=700 mm (2) 確定帶長Ld：根據(jù)幾何關(guān)系計(jì)算帶長得=2×700+·（140+384）/2+（384-140）2/(4×700)=2244.2mm 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)手冊，取Ld

12、 =2244mm。 (3)計(jì)算實(shí)際中心距=700+(2244-2244.2)/2=697.9mm 4.5.驗(yàn)算包角1=180-(d2-d1)×57.3/a =180-(384-140)×57.3/697.9=160.0>120 合適 4.6.確定V帶根數(shù)Z根據(jù)dd1=140mm及n1=705r/min，查表得P0=1.64KW,P0=0.22KW中心距a=815.32mm Z=PC/（(P0+P0)·KL·K） =6.05/（2.08+0.30）×1.00×0.95）= 2.68 4.7.確定粗拉力F0F0=500 查表得q =

13、 0.17/m,查得K=0.95查得KL=1.00 F0=500·PC·（2.5/K-1）/z· c+q· v2 =500×6.05×（2.5/0.95-1）/（3×7.03）+0.17×7.032 =242.42 N4.8.計(jì)算帶輪軸所受壓力QQ=2ZF0sin=2×3×242.42×sin(160.0/2) =1432.42 Nd0dHL帶輪示意圖如下：第五章 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)5.1 齒輪材料和熱處理的選擇 小齒輪選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB236 大齒輪選用45號(hào)鋼，正火處理，HB1

14、905.2 齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.2.1 按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸 由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊查得 ,SHlim = 1 由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊查得 ZN1 = ZN2 = 1 YN1 = YN2 = 1.1 由 （一）小齒輪的轉(zhuǎn)矩 T1=9550×P/n1=9.55×106×4.23/342.86 =1.18×105 N·mm（二） 選載荷系數(shù)K 由原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為帶式輸送機(jī)，載荷平穩(wěn)，齒輪在軸承間對稱布置。查機(jī)械原理與機(jī)械零件教材中表得，取K1.1（三） 計(jì)算尺數(shù)比 =4.5（四） 選擇齒寬系數(shù) 根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對稱布置

15、。查機(jī)械原理與機(jī)械零件教材中表得，取1（五） 計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1 = =52.82 mm（六） 確定齒輪模數(shù)m m=d1/Z152.82/20=2.641 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值 m=3（七） 確定齒輪的齒數(shù)和 取 Z1 =20 Z2= Z1·u=20×4.5=90 （八）實(shí)際齒數(shù)比 =Z2/Z1=4.83 （九） 計(jì)算齒輪的主要尺寸 d1=m·Z1=3×20=60mm d2=m·Z2=3×90=270 mm 中心距 A=0.5(d1+d2)=165 齒輪寬度 B2=54 B1 = B2 + (510) = 5964(mm) 取B1 =6

16、0(mm) （十）計(jì)算圓周轉(zhuǎn)速v并選擇齒輪精度 v=·d1·n1/（60×1000） =3.14×60×342.86/（60×1000） =1.08 m/s 查表應(yīng)取齒輪等級(jí)為8級(jí)，但根據(jù)設(shè)計(jì)要求齒輪的精度等級(jí)為7級(jí)。5.2.2 齒輪彎曲強(qiáng)度校核（一） 由421中的式子知兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力 （二） 計(jì)算兩齒輪齒根的彎曲應(yīng)力B1=54mmB2=60mm V=0.97(m/s)定為IT7 由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊得 =2.63 =2.19比較的值 /=2.63/244=0.0108>/=2.19/204=0.0107 計(jì)算大齒輪齒根彎曲

17、應(yīng)力為 齒輪的彎曲強(qiáng)度足夠5.2.3 齒輪幾何尺寸的確定齒頂圓直徑 由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊得 h*a =1 c* = 0.25 da1=60(mm) da2=265(mm)齒距 P = 2×3.14=6.28(mm)齒根高 齒頂高 齒根圓直徑 1=da1+5=59(mm) 2=da2+5=266(mm)5.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(guān)尺寸計(jì)算如下：軸孔直徑 d=50輪轂直徑 =1.6d=1.6×50=80輪轂長度 L=B2=54(MM)輪緣厚度 0 = (34)m = 68(mm) 取 =8輪緣內(nèi)徑 =-2h-2=265-2

18、×4.5-2×8= 240(mm)取D2 = 240(mm) 腹板厚度 c=0.3=0.3×54=16.2 取c=17(mm) 強(qiáng)度足夠=54mm=196mmh=4.5mmS=3.14mmP=6.28mmhf=2.5mmha=2mmdf1=43mmdf2=187mm計(jì) 算 及 說 明結(jié)果腹板中心孔直徑 =0.5(+)=0.5(80+240)=160(mm)腹板孔直徑 =0.25（-）=0.25（240-80）=40(mm) 取=20(mm) 齒輪倒角n=0.5m=0.5×2=1齒輪工作如圖2所示：第六章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1 軸的材料和熱處理的選擇由機(jī)械零

19、件設(shè)計(jì)手冊中的圖表查得選45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB217255=650MPa =360MPa =280MPa6.2 軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.2.1 按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑從動(dòng)軸=c=43.28考慮鍵槽=29.35×1.05=30.82選取標(biāo)準(zhǔn)直徑=326.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時(shí)考慮到強(qiáng)度的原則，主動(dòng)軸和從動(dòng)軸均設(shè)計(jì)為階梯軸。6.2.3 軸的強(qiáng)度校核從動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 圓周力 =22×5.08×105/270=3762.96N徑向力 =tan=3762.96×tan200=1369.61N 由于為直齒輪，軸向力

20、=0作從動(dòng)軸受力簡圖：（如圖3所示）D2=32mm L=110mm =0.5=0.5×3762.96= 1881.48 N =0.5L=599.515×110×0.5/1000= 684.81=0.5=0.5×436.41 =218.205=0.5L=218.205×110×0.5/1000=12 轉(zhuǎn)矩T=580.134 校核 =349.84 由圖表查得，=55MPa d10=29.21(mm) 考慮鍵槽d=29.21mm < 45mm 則強(qiáng)度足夠第七章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇7.1 軸承的選擇及校核考慮軸受力較小且主要是徑向力

21、，故選用單列深溝球軸承主動(dòng)軸承根據(jù)軸頸值查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊選擇6207 2個(gè)（GB/T276-1993）從動(dòng)軸承6209 2個(gè)（GB/T276-1993）壽命計(jì)劃：兩軸承受純徑向載荷P=436.41 X=1 Y=0從動(dòng)軸軸承壽命：深溝球軸承6209，基本額定功負(fù)荷=25.6KN =1 =3=10881201預(yù)期壽命為：5年，三班制L=5×300×24=38400<軸承壽命合格從動(dòng)軸承 2個(gè)7.2 鍵的選擇計(jì)算及校核（一）從動(dòng)軸外伸端d=42，考慮鍵在軸中部安裝故選鍵10×40 GB/T10962003，b=16，L=50，h=10，選45號(hào)鋼，其許用擠壓力=

22、100MPa=71.55<則強(qiáng)度足夠，合格（二）與齒輪聯(lián)接處d=50mm，考慮鍵槽在軸中部安裝，故同一方位母線上，選鍵14×52 GB/T10962003，b=10mm，L=45mm，h=8mm，選45號(hào)鋼，其許用擠壓應(yīng)力=100MPa=39.25<則強(qiáng)度足夠，合格7.3 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(jì)問題，選用彈性套柱聯(lián)軸器K=1.3=9550=811.32從動(dòng)軸外伸端鍵10×40 GB/10962003與齒輪聯(lián)接處鍵14×52 GB/T10962003計(jì) 算 及 說 明結(jié)果選用LT9型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉(zhuǎn)矩=1000，<。采用Y型軸孔，A型鍵軸孔直徑選d=60，軸孔長度L=112型號(hào)公稱轉(zhuǎn)矩T/(N·m)許用轉(zhuǎn)速n/（r·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TL91000285060112250HT200Y型A型選用TL9型彈性套住聯(lián)軸器第八章 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(jì)算及裝配圖8.1 潤滑的選擇確定 8.1.1潤滑方式 1.齒輪V=1.212 m/s 應(yīng)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 8.1.2潤滑油牌號(hào)及用4.軸承靠近機(jī)體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥?/p>