機械設計課程設計一級圓柱齒輪減速器說明書

1、農(nóng)林大學天目學院機械設計課程設計設計說明書課題名稱 一級圓柱齒輪減速器 專 業(yè) 工程技術機械制造及其自動化083 姓 名 王仁源 學 號 9 指導老師 嚴建敏 學期 2010學年第一學期 目錄一 課題題目及主要技術參數(shù)說明1.1 課題題目 1.2 主要技術參數(shù)說明 1.3 傳動系統(tǒng)工作條件1.4 傳動系統(tǒng)方案的選擇 二 減速器結構選擇及相關性能參數(shù)計算2.1 減速器結構2.2 電動機選擇2.3 傳動比分配2.4 動力運動參數(shù)計算三 V帶傳動設計3.1確定計算功率3.2確定V帶型號3.3確定帶輪直徑3.4確定帶長及中心距3.5驗算包角3.6確定V帶根數(shù)Z3.7 確定粗拉力F03.8計算帶輪軸所受

2、壓力Q四 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 齒輪的結構設計五 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5.2.1 按照扭轉(zhuǎn)強度初步設計軸的最小直徑5.2.2 軸的結構設計5.2.3 軸的強度校核六 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)軸器的選擇七 減速器潤滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結構尺寸的計算7.1 潤滑的選擇確定 7.2 密

3、封的選擇確定 7.3減速器附件的選擇確定7.4箱體主要結構尺寸計算 參考文獻第一章 課題題目及主要技術參數(shù)說明1.1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。1.2 主要技術參數(shù)說明 輸送帶的最大有效拉力F=2KN，輸送帶的工作速度V=0.9 m/s，輸送機滾筒直徑D=300 mm。1.3 傳動系統(tǒng)工作條件 帶式輸動機工作時有輕微震動，經(jīng)常滿載。空載起訂，單向運轉(zhuǎn)，單班制工作（每班工作8小時），要求減速器設計壽命為5年(每年按300天計算)三相交流電源的電壓為380/220V。1.4 傳動系統(tǒng)方案的選擇圖1 帶式輸送機傳動系統(tǒng)簡圖第二章 減速器結構選

4、擇及相關性能參數(shù)計算2.1 減速器結構本減速器設計為水平剖分，封閉臥式結構。2.2 電動機選擇（一）工作機的功率Pw =FV/1000=2000×0.9/1000=1.8kw（二）總效率 = =0.96×0.98×0.99×0.96×0.99×0.99×0.99=0.868（三）所需電動機功率 查機械零件設計手冊得 Ped = 3 kw電動機選用Y2-132S-8 n滿 = 705 r/min2.3 傳動比分配 工作機的轉(zhuǎn)速n=60×1000v/（D） =60×1000×0.9/(3.14

5、15;300) =57.325r/min 取 則電動機選用：Y2-132S-8=4.099計 算 及 說 明結果2.4 動力運動參數(shù)計算（一）轉(zhuǎn)速n=705（r/min）=/=/=705/3=235（r/min） =/=235/4.099=57.331（r/min） =57.331（r/min） （二） 功率P （三） 轉(zhuǎn)矩T =13.942(Nm) = 161.182(Nm) = 157.974(Nm ) 計 算 及 說 明結果將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸號功率P/kW N /(r.min-1) /(Nm) i 02.07370513.942 30.96 11.99023590.153 21.93

6、157.331161.1824.0990.97 31.89357.3331157.97410.98第三章V帶傳動設計3.1確定計算功率查表得KA=1.1，則PC=KAP=1.1×3=3.3KW3.2確定V帶型號按照任務書得要求，選擇普通V帶。根據(jù)PC=3.3KW及n1=235r/min，查圖確定選用B型普通V帶。3.3確定帶輪直徑（1）確定小帶輪基準直徑根據(jù)圖推薦，小帶輪選用直徑圍為112140mm，選擇dd1=140mm。（2）驗算帶速v =5.17m/s5m/sv25m/s,帶速合適。（3）計算大帶輪直徑dd2= i dd1（1-）=3×140×（1-0.02

7、）=411.6mm根據(jù)GB/T 13575.1-9規(guī)定，選取dd2=400mm3.4確定帶長及中心距（1）初取中心距a0得378a01080， 根據(jù)總體布局，取ao=800 mm(2) 確定帶長Ld：根據(jù)幾何關系計算帶長得=2469.36mm根據(jù)標準手冊，取Ld =2500mm。 (3)計算實際中心距=815.32mm3.5.驗算包角=161.73°120°，包角合適。3.6.確定V帶根數(shù)ZZ 根據(jù)dd1=140mm及n1=705r/min，查表得P0=1.64KW,P0=0.22KW中心距a=815.32mm包角=161.73°包角合適K=0.956KL=1+0

8、.5(lg2500-lg2240)=1.024則Z=1.737，取Z=23.7.確定粗拉力F0F0=500查表得q = 0.17/m,則F0=500=98.26N3.8.計算帶輪軸所受壓力QQ=2ZF0sin=2×2×98.26×sin=388N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，HB236 大齒輪選用45號鋼，正火處理，HB1904.2 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尺寸 由機械零件設計手冊查得 ,SHlim = 1 由機械零件設計手冊查得 ZN1 = ZN2 = 1 YN1 = Y

9、N2 = 1.1 由 PC=3.3KW選用B型普通V帶dd1=140mmv =5.17m/s,帶速合適dd2=411.6mm取ao=800 mm取Ld =2500mm中心距a=815.32mm包角=161.73°包角合適計 算 及 說 明結果 （一）小齒輪的轉(zhuǎn)矩 （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，載荷平穩(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K1.1（三） 計算尺數(shù)比 =4.099（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。查機械原理與機械零件教材中表得，取1（五） 計算小齒輪分度圓直徑 計 算 及 說 明結果766=7

10、66 = 47.103( mm)（六） 確定齒輪模數(shù)m m =(0.0070.02)a = (0.0070.02)×198.764 取m=2（七） 確定齒輪的齒數(shù)和 取 Z1 = 24 取 Z2 = 100（八）實際齒數(shù)比 齒數(shù)比相對誤差 <±2.5% 允許（九） 計算齒輪的主要尺寸 Z1 = 24Z2 = 100=48mm=200mm計 算 及 說 明結果 中心距 齒輪寬度 B1 = B2 + (510) = 5358(mm) 取B1 =57 (mm) （十）計算圓周轉(zhuǎn)速v并選擇齒輪精度 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3.2

11、.1中的式子知兩齒輪的許用彎曲應力 （二） 計算兩齒輪齒根的彎曲應力 由機械零件設計手冊得 =2.65 =2.18比較的值 /=2.65/244=0.0109>/=2.19/204=0.0107 計算大齒輪齒根彎曲應力為a=128mmB1=57mmB2=48mm V=0.590(m/s)定為IT7 計 算 及 說 明結果 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 由機械零件設計手冊得 h*a =1 c* = 0.25齒距 P = 2×3.14=6.28(mm)齒根高 齒頂高 齒根圓直徑 4.3 齒輪的結構設計 小齒輪采用齒輪軸結構，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結

12、構大齒輪的關尺寸計算如下：軸孔直徑 d=50輪轂直徑 =1.6d=1.6×50=80輪轂長度 輪緣厚度 0 = (34)m = 68(mm) 取 =8輪緣徑 =-2h-2=204-2×4.5-2×8強度足夠=54mm=204mmh=4.5mmS=3.14mmP=6.28mmhf=2.5mmha=2mmdf1=43mmdf2=199mm計 算 及 說 明結果= 179(mm)取D2 = 180(mm) 腹板厚度 c=0.3=0.3×48=14.4 取c=15(mm)腹板中心孔直徑=0.5(+)=0.5(80+180)=130(mm)腹板孔直徑=0.25（-

13、）=0.25（180-80）=25(mm) 取=25(mm)齒輪倒角n=0.5m=0.5×2=1計 算 及 說 明結果第五章 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，HB217255=650MPa =360MPa =280MPa5.2 軸幾何尺寸的設計計算 4.2.1 按照扭轉(zhuǎn)強度初步設計軸的最小直徑主動軸=c=115=23.44從動軸=c=115=37.14考慮鍵槽=23.44×1.05=24.612考慮鍵槽=37.14×1.05=38.996選取標準直徑=25選取標準直徑=395.2.2 軸的結構設計根據(jù)軸

14、上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強度的原則，主動軸和從動軸均設計為階梯軸。5.2.3 軸的強度校核主動軸的強度校核圓周力 =2000×158.872/204=1557.57 N徑向力 =tan=1557.57×tan20°=566.909 N由于為直齒輪，軸向力=0作主動軸受力簡圖：（如下圖所示）L=98mm =0.5=0.5×3339=778.785=0.5L=778.785×98×0.5/1000=38.16=0.5=0.5×566.909=283.455=0.5L=283.455×98×0.

15、5/1000=13.89 轉(zhuǎn)矩T=90.153 校核=38.2 =66.22 由圖表查得，=55MPa d10=10=10.64(mm) 考慮鍵槽d=10.64mm < 25mm 則強度足夠從動軸的強度校核圓周力 =2000×158.872/204=1557.57 N徑向力 =tan=1557.57×tan20°=566.909 N由于為直齒輪，軸向力=0 受力簡圖：（如下圖所示）L=98mm =0.5=0.5×1557.57=778.785=0.5L=778.785×98×0.5/1000=38.16=0.5=0.5×

16、;566.909 =283.455=0.5L=283.455×98×0.5/1000=14.134 轉(zhuǎn)矩T=161.182 校核=40.697 =104.923 由圖表查得，=55MPa d10=10=26.72(mm) 考慮鍵槽d=26.72mm < 39mm 則強度足夠D1=25mm D2=39mm計 算 及 說 明結果第六章 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6209 2個（GB/T276-1993）壽命計劃：兩

17、軸承受純徑向載荷P=1557.57 X=1 Y=0從動軸軸承壽命：深溝球軸承6209，基本額定功負荷=25.6KN =1 =3=10881201預期壽命為：5年，單班制L=5×300×8=12000<軸承壽命合格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10×40 GB/T10962003，b=16，L=50，h=10，選45號鋼，其許用擠壓力=100MPa=25959.5<則強度足夠，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=

18、10mm，L=45mm，h=8mm，選45號鋼，其許用擠壓應力=100MPa=222510<則強度足夠，合格從動軸承 2個從動軸外伸端鍵10×40 GB/10962003與齒輪聯(lián)接處鍵14×52 GB/T10962003計 算 及 說 明結果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=1.3=9550=9550×=418.374選用LT7型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉(zhuǎn)矩=500，<。采用Y型軸孔，A型鍵軸孔直徑選d=40，軸孔長度L=112LT7型彈性套住聯(lián)軸器有關參數(shù)選用TL8型彈性套住

19、聯(lián)軸器型號公稱轉(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LT725036004011265HT200Y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構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=1.212 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 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2.軸承潤滑選用2L3型潤滑脂，用油量為軸承間隙的1/31/2為宜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