課程設(shè)計(jì)-一級(jí)減速器

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目 一級(jí)減速器學(xué)校：xx 設(shè)計(jì)者：xx 學(xué)號(hào)：xx 指導(dǎo)老師：xx 2015年12月 目錄一 、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)3一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)3二、傳動(dòng)方案擬定4二、電機(jī)4三、V帶選擇5A.總傳動(dòng)比5B.分配傳動(dòng)比5C、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速6D、計(jì)算大輪的基準(zhǔn)直徑6E、確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度6F、計(jì)算小輪上的包角7G、計(jì)算帶的根數(shù)z7H、計(jì)算單根V帶的初拉力7四、計(jì)算傳動(dòng)比以及各軸動(dòng)力參數(shù)8A、有前計(jì)算可得總傳動(dòng)比8B、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)81、各軸的轉(zhuǎn)速82、各軸的輸入功率93.各軸的輸入轉(zhuǎn)矩9五、齒輪的選擇10A.選定齒

2、輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)10B. 按齒面接觸疲勞疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)10（一）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:先由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核。10（二）調(diào)整小齒輪分度圓直徑12C、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)13（一）模數(shù)計(jì)算13（二）調(diào)整齒輪模數(shù)14D、幾何尺寸的計(jì)算15（一）計(jì)算分度圓直徑15（二）計(jì)算中心距15（三）計(jì)算齒輪寬度16（四）其他幾何尺寸的計(jì)算（，）16結(jié)論：16六、軸的設(shè)計(jì)17A、軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n，以及轉(zhuǎn)矩T17B、確定軸的最小直徑17C、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18（一）擬定軸上零件的裝配方案18（二）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度18D、軸的強(qiáng)度校核20軸20軸21七、鍵聯(lián)接選擇

3、及校核22A、鍵類(lèi)型的選擇221、軸的材料222、兩軸的尺寸確定223.鍵類(lèi)型的校核22課程總結(jié)24設(shè)計(jì)小節(jié)26參考文獻(xiàn)27一 、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（1） 設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（2） 原始數(shù)據(jù)：輸送帶牽引力：Fmax=1900N 輸送帶線速度：v=1.1m/s 鼓輪直徑：D=240mm（3） 工作條件：1、帶式輸送機(jī)用以運(yùn)送土方、碎石等； 2、輸送機(jī)工作載荷穩(wěn)定； 3、輸送帶卷筒的傳動(dòng)效率為0.96； 4、工作壽命8年，每年300個(gè)工作日，每日工作16小時(shí)； 5、運(yùn)轉(zhuǎn)方向不變。（4）  設(shè)計(jì)任務(wù)要求：  1、按照生產(chǎn)圖紙

4、要求，設(shè)計(jì)三角帶傳動(dòng)和齒輪減速器傳動(dòng)部件，繪制1張部件裝配圖和 2張零件工作圖（齒輪、軸）。 2、按規(guī)定格式編制設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份二、傳動(dòng)方案擬定（一）傳動(dòng)方案 采用帶傳動(dòng)與單級(jí)圓柱齒輪傳動(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(jiǎn)單，成本低，使用維護(hù)方便。（二）整體傳動(dòng)示意圖如下： 二、電機(jī)其中 電動(dòng)機(jī)的輸出功率功率 按下式 式中為電動(dòng)機(jī)軸至卷筒軸的傳動(dòng)裝置總效率由試=*由表2-4滾動(dòng)軸承效率=0.98：滑塊聯(lián)軸器傳動(dòng)效率= 0.98：齒輪傳動(dòng)效率=0.97（7級(jí)精度一般齒輪傳動(dòng)）(機(jī)械零件手冊(cè)p5)則=0.859所以電動(dòng)機(jī)所需工作功率

5、為 按表2-1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，兩級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 由 得， 鼓輪的轉(zhuǎn)速n=87.5r/min所以根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)p167 表12-1所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為選擇 Y100L2-4型電機(jī)，其同步轉(zhuǎn)速為1500r/min,滿載轉(zhuǎn)速為1430r/min，額定功率3kw，機(jī)座中心高100mm。其他參數(shù)見(jiàn)表格。三、V帶選擇A.總傳動(dòng)比 B.分配傳動(dòng)比 帶傳動(dòng)比 根據(jù)帶傳動(dòng)時(shí) 因?yàn)镻=3kw，且每天工作16小時(shí)，故根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)P156，表8-8可得， =1.1，=1.1*3=3.3kw根據(jù)、由圖8-11選擇A型C、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速 由機(jī)械設(shè)計(jì)P155、157表8-7

6、、8-9， 并且電機(jī)的機(jī)座高度為100mm，故取小輪的基準(zhǔn)直徑為 驗(yàn)證帶速 因?yàn)?<v<30,故帶速合適。D、計(jì)算大輪的基準(zhǔn)直徑 取帶輪的傳動(dòng)比故根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)P157，表8-9，取標(biāo)準(zhǔn)值E、確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度因?yàn)槌醵ㄖ行木?=500mm又因?yàn)?由表8-9，取標(biāo)準(zhǔn)值又 所以中心距的變化范圍為495549mm。F、計(jì)算小輪上的包角 >120 G、計(jì)算帶的根數(shù)z（1）計(jì)算單根V帶的額定功率。 根據(jù)并且，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表8-4得 又根據(jù)，i=3和A型帶，查表8-5得 kw查表8-6得，表8-2的，于是 （2）計(jì)算V帶根數(shù)z 所以，取3根。H、計(jì)算單根V帶的初拉力 由機(jī)械設(shè)計(jì)表

7、8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.105kg/m，所以 J、計(jì)算壓軸力 綜上所述：選用A型普通帶3根，基準(zhǔn)長(zhǎng)度為1640mm。帶輪基準(zhǔn)直徑，中心距控制在495549mm，單根帶初拉力為。四、計(jì)算傳動(dòng)比以及各軸動(dòng)力參數(shù)A、有前計(jì)算可得總傳動(dòng)比 ，又因?yàn)?，所以齒輪的傳動(dòng)比 B、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1、各軸的轉(zhuǎn)速 電機(jī)軸 I軸 II軸 鼓輪軸 2、各軸的輸入功率因?yàn)楦鶕?jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)得，V帶效率所以： 電機(jī)軸 I軸 II軸 鼓輪軸 3.各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電機(jī)軸 I軸 II軸 鼓輪軸 將上述計(jì)算結(jié)果匯總與下表，以備查用。項(xiàng)目電機(jī)軸I軸II軸鼓輪軸轉(zhuǎn)速（r/min）1500489.887.

8、587.5功率P（kw）32.882.632.48轉(zhuǎn)矩T（Nm）19.156.1287.0270.8傳動(dòng)比i3.15.51效率0.960.910.94五、齒輪的選擇A.選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1.按簡(jiǎn)圖所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，硬齒輪面閉式傳動(dòng)，壓力角為 。2.運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度。3.材料選擇。由機(jī)械設(shè)計(jì)，選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為280HBS，大齒輪為45鋼（滲碳淬火），硬度為240HBS，二者材料硬度差不多。4.選小齒輪的齒數(shù)，大齒輪齒數(shù) 取 （使得齒數(shù)互質(zhì)）B. 按齒面接觸疲勞疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（一）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:先由齒根彎曲疲勞

9、強(qiáng)度計(jì)算，再按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核。 1.確定公式內(nèi)的各參數(shù)值1) 試選；2) 有前可得 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩3) 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表10-7，選取齒寬系數(shù)4) 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表10-20，因?yàn)樽兾幌禂?shù)為0，且，選取區(qū)域系數(shù)。5) 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5，查的材料的彈性影響系數(shù) 6) 因?yàn)橹睾舷禂?shù)且7) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-25d查的小齒輪和大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限分別為 、所以應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 又解除疲勞壽命系數(shù)、 取失效效率為1%，安全系數(shù)S=1，所以 取和中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即 2.計(jì)算小齒輪分度圓直徑（二）調(diào)整小齒輪分度圓直徑1.計(jì)算實(shí)際載荷前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備1)

10、圓周速度v。 2) 齒寬b。2.計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)1) 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表10-2，使用系數(shù)2) 根據(jù)v=3.82m/s、7級(jí)精度，由圖10-8查的動(dòng)載系數(shù) 3) 齒輪的圓周力 查表10-3得齒間載荷分配系數(shù) 4) 查表10-4可得，齒向載荷分布系數(shù)所以實(shí)際載荷為 5) 由實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑 這此時(shí)，模數(shù) C、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（一）模數(shù)計(jì)算 確定公式中的各參數(shù)值1) 試選2) 計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度 3) 計(jì)算由圖10-17可得，齒形系數(shù), 由圖10-18可得，應(yīng)力修正系數(shù)， 由圖10-24c可得，小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為，。 由圖10-22查的彎曲疲勞壽命系數(shù)， 取彎曲疲勞

11、安全系數(shù)S=1，所以 因?yàn)榇簖X輪的大于小齒輪的值，所以取計(jì)算模數(shù) （二）調(diào)整齒輪模數(shù)1.計(jì)算實(shí)際載系數(shù)荷前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備1) 圓周速度v。 2) 齒寬b。3) 寬高比 2.計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) 1) 根據(jù)v=2.69m/s、7級(jí)精度，由圖10-8查的動(dòng)載系數(shù) 2) 齒輪的圓周力 查表10-3得齒間載荷分配系數(shù) 3) 查表10-4可得，齒向載荷分布系數(shù)，結(jié)合，查表可得， 所以載荷系數(shù)為 按實(shí)際載荷系數(shù)算得齒輪模數(shù) 對(duì)比結(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)度設(shè)計(jì)的模數(shù)。根據(jù)彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù)1.40，并就近選取標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的分度圓直徑，算得小齒輪齒數(shù)。取

12、，則大齒輪齒數(shù)，取，它們互為質(zhì)數(shù)。D、幾何尺寸的計(jì)算（一）計(jì)算分度圓直徑 （二）計(jì)算中心距（三）計(jì)算齒輪寬度 考慮到安裝誤差，為了保證設(shè)計(jì)齒寬b和節(jié)省材料，一般將小齒輪加寬（510）mm，即 取，而大齒輪。（四）其他幾何尺寸的計(jì)算（，）齒頂高 由于正常齒輪， 所以齒根高 由于正常齒 所以全齒高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 結(jié)論：齒數(shù)，壓力角，中心距，齒寬，。小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為280HBS，大齒輪為45鋼（滲碳淬火），硬度為240HBS。齒輪采用7級(jí)精度。 六、軸的設(shè)計(jì)A、軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n，以及轉(zhuǎn)矩T 由前面分析可得 項(xiàng)目電機(jī)軸I軸II軸鼓輪軸轉(zhuǎn)速（r/min）150048

13、9.887.587.5功率P（kw）32.882.632.48轉(zhuǎn)矩T（Nm）19.156.1287.0270.8傳動(dòng)比i3.15.51效率0.960.910.94B、確定軸的最小直徑根據(jù)式估算出軸的最小直徑。選取軸的材料為應(yīng)用最為廣泛的45鋼，調(diào)制處理。很據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表15-3，取，于是可得因?yàn)檩SI上有,1個(gè)鍵槽，將計(jì)算值加大6%，·應(yīng)為21.43mm，同理，因?yàn)檩SII上有兩個(gè)鍵槽，故將計(jì)算值加大12%，dmin應(yīng)為39.00mm。輸出軸的最小直徑應(yīng)為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選軸的直徑和與聯(lián)軸器的孔徑想適應(yīng)，故須同時(shí)選擇聯(lián)軸器的型號(hào)。聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器根據(jù)計(jì)算，因?yàn)檗D(zhuǎn)矩很小，故選

14、擇，則 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表8-5可得，選取軸I的聯(lián)軸器為L(zhǎng)T5型的彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為125Nm，半聯(lián)軸器的孔徑d=25mm，故取，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度;選取軸II的聯(lián)軸器為L(zhǎng)T7型的彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為500Nm，半聯(lián)軸器的孔徑d=40mm，故取，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度。C、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（一）擬定軸上零件的裝配方案根據(jù)本減速器的實(shí)際功用，故選用如圖所示的專(zhuān)配方案。（二）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1. I-II段的直徑需要一個(gè)軸肩，又因?yàn)閷?duì)于定位軸間，所以取， ，。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng),為了保證軸端擋圈

15、只壓在半聯(lián)軸器上而不是軸上，所以軸的長(zhǎng)度應(yīng)該比和略短一些，所以取， 2. 初步選擇滾動(dòng)軸承。因?yàn)橥瑫r(shí)承受徑向力和軸向力，故選擇圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)，。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課1程設(shè)計(jì)手冊(cè)表6-7可得，對(duì)于軸I，選擇02尺寸系列，標(biāo)準(zhǔn)精度的單列圓錐滾子軸承30206，它的尺寸為，故，而 ，同時(shí)，查表可得30206型軸承的定位軸肩高h(yuǎn)=6mm。因此，??；同理，對(duì)于軸II，選擇02尺寸系列，標(biāo)準(zhǔn)精度的單列圓錐滾子軸承30209，它的尺寸為，故，而 ，同時(shí)，查表可得30208型軸承的定位軸肩高h(yuǎn)=7mm。因此，取。3. 取安裝齒輪處軸端的直徑，齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位。由前面可得齒轂的

16、寬度，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸端應(yīng)當(dāng)略短于輪轂寬度，故取，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，由軸徑，查表15-2可得，R=1.6，故取，則軸環(huán)處的直徑，。軸環(huán)寬度,取 4. 軸承端蓋的總寬度為20cm。根據(jù)軸承蓋的拆裝方便以及對(duì)于軸承的潤(rùn)滑要求，取。5. 取齒輪距離內(nèi)壁，考慮箱體鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)該距離箱體內(nèi)壁一段距離s，取s=8mm，已知滾子軸承的,所以又因?yàn)閱渭?jí)減速器，齒輪位于中間，所以 D、軸的強(qiáng)度校核軸1) 按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 作用在齒輪上的 圓周力： 作用在齒輪上的徑向力： 2）垂直面彎矩軸承支反力： 由兩邊對(duì)稱(chēng)，知截面C的彎矩也對(duì)稱(chēng)。截面C在垂直面彎矩為3

17、）截面C在水平面的彎矩4）合彎矩因?yàn)樵撦S為單軸旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈沖循環(huán)變應(yīng)力，取5）轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取=0.6，截面C處的當(dāng)量彎矩：7)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度 軸上合成彎矩最大的截面在位于齒輪輪緣的C處，W0.1d43所以該軸強(qiáng)度足夠。軸1) 按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 作用在齒輪上的 圓周力： 作用在齒輪上的徑向力： 2）垂直面彎矩軸承支反力： 由兩邊對(duì)稱(chēng)，知截面C的彎矩也對(duì)稱(chēng)。截面C在垂直面彎矩為3）截面C在水平面的彎矩4）合彎矩因?yàn)樵撦S為單軸旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈沖循環(huán)變應(yīng)力，取5）轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取=0.6，截面C處的當(dāng)量彎矩：7)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度 軸上合成彎

18、矩最大的截面在位于齒輪輪緣的C處，W0.1d43所以該軸強(qiáng)度足夠。七、鍵聯(lián)接選擇及校核A、鍵類(lèi)型的選擇1、軸的材料選擇45號(hào)鋼，其許用擠壓應(yīng)力2、兩軸的尺寸確定軸(1) 連接聯(lián)軸器左端連接彈性聯(lián)軸器，鍵槽部分的軸徑為25.63mm，軸段長(zhǎng)62mm，故根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇單圓頭普通平鍵b=8mm,h=7mm,L=50mm（2）連接齒輪鍵槽部分的軸徑為35mm，軸段長(zhǎng)60mm，故根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇單圓頭普通平鍵b=10mm,h=8mm,L=50mm軸(1) 連接聯(lián)軸器左端連接彈性聯(lián)軸器，鍵槽部分的軸徑為40mm，軸段長(zhǎng)112mm，故根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇單圓頭普通平鍵b=12mm,h=8mm,L=100mm（2）連接齒輪鍵槽部分的軸徑為50mm，軸段長(zhǎng)52mm，故根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇單圓頭普通平鍵b=14mm,h=9mm,L=40mm3.鍵類(lèi)型的校核軸=127.69N.m ，則強(qiáng)度足夠， 合格軸T=287N.m ， 則強(qiáng)度足夠， 合格所以，均在許用范圍內(nèi)。課程總結(jié) 項(xiàng)目類(lèi)型材料參數(shù)電機(jī)Y100L2-4型轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速額定功率機(jī)座中心高1500r/min1430r/min3kw100mmV帶普通A帶3根基準(zhǔn)長(zhǎng)度D1D2中心距單根帶初拉力1460mm90mm280mm520mm132.17N小齒輪為40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為280H