機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)單級直齒圓柱齒輪減速器說明書

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)題目：帶式運(yùn)輸機(jī)的單級直齒圓柱齒輪減速器（一）設(shè)計(jì)內(nèi)容1、電動(dòng)機(jī)的選擇及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算2、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)；3、軸的設(shè)計(jì)；4、繪制零件的工作圖和裝配圖 (1) 減速器的裝配圖 (2) 繪制零件的工作圖5、編寫設(shè)計(jì)說明書 (1)、目錄； (2)、設(shè)計(jì)任務(wù)書； (3)、設(shè)計(jì)計(jì)算：詳細(xì)的設(shè)計(jì)步驟及演算過程； (4)、對設(shè)計(jì)后的評價(jià)； (5)、參考文獻(xiàn)資料。（二） 設(shè)計(jì)工作量1.減速器裝配圖一張2.零件圖二張（軸一張，齒輪一張）3.設(shè)計(jì)說明一份。目錄傳動(dòng)方案擬定及說明 4電動(dòng)機(jī)的選擇 5齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 8軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 12減速器鑄造機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算結(jié)果表 18設(shè)計(jì)小結(jié) 21傳動(dòng)

2、方案擬定及說明系統(tǒng)簡圖：原始數(shù)據(jù)：帶工作拉力F=2000N，帶速度V=2.4m/s，卷筒直徑D450mm工作要求：每日兩班制，傳動(dòng)不逆轉(zhuǎn)，有中等沖擊，鏈速允許誤差為5%電動(dòng)機(jī)的選擇1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2、電動(dòng)機(jī)功率的選擇（1） 工作機(jī)所需功率Pw。Pw=Fv/1000=(2000·2.4)/1000=4.8Kw（2）電動(dòng)機(jī)輸出功率Pd?？紤]傳動(dòng)裝置的功率損耗，所需電動(dòng)機(jī)的輸出功率為Pd=Pw/式中：1. 2.，3，4為別為傳動(dòng)系統(tǒng)中聯(lián)軸器、滾動(dòng)軸承、齒輪傳動(dòng)及卷筒傳動(dòng)的效率，查表2-3，取1=0.99，2=0.98，3=0.97，4=0.96，則=0.992

3、83;0.984·0.972·0.96=0.817所需電動(dòng)機(jī)的輸出功率為Pd=Pw/=4.8/0.817=5.88Kw（2） 確定電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped。選定電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped=7.5Kw3、選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)算工作機(jī)的轉(zhuǎn)速nwnw=（60·1000·v）/D=101.9r/min安表2-2推薦的傳動(dòng)比合理范圍，二級圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比范圍是i=840.則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為Nd=Inw=*840）·101.9=815.24076Kw可見同步轉(zhuǎn)速為750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min的電動(dòng)機(jī)都符合要

4、求，查表14-1，初選同步轉(zhuǎn)速1000r/min、1500r/min的兩種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，則為Y160M-6、Y132M-4，其傳動(dòng)比為9.81、14.72.因此電動(dòng)機(jī)Y160M-6傳動(dòng)比小，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M-6。電動(dòng)機(jī)型號(hào)滿載轉(zhuǎn)速/（r·min）額定功率/Kw啟轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y160M-69707.52.02.0計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級傳動(dòng)比1、 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比i=nm/nw=970/101.9=9.812、 分配各級傳動(dòng)比i=i1·i2考慮潤滑條件，為使兩級大齒輪直徑相近，取高速級齒輪傳動(dòng)比i1=1.4i，故i1=3.65低速級的圓柱齒

5、輪的傳動(dòng)比i2=i/i1=9.52/3.65=2.63、 各軸轉(zhuǎn)速（1）電動(dòng)機(jī)軸為軸，高速級軸為軸、中速級軸為軸、低速級軸為軸，卷筒軸為軸則n=n=nm=970r/minn=n/i1=970/3.65=265.8r/minn=n=n/i2=265.8/2.6=102.2r/min（3） 各軸的輸入功率P=Pd=5.88KwP=P·n1=5.88·0.99=5.82KwP=P·n2·n3=5.82·0.98·0.97=5.33KwP=P·n2·n3=5.53·0.98·0.97=5.26KwP=

6、P·n2·n1=5.26·0.98·0.99=5.1Kw（4） 各軸輸入轉(zhuǎn)矩T=9550·P/ n=9550·5.88/970=57.89N·mT=9550·P/ n=9550·5.82/970=57.3 N·mT=9550·P/ n=9550·5.53/265.8=198.69 N·mT=9550·P/ n=9550·5.26/102.2=491.52 N·mT=9550·P/ n=9550·5.1/102.2=4

7、76.57 N·m項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸高速級軸中速級軸低速級軸卷筒軸轉(zhuǎn)速r/min970970265.8102.2102.2功率/Kw5.885.825.535.265.1轉(zhuǎn)矩N·m57.8957.3198.69491.52476.57傳動(dòng)比13.652.61效率0.990.950.950.97齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算選擇齒輪材料及精度等級和齒數(shù)   考慮減速器傳遞功率不大，按課本P142表10-8及10-9選，以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為217286HBS。；大齒輪選用45鋼，正火，齒面硬度156217HBS，根據(jù)表選8級精度。齒面精糙度Ra

8、6m。1、高速級軸轉(zhuǎn)矩：T=5.73N·m，轉(zhuǎn)速n=970r/min，傳動(dòng)比=3.65小齒輪Hlim1=710Mpa Hlim2=590MpaH1=Hlim1/SH=710/1.0Mpa=710Mpa  H2=Hlim2/SH =590/1.0Mpa=590MpaF1=600/1.25=480 MpaF2=450/1.25=360 Mpa設(shè)齒輪用8級精度制造。取載荷數(shù)K=1.5，齒寬系數(shù)d=0.8，取ZE=188d1【2kT1·(u+1)·（ZE·ZH）/d ·u·（H）2】1/3 =2·1.5·15.7

9、3·104·4.65·（188·2.5）2/（0.8·3.65·45021/3 =66.8mm小齒輪取Z1=30，則Z2=3.65·30=109.5110，故實(shí)際傳動(dòng)比為Z2/Z1=3.67模數(shù)m=d1/Z1=66.8/30=2.2mm齒寬b=dd1=0.8·66.8=53.44mm            B2=55mm B1=60mm查表4-1，取m=2.5，實(shí)際的d1=Z1·m=30·2.5=

10、75mm d2=275mm中心距a=（d1+d2）/2=175mm驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù)查圖11-8、11-9得YFa1=2.6   YFa2=2.23Ysa1=1.63   Ysa2=1.83F1= 2KT1 YFa1 Ysa1/(bm2Z1)=Mpa=70.64Mpa480 Mpa  則F2= F1·YFa2 ·Ysa2/（YFa1 ·Ysa1）=71Mpa 480 Mpa齒輪的圓周速度v=d1n1/60·1000=3.14·75·970/60000=3.80m/s對照表11-2可知選8級精度是適合

11、的2、同理，低速級軸轉(zhuǎn)矩：T=198.69N·m，轉(zhuǎn)速n=265.8r/min，傳動(dòng)比=2.6，功率=5.53Kw小齒輪Hlim1=710Mpa Hlim2=590MpaH1=Hlim1/SH=710/1.0Mpa=710Mpa  H2=Hlim2/SH =590/1.0Mpa=590MpaF1=600/1.25=480 MpaF2=450/1.25=360 Mpa設(shè)齒輪用8級精度制造。取載荷數(shù)K=1.5，齒寬系數(shù)d=0.8，取ZE=188d1【2kT1·(u+1)·（ZE·ZH）/d ·u·（H）2】1/3 =2·

12、;1.5·1.99·105·3.6·（188·2.5）2/（0.8·2.6·45021/3 =104.07mm小齒輪取Z1=30，則Z2=2.6·30=78模數(shù)m=d1/Z1=104.07/30=3.469mm齒寬b=dd1=0.8·104.07=83.256mm  則          B2=85mm B1=90mm查表4-1，取m=4，實(shí)際的d1=Z1·m=30·4=120mm d2

13、=312mm中心距a=（d1+d2）/2=216mm驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù)查圖11-8、11-9得YFa1=2.6   YFa2=2.23Ysa1=1.63   Ysa2=1.83F1= 2KT1 YFa1 Ysa1/(bm2Z1) =62Mpa480 Mpa  則F2= F1·YFa2 ·Ysa2/（YFa1 ·Ysa1）=60Mpa 480 Mpa齒輪的圓周速度v=d1n1/60·1000=3.14·120·265.8/60000=1.670m/s對照表11-2可知選8級精度是適合的項(xiàng)目高速級低速級

14、齒數(shù)Z1=30 Z2=110Z1=30 Z2=78模數(shù)2.54齒頂圓da1=80mm da2=280mmda1=128mm da2=320mm齒跟高df1=68.75mm df2=268.75mmdf1=110mm df2=302mm分度圓直徑 齒高5.69中心距175216軸的設(shè)計(jì)計(jì)算高速級軸圓周力：Ft=2T11/d1=2·57.3/0.075=1528N徑向力：Fr=Fttan=Fttan20=556N垂直面的支承反力：F1v=Fr·（L/2）/L=556/2=278NF2v=Fr-F1v=278N水平面支承反力F1H= F2H=Ft/2=1528/2=764N繪制垂

15、直面彎矩圖：Mav= F1V·L/2=278·227/2=31.55332N·mMav= Mav=32N·m繪制水平面彎矩圖MaH= F1H·L/2=764·0.277/2=173.428173N·m求合成彎矩圖：Ma=【( Mav)2+( MaH)2】1/2=176NMa=【( Mav)2+( MaH)2】1/2=176N轉(zhuǎn)矩T=57.3N·m,取折合系數(shù)=0.6按彎扭合成進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算Me=【Ma2+（T）2】1/2=179N·m計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑軸的材料選擇45鋼，由表14-1，差得B=650Mp

16、a，有表14-3查得-1b=60Mpad【Me/0.1-1b】1/3=26.3mm考慮到鍵槽對軸的削弱，將d值增大5%，故d=26.3·1.05=27.615mm 取d=30mm驗(yàn)算：fP=1.5 ft=1 Lh=24000h n=970r/minP=X0·Fr=0.6·556=333.6NCr=fPP/ft·（60nLh/106）1/3=5594N因此滿足要求中速級軸圓周力：Ft2=2T11/d1=1445NFt3=2T11/d1=3312N徑向力：Fr2=Fttan=526N Fr3=Fttan=1205NL1=50mm L2=90mm L3=65m

17、m垂直面的支承反力：F1v=【Fr2（L1+L3）+Fr3·L3】/L總=780NF2v=【Fr2·L1+Fr3（L1+lL2）】/L總=951N水平面支承反力F1H=【Ft2（L1+L3）+Ft3·L3】/L總=2143NF2 H =【Ft2·L1+Ft3（L1+lL2）】/L總=2614N垂直彎矩圖Mav=F2v·L3=62N·mMav=F1v·L1=39N·m水平彎矩圖Mah=F2h·L3=170N·mMah=F1h·L1=107N·m合成彎矩圖Ma=【( Mav)2+

18、( MaH)2】1/2=181 N·mMa=【( Mav)2+( MaH)2】1/2=114 N·mT=T2=T3=198.69,=0.3按彎扭合成進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算Me=【Ma2+（T）2】1/2=190.6N·m按彎扭合成進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算Me=【Ma2+（T）2】1/2=118.4N·m因?yàn)镸eMe，因此計(jì)算d用Me=190.6計(jì)算d【Me/0.1-1b】1/3=31.67mm考慮到鍵槽對軸的削弱，將d值增大5%，故d=31.67·1.05=33.25mm 取d=35mm驗(yàn)算：fP=1.5 ft=1 Lh=24000h n=265.8r/minP=X

19、0·Fr=0.6·526=315.6NCr=fPP/ft·（60nLh/106）1/3=3437N因此滿足要求低速級軸圓周力：Ft=2T11/d1=2·491.52/0.312=3151N徑向力：Fr=Fttan=Fttan20=1147N垂直面的支承反力：F1v=Fr·（L/2）/L=573.5NF2v=Fr-F1v=573.5N水平面支承反力F1H= F2H=Ft/2=1575.5N繪制垂直面彎矩圖：Mav= 66.8N·mMav= Mav=66.8N·m繪制水平面彎矩圖MaH= F1H·L/2=183.5N&

20、#183;m求合成彎矩圖：Ma=【( Mav)2+( MaH)2】1/2=195.3NMa=【( Mav)2+( MaH)2】1/2=195.3N轉(zhuǎn)矩T=491.52N·m,取折合系數(shù)=0.6按彎扭合成進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算Me=【Ma2+（T）2】1/2=353.72N·m計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑軸的材料選擇45鋼，由表14-1，差得B=650Mpa，有表14-3查得-1b=60Mpad【Me/0.1-1b】1/3=38.93mm考慮到鍵槽對軸的削弱，將d值增大5%，故d=38.93·1.05=40.87mm 取d=44mm驗(yàn)算：fP=1.5 ft=1 Lh=24000h n=102.2r/minP=X0·Fr=0.6·1147=688.2NCr=fPP/ft·（60nLh/106）1/3=5450N因此滿足要求減速器鑄造機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算結(jié)果表名稱符號(hào)結(jié)構(gòu)尺寸/mm機(jī)座壁厚（0.0250.03）a+813機(jī)蓋壁厚1（0