二級(jí)圓柱齒輪設(shè)計(jì)說明書.doc

前言卷揚(yáng)機(jī)（又叫絞車）是由人力或機(jī)械動(dòng)力驅(qū)動(dòng)卷筒、卷繞繩索來完成牽引工作的裝置?？梢源怪碧嵘?、水平或傾斜拽引重物。卷揚(yáng)機(jī)分為手動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)和電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)兩種?，F(xiàn)在以電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)為主。電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸節(jié)、制動(dòng)器、齒輪箱和卷筒組成，共同安裝在機(jī)架上。對(duì)于起升高度和裝卸量大工作頻繁的情況，調(diào)速性能好，能令空鉤快速下降。對(duì)安裝就位或敏感的物料，能用較小速度。本次設(shè)計(jì)就是對(duì)卷揚(yáng)機(jī)的減速器的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)任務(wù)書卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)圖例：1電動(dòng)機(jī) 2V帶傳動(dòng) 3二級(jí)圓柱齒輪減速器4聯(lián)軸器 5卷筒 6運(yùn)輸帶設(shè)計(jì)要求：（1）卷揚(yáng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，用于建筑工地提升物料。（2）室外工作，生產(chǎn)批量為5臺(tái)。（3）動(dòng)力源為三相交流380/220V，電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平 穩(wěn)。（4）使用期限為10年，大修周期為3年，雙班制工作。（5）專業(yè)機(jī)械廠制造，可加工7、8級(jí)精度的齒輪、蝸桿。表1設(shè)計(jì)基本參數(shù)：數(shù)據(jù)編號(hào) 10-6繩牽引力W（KN）10繩牽引力速度v（m/s）0.6目 錄 一. 電動(dòng)機(jī)的選擇.5二. 傳動(dòng)比的分配.7三. 運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算8四. 減速器各級(jí)零件的初步選擇101. 齒輪的初步計(jì)算102. 軸的設(shè)計(jì)133. 軸承的選擇144. 鍵的選擇14五. 各級(jí)零件校核.15 1.齒輪校核.15 2.軸的校核.16 3.軸承的校核.20 4.鍵的校核.22六. 箱體及減速器附件說明23七. 參考文獻(xiàn)25八總結(jié).26一、電動(dòng)機(jī)的選擇按工作要求選用Y系列全閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)額定電壓380伏。查機(jī)械手冊(cè)取機(jī)械效率：V帶傳動(dòng)效率，滾動(dòng)軸承效率，閉式齒輪傳動(dòng)效率，聯(lián)軸器效率，傳動(dòng)滾筒效率，代入得：工作機(jī)所需功率：電動(dòng)機(jī)所需功率：所需電動(dòng)機(jī)功率為：因載荷較平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率略大于即可。由Y系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動(dòng)機(jī)額定功率為7.5kw。滾筒軸工作轉(zhuǎn)速：通常，V帶的傳動(dòng)比范圍為24，二級(jí)圓柱齒輪減速器為840，則總傳動(dòng)比的范圍為，故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍為：符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750，1000，1500，3000r/min。現(xiàn)以這四種方案進(jìn)行比較，由第六章相關(guān)資料查得的電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及計(jì)算出的總傳動(dòng)比：表1-1 電動(dòng)機(jī)參數(shù)方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào)同步轉(zhuǎn)速/異步轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比1Y132S2-23000/29204.06i2Y132M-41500/1440 2i3Y160M-61000/970 1.35i4Y160L-8750/720 i表中，方案1的電動(dòng)機(jī)質(zhì)量小，價(jià)格便宜，但總傳動(dòng)比大，傳動(dòng)裝置外廓尺寸大，制造成本高，結(jié)構(gòu)不緊湊，故不可取。如考慮電動(dòng)機(jī)質(zhì)量和價(jià)格，應(yīng)選2方案，但2方案的傳動(dòng)比大。4方案的價(jià)格較貴。則選3方案。即選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M-6。二、傳動(dòng)比的分配總傳動(dòng)比：分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比： 取V帶傳動(dòng)比： 齒輪減速器： 取兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比：則低速級(jí)的傳動(dòng)比: 三、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算0軸（電動(dòng)機(jī)軸）：1軸（高速軸）：2軸 （中間軸)3軸（低速軸）4軸（滾筒軸）：表3-1 各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)：軸名功率p（k w）轉(zhuǎn)矩T（Nm）轉(zhuǎn)速n(r/min）傳動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出0軸7.2771.5897034.443.1710.960.960.960.981軸6.986.91206203.9323.32軸6.706.63880871.272.73軸6.436.3726692642.322.94軸6.276.2126152558.922.9四、減速器各級(jí)零件的初步選擇1、齒輪的初步計(jì)算（1）齒輪材料的選擇及熱處理小齒輪：40Cr，調(diào)質(zhì)處理。硬度為205235HB。大齒輪：45鋼，調(diào)質(zhì)處理。硬度為195205HB。高速級(jí)和低速級(jí)大小齒輪均選用硬齒面漸開線直齒輪。由文獻(xiàn)3圖16.2-17，16.2-26查得查1表9.15和3 16-44可得取：K=1.5, =0.4，=1.1，=25 ，可求：許用接觸應(yīng)力：許用彎曲應(yīng)力：（2）齒輪精度按GB/T 10095-1988，6級(jí)，齒面粗糙度 =0.8m，齒根噴丸強(qiáng)化，裝配后齒面接觸率為70%。（3）初步計(jì)算a、高速齒輪：取Z1=23，Z2=iZ1=103齒數(shù)比：傳動(dòng)比誤差：，所以允許。所以：綜合分析取m=3。實(shí)際中心距：則，符合條件。所以a取189mm。而：取, 小齒輪齒寬：小齒輪分度圓直徑：小齒輪齒頂圓直徑：小齒輪齒根圓直徑：大齒輪齒寬：大齒輪分度圓直徑：大齒輪齒頂圓直徑：大齒輪齒根圓直徑：b、低速齒輪：取Z3=37,Z2=iZ3=119齒數(shù)比：傳動(dòng)比誤差：，所有允許。查1表9.15和3 16-44可得K=1.5, =0.4，=0.8，=30所以所以m取3mm。實(shí)際中心距所以，符合條件。 而小齒輪齒寬：小齒輪分度圓直徑： 小齒輪齒頂圓直徑：小齒輪齒根圓直徑：大齒輪齒寬：大齒輪分度圓直徑：大齒輪齒頂圓直徑：大齒輪齒根圓直徑：表4-1 齒輪參數(shù)Zad高速級(jí)小齒輪23189697562大齒輪103309315302低速級(jí)小齒輪37234111116104大齒輪1193573633502、軸的計(jì)算（1）選材和熱處理材料為45鋼，采用調(diào)質(zhì)處理。硬度為217255HBS。查1表19.1得對(duì)稱循環(huán)彎曲許用應(yīng)力=180MPa（2）初步計(jì)算軸徑第一根軸：P=6.98kw,n=323.3r/min,T=206N.m。查1表19.3得：A=115。根據(jù)1式19.3取因?yàn)?軸需要加鍵，會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，所以增加至35mm。第三根軸：P=6.43kw,n=22.9r/min查1表19.3得：A=115。根據(jù)1式19.3取因?yàn)?軸需要加鍵，會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，所以增加至80mm3、軸承的選擇軸承均采用深溝球軸承。第一根軸上選擇的軸承6208，。第二根軸上選擇的軸承6210，。第三根軸上選擇的軸承6217，。4、 鍵的選擇鍵的材料選用45鋼，采用調(diào)質(zhì)處理。硬度為217255HBS。第一根軸上選擇的號(hào)鍵， 第二根軸上選擇的號(hào)鍵， 由于軸的直徑與低速級(jí)的小齒輪的齒根圓相差較大，所以在低速級(jí)的小齒輪處加號(hào)鍵，同理在二軸上加IV號(hào)鍵，第三根軸上，由于軸的直徑與低速級(jí)的大齒輪的齒根圓相差較大，所以在低速級(jí)的大齒輪處加號(hào)鍵，與聯(lián)軸器相連處加號(hào)鍵，五各級(jí)零件校核1. 齒輪校核查3圖16.2-15得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH=2.5.查3表16.2-43得材料彈性系數(shù)ZE=189.8 查3圖16.2-16得接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度與螺旋角系數(shù)查3表16.2-36得使用系數(shù)查3表16.2-42得齒間載荷分配系數(shù)a、對(duì)高速級(jí)小齒輪：分度圓上的圓周力查3表16.2-40、41得齒向載荷分布系根據(jù)3式16.2-12得動(dòng)載荷系數(shù)：根據(jù)3表16.2-34許用接觸應(yīng)力計(jì)算彎曲應(yīng)力所以該齒輪合格。b、對(duì)低速級(jí)小齒輪：分度圓上的圓周力：根據(jù)3式16.2-12得動(dòng)載荷系數(shù)：查3表16.2-40，41得齒向載荷分布系數(shù)根據(jù)3表16.2-34許用接觸應(yīng)力計(jì)算彎曲應(yīng)力所以該齒輪符合條件。2、軸的校核軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為217255HBS，軸1： 齒輪圓周力齒輪徑向力 齒輪軸向力水平面內(nèi)的支反力垂直面內(nèi)的支反力C處彎矩取，考慮到鍵槽的影響，d乘以0.94，有：，合格圖5-1 軸1受力圖軸2： 且的方向相反。水平面內(nèi)的支反力垂直面內(nèi)的支反力C處彎矩取，考慮到鍵槽的影響，d乘以0.94，有：，。合格 圖5-2 軸2彎矩圖軸3：圓周力徑向力水平面內(nèi)的支反力垂直面內(nèi)的支反力圖5-3 軸3受力圖3、軸承的校核因?yàn)樗x器械為卷揚(yáng)機(jī)，且為雙班制。所以為中等強(qiáng)度工作。實(shí)際工作時(shí)間為280天，且大修周期為3年，基本額定壽命L10。由1式17.3 若軸承工作轉(zhuǎn)速為n(r/min) ，所以以小時(shí)數(shù)為單位的基本額定壽命,，由1式17.4 所選軸承均為深溝球軸承，所以。查1表17.8，取。軸承I，6208：由1式17.7，查2表6-63，。所以，軸承I合格。軸承II，6210：由1式17.7，查2表6-63，所以，軸承II合格。軸承III，6217：由1式17.7，查2表6-63，所以，軸承III合格。4、鍵的校核鍵的材料選用45鋼，采用調(diào)質(zhì)處理。硬度為217255HBS。擠壓強(qiáng)度條件為。I號(hào)鍵：所以I號(hào)鍵合格。II號(hào)鍵： 所以II號(hào)鍵合格。III號(hào)鍵： 所以III號(hào)鍵合格。IV號(hào)鍵： 所以IV號(hào)鍵合格。V號(hào)鍵（雙鍵）：，所以V號(hào)鍵合格。號(hào)鍵：所以號(hào)鍵合格。六、箱體及減速器附件說明箱殼是安裝軸系組件和所有附件的基座，它需具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的工藝性。箱殼多數(shù)用HT150或HT200灰鑄鐵鑄造而成，易得道美觀的外表，還易于切削。為了保證箱殼有足夠的剛度，常在軸承凸臺(tái)上下做出剛性加固筋。當(dāng)軸承采用潤滑時(shí)，箱殼內(nèi)壁應(yīng)鑄出較大的倒角，箱殼接觸面上應(yīng)開出油槽，一邊把運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)飛濺在箱蓋內(nèi)表面的油順列而充分的引進(jìn)軸承。當(dāng)軸承采用潤滑脂潤滑時(shí)，有時(shí)也在接合面上開出油槽，以防潤滑油從結(jié)合面流出箱外。箱體底部應(yīng)鑄出凹入部分，以減少加工面并使支撐凸緣與地量好接觸。減速器附件：1)視孔和視孔蓋箱蓋上一般開有視孔，用來檢查嚙合，潤滑和齒輪損壞情況，并用來加注潤滑油。為了防止污物落入和油滴飛出，視孔須用視孔蓋、墊片和螺釘封死。視孔和視孔蓋的位置和尺寸由查表得到。2)油標(biāo) 采用油池潤滑傳動(dòng)件的減速器，不論是在加油還是在工作時(shí)，均續(xù)觀察箱內(nèi)油面高度，以保證箱內(nèi)油亮適當(dāng)，為此，需在箱體上便于觀察和油面較穩(wěn)定的地方，裝上油標(biāo)油標(biāo)已標(biāo)準(zhǔn)化。3)油塞 在箱體最底部開有放油孔，以排除油污和清洗減速器。放油孔平時(shí)用油塞和封油圈封死。油塞用細(xì)牙螺紋，材料為235鋼。封油圈可用工業(yè)用革、石棉橡膠紙或耐油橡膠制成。4)吊鉤、吊耳和吊環(huán)螺釘 為了便于搬運(yùn)減速器，常在箱體上鑄出吊鉤、吊耳或在箱蓋上安裝吊環(huán)螺釘。起調(diào)整個(gè)減速器時(shí)，一般應(yīng)使用箱體上的吊鉤。對(duì)重量不大的中小型減速器，如箱蓋上的吊鉤、吊耳和吊環(huán)螺釘?shù)某叽绺鶕?jù)減速器總重決定，才允許用來起調(diào)整個(gè)減速器，否則只用來起吊箱蓋。5)定位銷 為了加工時(shí)精確地鏜制減速器的軸承座孔，安裝時(shí)保證箱蓋與箱體的相互位置，再分箱面凸緣兩端裝置兩個(gè)圓錐銷，以便定位。圓錐銷的位置不應(yīng)該對(duì)稱并盡量遠(yuǎn)離。直徑可大致取凸緣連接螺栓直徑的一半，長度應(yīng)大于凸緣的總厚度，使銷釘兩端略伸凸緣以利裝拆。滾動(dòng)軸承的外部密封裝置：為了防止外界灰塵、水分等進(jìn)入軸承，為了防止軸承潤滑油的泄漏，在透蓋上需加密封裝置。在此，我們用的是氈圈式密封。因?yàn)闅秩κ矫芊膺m用于軸承潤滑脂潤滑，摩擦面速度不超過45m/s的場合。七、參考文獻(xiàn)1 吳克堅(jiān)等主編：機(jī)械設(shè)計(jì)。北京：高等教育出版社，20032 王之櫟等主編：機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)。北京：機(jī)械工程出版社，20033 龔桂義主編：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。北京：高等教育出版社，19904 龔桂義主編：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)。北京：高等教育出版社，1989八、總結(jié)課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過程我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)說實(shí)話，課程設(shè)計(jì)真的有點(diǎn)累然而，當(dāng)我一著手清理自己的設(shè)計(jì)成果，漫漫回味這3周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消雖然這是我剛學(xué)會(huì)走完的第