機(jī)械設(shè)計(jì)之單級(jí)圓柱齒輪減速器

1、HUNAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱： 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) A設(shè)計(jì)題目： 單級(jí)圓柱齒輪減速器的一級(jí) V帶傳動(dòng)專 業(yè)：_工業(yè)設(shè)計(jì)_班級(jí)：_0901學(xué)生姓名：_歐亞軍_學(xué) 號(hào)：_09405200130指導(dǎo)教師：余江鴻湖南工業(yè)大學(xué)教務(wù)處制年 月 日題目名稱：?jiǎn)渭?jí)圓柱齒輪減速器的一級(jí) V帶傳動(dòng):工作條件作年限15工作班制1工作環(huán)境灰塵極少載荷性質(zhì)輕微沖擊生產(chǎn)批量單件滾筒效率0.96:技術(shù)數(shù)據(jù)(電機(jī)轉(zhuǎn)速為600900r/min)滾筒圓周力F/N帶速v/(m/s)滾筒直徑D/mm滾筒長(zhǎng)度L/mm22001.5280400三：設(shè)計(jì)任務(wù)1、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，內(nèi)容包括：

2、傳動(dòng)方案的分析與擬定、原動(dòng)機(jī)的選擇、傳動(dòng)比及分配、傳動(dòng)裝置 的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算、 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)、軸的設(shè)計(jì)、軸承的選擇和校核、鍵連接的選擇和 校核、聯(lián)軸器的選擇、箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、減速器附件的選擇、潤(rùn)滑和密封、課程設(shè)計(jì)總結(jié)和參考文獻(xiàn)。2、A1裝配圖1張四：課程設(shè)計(jì)工作進(jìn)度計(jì)劃：序號(hào) 起迄日期1 2011.1.32011.1.32 2011.1.42011.1.43 2011.1.52010.1.64 2011.1.72011.1.85 2011.1.92011.1.9工作內(nèi)容分配課程設(shè)計(jì)任務(wù)，發(fā)設(shè)計(jì)任務(wù)書 分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖帶傳動(dòng)/齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算裝配圖及零件圖繪制匯總主指導(dǎo)教師簽名

3、余江鴻 日期： 2010 年12月29日五：主要參考資料:1 劉揚(yáng)、王洪等，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第1版），北京：清華大學(xué)出版社，北京交通大學(xué)出 版社，2010年8月2 王洪、劉揚(yáng)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，北京，北京交通大學(xué)出版社，2010年3月3 聞邦椿，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)1（第5版），北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2010年1月4 聞邦椿，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)2（第5版），北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2010年1月目錄一、擬定傳動(dòng)方案 5二、選擇電動(dòng)機(jī) 6三、傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比及其分配 7四、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 8五、V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 10六、軸的設(shè)計(jì) 13七、鍵連接的選擇和校核 1415八、課程設(shè)計(jì)總結(jié)和參考文獻(xiàn)一、擬定傳動(dòng)

4、方案結(jié)果 IMT h P * !TV HI! * IfB * * VR 91! * * * VB VBHBTBI ! *! VH 傳動(dòng)方案的分析：機(jī)器一般是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。傳動(dòng)裝置是用來 傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換其運(yùn)動(dòng)形式以滿足工作裝置的需要， 是機(jī)器的重要組成部分。傳動(dòng)裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性 能、重量和成本。合理的傳動(dòng)方案除滿足工作裝置的功能外，還要求 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。本設(shè) 計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用了兩級(jí)傳 動(dòng)，第一級(jí)傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，第二級(jí)傳動(dòng)為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。 帶傳動(dòng)承載能力較低，在

5、傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大， 但有過載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可緩和沖擊和振動(dòng)，故布置在傳動(dòng)的高速級(jí)， 以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸。齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長(zhǎng), 是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計(jì)采用的是單級(jí)直齒輪 傳動(dòng)。傳動(dòng)方案擬定：F=2200NV=1.5m/sD=280mmL=400mm題目：帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)1工作條件：1班制，使用年限15年，載荷有輕微沖擊，小批量生產(chǎn), 滾筒效率為0.96。2. 原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=2200N帶速V=1.5m/s；滾筒直徑D=280m， 長(zhǎng)度L=400mm電機(jī)轉(zhuǎn)速為600900r/min。

6、n=0.8584 Pd=3.844 kw Pe=4Kwnm=715r/min1帶傳動(dòng)Ii奴H柱齒乾減速+ 電動(dòng)胳 卷簡(jiǎn)二:選擇電動(dòng)機(jī)1:電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇：按已知的工作要求和 條件，選用丫系列三相異步電動(dòng)機(jī)。2:確定電動(dòng)機(jī)的功率：傳動(dòng)裝置的總效率：n總=n帶Xn 2軸承Xn齒輪Xn聯(lián)軸器Xn滾 筒. 查設(shè)計(jì)P18表3-3 : n帶=0.95 , n2軸承=0.99*0.99 , n齒 輪=0.97 ,n聯(lián)軸器=0.99, n滾筒=0.96 帶入上式可得：n總=n帶Xn A2軸承Xn齒輪Xn聯(lián)軸器Xn滾筒=0.8584.電機(jī)所需的工作功：Pc=FV/1000n 總=2200X 1.5/1

7、000 X 0.8 584=3.844 kw滿足Pe=Pd條件的丫系三項(xiàng)交流異步電動(dòng)機(jī)額定功率 Pe應(yīng)取為4Kw.查設(shè)計(jì)P112表12-1.選型號(hào)為Y160M1-8的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)型號(hào)額 定功率滿載轉(zhuǎn)速電流額 定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額 定電 流Y160M1-84.07159.91226n w=3:確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：由上表可知電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm=715r/min,工作102.37r/min轉(zhuǎn)速 nw=60000v/ n D=60000*1.5/3.14*280= 102.37r/min.三：傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比：合理地分配各級(jí)傳動(dòng)比，是傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題， 它將直接影響到傳動(dòng)裝置的外廓尺寸、重

8、量及潤(rùn)滑條件。分配傳動(dòng)比 主要考慮下列諸因素。1. 各級(jí)傳動(dòng)比一般應(yīng)在常用的范圍內(nèi)，知常用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要特性及 適用范圍。2. 各級(jí)傳動(dòng)零件應(yīng)做到尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱，避免傳動(dòng)零件之間發(fā)生 相互干涉或安裝不便。3. 在兩級(jí)或多級(jí)齒輪減速器中，應(yīng)使各級(jí)傳動(dòng)大齒輪的浸油深度大致 相等，以便于實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的浸油潤(rùn)滑。4. 盡量使傳動(dòng)裝置獲得較小的外廓尺寸和較小的重量。根據(jù)電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n m=715r/min和工作機(jī)轉(zhuǎn)速 nw=102.37i a=6.98r/min ,可得傳動(dòng)裝置所要求的總傳動(dòng)比i a = n m/nw=715/102.37= 6.98分配各級(jí)傳動(dòng)比由傳動(dòng)方案知，傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比等于各

9、級(jí)傳動(dòng)比的乘積，即i a i 1 i 2 i 3i ni帶=3a.查設(shè)計(jì)P19表3-4取i帶=3.四：傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算：在選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)、分配傳動(dòng)比之后，可計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng) 力參數(shù)，即各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）:n nm/io式中，nm電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速；io電動(dòng)機(jī)軸至I軸的傳動(dòng)比同理，n ”=ni / i 1 =n（i 0 i 1）N2=238.33r/mi nN=102.29r/mi nN4=1O2.29r/mi nnm=n”/ i 2=nn/（ i o i 1 i 2）其余類推，得電動(dòng)機(jī)滿載：nm=715r/min2 軸：ni =nm/i 帶=71

10、5/3=238.33r/min3軸：nn =ni/i 齒輪二nm/（ io ij =715/3/2.33=102.29r/min4 軸：nm =n/i 2=nm/（ io ii i 2）=715/3/2.33/1= 102.29 r/minP1=3.844kw式中i帶一一電動(dòng)機(jī)軸至I軸的傳動(dòng)比（帶傳動(dòng)）i齒輪I軸至U軸的傳動(dòng)比（齒輪傳動(dòng)）i 2U軸至川軸的傳動(dòng)比P2=3.65kW計(jì)算各軸的功率（kWPl=Pd =3.844kwP2=Pd n 帶=3.65kWP3= PI n 軸承Xn 齒輪=3.65 0.99 0.97 kW=3.51kWF4= Pii n 軸承Xn 聯(lián)軸器=3.51 0.99

11、 0.99kW=3.44kWP3=3.51kWP4=3.44kWP工作機(jī)=3.30kW工作機(jī)軸功率P工乍機(jī)=PmXn w =3.44 X 0.96kW=3.30kW計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩：Td=9550Pd/ nm=95503.844/715N m= 51.34 NmT2=T d n帶i帶=51.3430.95 Nm=146.32 N mT3=T1i帶n 軸承Xn齒輪=0.95 X0.99X 3 X113.64 N m=320.64 N mT 4=TIi 2n 軸承n 聯(lián)軸器=320.64 X1 X0.99 X電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)軸Td=51.34N mT2=146.32N mT3=320.64N mT4=3

12、14.26N mn w= 314.26 X 0.96 N m=301.69 N m0.99 N m=314.26 N m工作機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩T工乍機(jī)=T mKa=1.1P=3.844kWPc=4.23kWB帶型dd1=140 mmiv=5.24m/sdd2=425mma0 =450mm五:V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)：帶傳動(dòng)的主要失效形式為打滑和帶的疲勞破壞。因此，帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為：在保證帶不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。 確定設(shè)計(jì)功率Pc(kW :由課本P151表10-7得：kA=1.1P=3.84KWC=KAP=1.1 X 3.844=4.23KW選擇普通V帶截型：據(jù) PC=4.23KW和 n：

13、 =238.33r/min 由課本 P152 圖 10-8 得：選用 B型V帶確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)證帶速：初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑查課本P152表10-8.取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 ddi=132mmdin =125mm驗(yàn)證帶速：v=( d d1 n m )/(601000)=(3.14132715)/(601000)m/s=4.94m/s 因 vdin =125mr v=( dd1 n m )/(601000)=(3.14140 715)/(601000)m/s=5.24m/s 因 5m/sv=38.34mm考慮鍵槽影響以及聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn)，查課本P292表16-3，則取最細(xì)的軸徑d仁40mm

14、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 軸上零件的定位，固定和裝配：?jiǎn)渭?jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中 央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固 定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則 采用過渡配合固定確定軸各段直徑和長(zhǎng)度：d仁40mm ，考慮前面所述決定徑向尺寸的各種因素，其他各段 直徑可確定為：d2=47mm考慮在d2處聯(lián)軸器用軸肩實(shí)現(xiàn)軸向定位，所以，d2=d1+2(0.070.1) d 1=45.6 48mmd2=47mmd3=50mm齒輪和左端軸承從左側(cè)裝入，考慮裝拆方便以及零件固定的要求， 裝軸處d3應(yīng)大于d2，所以，d 3 = d2 +(1 3)=48 50mmd

15、7=50mm d6 =60mm取d3=50mm滿足齒輪定位的同時(shí)，還應(yīng)滿足右側(cè)軸承的安裝要求，根據(jù)選定軸承 型號(hào)確定右端軸承型號(hào)與左端軸承相同，取d 7=50mmd6與d 7用軸肩實(shí)現(xiàn)軸向定位，齒輪在左端用軸環(huán)定位，軸環(huán)直徑L1=65mmd6，所以取d6=60mm確定各軸的長(zhǎng)度：6210 B=20mmdamin =57mm工段：d仁40mm 輪緣寬度B=63mm 長(zhǎng)度取L=65mm 選用6210型 深溝球軸承，其內(nèi)徑為d=50mm,寬度B=20mm.考慮齒輪端面和箱 體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。選擇軸承型號(hào)：由于d7和d3兩處都安裝軸承，初選深溝球軸承，查設(shè)計(jì)P149表15-4,可

16、知，軸承代號(hào)為6210,軸承寬度B=20mm安裝尺寸為 damin =57mm.七：鍵連接的選擇和校核：軸徑d仁40mm,L1=65mm 查課本P231表13-10得，選用A型平 鍵，得： 鍵 16X10 GB1096-79 l=L1-b=65-16=49mm T=146.32N?;m h=10mm 根據(jù)課本 P234 (13-22)式得 (T p=4T/dh=4X46320/40 X0X49 =29.86Mpa c R5060Mpa)故該鍵 合適。八：課程設(shè)計(jì)總結(jié)和參考文獻(xiàn)：從整體上來說通過詳細(xì)的計(jì)算和仔細(xì)的校核并且結(jié)合了實(shí)際情 況，設(shè)計(jì)的過程基本正確.課程設(shè)計(jì)使我們對(duì)所學(xué)的知識(shí)得到了一次系

17、統(tǒng)，完整的復(fù)習(xí)，讓我們初步了解到機(jī)械的選擇、設(shè)計(jì)與加工基本知識(shí)課程設(shè)計(jì)的過程中， 進(jìn)一步增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的處理和一些細(xì)節(jié)處理的能力 .在設(shè)計(jì)過程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)總結(jié)：1. 設(shè)計(jì)的過程中必須嚴(yán)肅認(rèn)真，刻苦專研，一絲不茍，精益求精，才 能在設(shè)計(jì)思想，方法和技能各方面獲得較好的鍛煉與提高 2. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是在老師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的.必須發(fā)揮設(shè)計(jì)的 主動(dòng)性，主動(dòng)思考問題分析問題和解決問題.3. 設(shè)計(jì)中要正確處理參考已有資料和創(chuàng)新的關(guān)系。熟悉和利用已有的 資料，既可避免許多重復(fù)的工作，加快設(shè)計(jì)進(jìn)程，同時(shí)也是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要保證善于掌握和使用各種資料，如參考和分析已有的結(jié)構(gòu) 方案，合理選用已有的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，也是設(shè)計(jì)工作能力的重要方面4. 整個(gè)設(shè)計(jì)過程中要注意隨時(shí)整理計(jì)算結(jié)果，并在設(shè)計(jì)草稿本上記下 重要的論據(jù)，結(jié)果，參考資料的來源以及需要進(jìn)一步探討的問題，使設(shè)計(jì)的各方面都做到有理有據(jù)這對(duì)設(shè)計(jì)正常進(jìn)行，階段自我檢查和編