機械設(shè)計課程設(shè)計___一級圓柱齒輪減速器設(shè)計說明書(1).

1、機械設(shè)計課程設(shè)計課題名稱一級圓柱齒輪減速器的設(shè)計計算系另H電子與制造系專業(yè)模具設(shè)計與制造班 級 07模具四班姓名學(xué)號指導(dǎo)老師完成日期2010年04月24日目錄第一章緒論第二章課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明2.1課題題目2.2主要技術(shù)參數(shù)說明2.3傳動系統(tǒng)工作條件2.4傳動系統(tǒng)方案的選擇第三章減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計算3.1減速器結(jié)構(gòu)3.2電動機選擇3.3傳動比分配3.4動力運動參數(shù)計算第四章齒輪的設(shè)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(shè)計計算4.2.1 按照接觸強度初步設(shè)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

2、的結(jié)構(gòu)設(shè)計第五章軸的設(shè)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(shè)計計算521按照扭轉(zhuǎn)強度初步設(shè)計軸的最小直徑5.2.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計523軸的強度校核第六章軸承、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(jié)構(gòu)尺寸的計算7.1潤滑的選擇確定7.2密封的選擇確定7.3減速器附件的選擇確定7.4箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計算第八章總結(jié)參考文獻第一章 緒 論本論文主要內(nèi)容是進行一級圓柱直齒輪的設(shè)計計算， 在設(shè)計計算中運用到 了機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械制圖、工程力學(xué)、公差與互換性等多門課程 知識，并運用 AU

3、TOCAD 軟件進行繪圖，因此是一個非常重要的綜合實踐 環(huán)節(jié) ,也是一次全面的、 規(guī)范的實踐訓(xùn)練。通過這次訓(xùn)練，使我們在眾多方面 得到了鍛煉和培養(yǎng)。主要體現(xiàn)在如下幾個方面：（1）培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，訓(xùn)練了綜合運用機械設(shè)計課程和 其他相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實際進行分析和解決工程實際問題的能 力，鞏固、深化和擴展了相關(guān)機械設(shè)計方面的知識。（2）通過對通用機械零件、常用機械傳動或簡單機械的設(shè)計，使我們掌握了 一般機械設(shè)計的程序和方法，樹立正確的工程設(shè)計思想，培養(yǎng)獨立、全面、科 學(xué)的工程設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。（3）另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊及相關(guān)技術(shù)資料的 能力以

4、及計算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計算機輔助設(shè)計方面的能力。（4）加強了我們對Office軟件中Word功能的認識和運用第二章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明2.1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。2.2主要技術(shù)參數(shù)說明輸送帶的最大有效拉力F=1150N,輸送帶的工作速度V=1.6 m/s,輸送機滾筒直徑D=260mm。2.3傳動系統(tǒng)工作條件帶式輸送機在常溫下連續(xù)工作、單向運轉(zhuǎn)；空載起動，工作載荷較 平穩(wěn)；兩班制（每班工作8小時），要求減速器設(shè)計壽命為8年，大修期為 3年，中批量生產(chǎn)；三相交流電源的電壓為 380/220V。2.4傳動系統(tǒng)方案的選擇圖1帶式

5、輸送機傳動系統(tǒng)簡圖計算及說明結(jié)果第二章減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計算-r3.1減速器結(jié)構(gòu)本減速器設(shè)計為水平剖分，封閉臥式結(jié)構(gòu)。3.2電動機選擇（一）工作機的功率PwPw =FV/1000=1150X 1.6/1000=1.84kw（二）總效率總口總=口帶叫齒輪耳聯(lián)軸器口滾筒口軸承= 0.96x0.98x0.99x0.96x0.992= 0.876（三）所需電動機功率Pd電動機選用：Pd = Pw/H 總=1.84/0.876 =2.100(KW)Y100L2-4查機械零件設(shè)計手冊得 Ped = 3 kW電動機選用 丫112M-4n滿=1420 r/min3.3傳動比分配工作機的轉(zhuǎn)速n=60X

6、 1000v/ （兀D=60X 1000 X 1.6/(3.14 X 260)=117.589r/mi ni總=n滿 /n = 1420/117.589 =12.076(r/min)取i帶=3則i齒門總/i帶=12.076/3 = 4.025i帶=33.4動力運動參數(shù)計算i 齒=4.025（一）轉(zhuǎn)速n計算及說明結(jié)果no = n 滿=1420 (r/min )n I = n0 / i帶=門滿 / i帶=1420/3=473.333( r/min )nH = ni /i 齒=473.333/4.025=117.589( r/mi n )nm口|=117.589( r/min維安臺修西門子abb a

7、b三菱富士 川松下施耐德艾默生三墾 達 發(fā)那科（變頻器pic人機界面）ABB杯第二屆全國自動It系統(tǒng)工程師論文大賽（伺服電機伺服驅(qū)動高壓變頻器功率模塊上下位機） 氐耳2 Z 0 *3 簾敬的也址他先生/女|:田工：1 369319068813366999016在由中國n動化學(xué)會|沸，擬刪中國旳眼益說協(xié)辦電時代掘駅加如第二屆全拯動化毎統(tǒng)工理師論文上那“ I.您拴遞的論文i愛頻器模擬電懇1 曲觸 6 99 9fl 1 $1 18 好C Offl.?張卅 咳1 3693190688 H139, com 詒 心月 / 特發(fā)此辺歡迎各趣導(dǎo)（沁地址：北京市房山區(qū)南大街工程師來電卵 九州驅(qū)2號咨詢合作（二）

8、 功率PP0 = Pd =1.612(kw)P =P0 帶=2.100 0.94 =1.974(kw)P2 二 R 齒輪軸承=1.974 0.98 0.99 =1.916(kw)P3 -P2 聯(lián)軸器軸承 7916 0.99 0.99 =1.875(kw)（三）轉(zhuǎn)矩TT0 =9550P0/ n0 =9550 2.100/1420=14.126(N. m)T, =Tq帶i帶=14.126 疋 0.96 匯 3 = 40.684(N m)T? =TJ齒輪軸承i齒=40.684 匯 0.98 漢 0.99 汽 4.025=158.872(N m)T3 =丁2口聯(lián)軸器耳軸承i齒帶=158.872 x 0

9、.99 x 0.99父1=155.710(N. m)計算及說明結(jié)果將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸號功率P/kWN/(r.min 1)T/(N - m)in02.100142014.12630.9611.974473.33340.68421.916117.589158.8724.0250.9731.875117.589155.71010.98第四章齒輪的設(shè)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，HB = 236大齒輪選用45號鋼，正火處理，HB = 1904.2齒輪幾何尺寸的設(shè)計計算4.2.1按照接觸強度初步設(shè)計齒輪主要尺寸由機械零件設(shè)計手冊查得H liml = 580MPa ,

10、 H lim 2 = 530MPa ,SHIim = 1 F liml = 215MPa , f lim 2 = 2MPa , Sf im - 1 卩=n1 / n2 = 473.333/117.589 = 4.025 由機械零件設(shè)計手冊查得ZN1 = ZN2 = 1Y N1 = YN2 = 1.1由 kH1 Hlim1 N1 _-580MPaSh lim1匕2】JHlim2ZN2 -jggJsoMPaSH lim1計算及說明結(jié)果h 215.1 _244MPSF lim1L 1 F lim 2YN 2 ZOO.1 b2一-204MPaSFlim1（一）小齒輪的轉(zhuǎn)矩T i=9550R/n, =9

11、550如.974/473.377 =42.379(N m)（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，載何平穩(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 K = 1.1（三）計算尺數(shù)比卜卜=4.025（四）選擇齒寬系數(shù)屮d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 屮d二1（五）計算小齒輪分度圓直徑d1d1 計算及說明結(jié)果3. 3KT 丨(u + 1)d17662=7662 - d h 2 u1 5304.025=44.714( mm)(六) 確定齒輪模數(shù)mdi ,44.7a=? 1- = 14.025 =1

12、12.343 mmm =(0.0070.02)a = (0.0070.02) X 185.871 取m=2(七) 確定齒輪的齒數(shù) 乙和z2Zr =蟲二44.714 =22.36取 Z1 = 24Z1 = 24Z2 = 96m 3Z2 - Z =4.025 24 =96.6 取 Z2 = 96（八）實際齒數(shù)比工Z296=4Z124齒數(shù)比相對誤差.2= 0.006A J YF2/bF2=2.19/204=0.0107計算大齒輪齒根彎曲應(yīng)力為計算及說明結(jié)果2000KYfi2000x101.741 x 2.63B2m2Z266x 3.22= 40.952(MPa) S 】齒輪的彎曲強度足夠4.2.3齒

13、輪幾何尺寸的確定齒頂圓直徑da由機械零件設(shè)計手冊得 h a =1 c = 0.25da1 = di + 2ha1 = (Zi + 2ha* m = (24 + 2 x 1)漢 2 = 54(mm)da2 =d2 +2ha2 =(Z2 + 21% m = (96 +2 漢 1) x 2 =196(mm)齒距P = 2X 3.14=6.28(mm)齒根高hf =(h*a +疋 m = 2.5(mm)齒頂咼ha = h*am =1 x 2 = 2(mm)齒根圓直徑d fdf1 =d1 2hf =4822.5 =43(mm)df2 =d2 2hf =192 2漢2.5 =187(mm)強度足夠da1=

14、54mmda2 =196m m h=4.5mm S=3.14mm P=6.28mm hf=2.5mm ha=2mm df1 =43mm df2=187mm維修西門子abb ab三菱.富士 愆安川松下施耐德艾默生三堊唏臺達笈郝科(變頻器pic人機界面ABB杯第二屆全國自動優(yōu)棗統(tǒng)工程師論文大賽 (何服電機伺服駆動 高壓變頻爲(wèi)功率模塊-占丁俘機)田工：136931906881 3366999016在曲中岡自動化爭金匸辦* Ni刪中斶科限處対協(xié)辦，電料時代哦忠此車心的-見一囲創(chuàng)斗自動化厳址LfV卅論E %零M-您投連的也文電；幀弐it i it賂F33時列處時砒騎八“皿、：，總_共1369319068

15、S D139. com厶皿“呂廠、瞅換_歡迎各趣導(dǎo)(地址：北百:市房山區(qū)南丸街工程帀來電 山；” 九州驅(qū)2號咨詢合作弋二/4.3齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)大齒 輪的關(guān)尺寸計算如下：軸孔直徑 d 50(mm)輪轂直徑D1=1.6d=1.6X 50=80(mm)輪轂長度L=B2=66(mm)輪緣厚度 8 o = (34)m = 68(mm)取60 =8輪緣內(nèi)徑D 2 =da2-2h-2 o =196-2X4.5-2X 8計算及說明結(jié)果=171(mm)取 D2 = 170(mm)腹板厚度 c=0.3 B2=0.3 X 48=14.4取 c=15(mm)腹板中心

16、孔直徑D o =0.5(D,+D2)=0.5(170+80)=125(mm)腹板孔直徑 d 0 =0.25 ( D2-D!) =0.25 (170-80)=22.5(mm)取 d0=20(mm)齒輪倒角 n=0.5m=0.5X 2=1齒輪工作如圖2所示：結(jié)果計算及說明第五章軸的設(shè)計計算5.1軸的材料和熱處理的選擇由機械零件設(shè)計手冊中的圖表查得 選45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB217255；b=650MPa二 s=360MPa二=280MPa5.2軸幾何尺寸的設(shè)計計算5.2.1按照扭轉(zhuǎn)強度初步設(shè)計軸的最小直徑3從動軸d2 =cP2=1153 n21.955；117.587=29.35D2=32mm考慮

17、鍵槽 d2 =29.35X 1.05=30.82選取標(biāo)準(zhǔn)直徑d2 =32 mm5.2.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸上零件的定位、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(shè)計為階梯軸。5.2.3軸的強度校核從動軸的強度校核圓周力戸=譽=20曲 158.872/192=1654.92徑向力Fr = Ftta n=1654.92X tan20 =602.34由于為直齒輪，軸向力Fa=0作從動軸受力簡圖：（如圖3所示）RHBRHA丄水平面彎矩1 丄T 百Ft-p B1垂直面彎矩合力彎矩扭矩危險截面當(dāng)量彎矩113.4/Nr從動軸受力簡圖計算及說明結(jié)果L=110mmRha = Rhb =0.5 F

18、t =0.5X 1654.92=827.46( N)Mhc =0.5 Rha L=827.46X 110X 0.5/1000=51.72( N m)Rva = Rvb =0.5 Fr =0.5X 602.34 =301.17( N m)MVC =0.5RvaL=501.17X 110X 0.5/1000=36.4(N -m)轉(zhuǎn)矩 T=158.872(N m)校核M C = Jm HC 2 + M VC2 =x51.722 +18.822 =55.04(N m)Me = Jmc2 +(aT f =丁55.042 +(0.6如58.872 )2 =118.42( N m)由圖表查得，9 J=55M

19、Pad 10 】=10 /118.42 =29.21(mm)0.1Blv 0.1* 55考慮鍵槽 d=29.21mm 45mm則強度足夠第八早軸承、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(shè)計手冊選擇6207 2個(GB/T276-1993)從動軸承 6209 2 個從動軸(GB/T276-1993)承2個壽命計劃：計算及說明結(jié)果兩軸承受純徑向載荷P= F r =602.34X= 1Y=0從動軸軸承壽命：深溝球軸承6209,基本額定功負荷Cr=25.6KNft=1d =3JI31106ftCj10625.6x1x100

20、0、Lioh=1 t r i =i =1088120160壓 I P 丿 60x117.589 i602.34 丿預(yù)期壽命為：8年，兩班制L=8 X 300X 16=38400vL0h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 X 40GB/T1096 2003, b=16, L=50 , h=10,選 45 號鋼，其許用擠壓力 玩=100MPaFt =400軒1=400058.872=82.7532p則強度足夠，合格（一）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 14X 52 GB/T1096 2003,b=1

21、0mm,L=45mm , h=8mm ,選45號鋼，其許用擠壓應(yīng)力 p 】=100MPaF t 4000T 4000X58.872“c L p =45.392匕卩p h lhid8 汽 35 漢 50p則強度足夠，合格從動軸 外伸端 鍵10 X40GB/1096 2003與齒輪 聯(lián)接處 鍵14 X52GB/T10962003計算及說明結(jié)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=1.3KP|1.3 1.916 ,TC =955011 =9550X =202.290nil117.589選用TL8選用TL8型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸

22、轉(zhuǎn)矩Tn =250，套住聯(lián) 軸器TCTn。采用丫型軸孔，A型鍵軸孔直徑d=3240,選d=35,軸孔長度L=82TL8型彈性套住聯(lián)軸器有關(guān)參數(shù)型號公稱轉(zhuǎn)矩T/(N m)許用 轉(zhuǎn)速n/(r - min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TL625033003582160HT200Y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(jié)構(gòu)尺寸的計算及裝配圖7.1潤滑的選擇確定7.1.1潤滑方式齒輪浸油 潤滑軸承脂 潤滑1. 齒輪V=1.2vv 12 m/s應(yīng)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

23、量齒輪用150號機械油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左右軸承用2L3 型潤滑脂2. 軸承潤滑選用2L 3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螺塞與機體之間加石棉橡膠紙、墊片進行密封3. 軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對應(yīng)的軸承外部軸的外伸端與透蓋的間隙，由于 V3 (m/s),故選用半粗羊毛氈加 以密圭寸4. 軸承靠近機體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M入軸承內(nèi)部7.3減速器附件的選擇確定列表說明如下：計算及說f明結(jié)果名稱功用數(shù)量材料規(guī)格螺栓安裝端