機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)___一級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書(1).

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)課題名稱一級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算系另H電子與制造系專業(yè)模具設(shè)計(jì)與制造班 級(jí) 07模具四班姓名學(xué)號(hào)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(shuō)明2.1課題題目2.2主要技術(shù)參數(shù)說(shuō)明2.3傳動(dòng)系統(tǒng)工作條件2.4傳動(dòng)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(jì)算3.1減速器結(jié)構(gòu)3.2電動(dòng)機(jī)選擇3.3傳動(dòng)比分配3.4動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算第四章齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)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(jì)計(jì)算4.2.1 按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸4.2.2 齒輪彎曲強(qiáng)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(jì)第五章軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（從動(dòng)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(jì)計(jì)算521按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑5.2.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)523軸的強(qiáng)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(jì)算及校核6.3聯(lián)軸器的選擇第七章 減速器潤(rùn)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(jì)算7.1潤(rùn)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(jì)算第八章總結(jié)參考文獻(xiàn)第一章 緒 論本論文主要內(nèi)容是進(jìn)行一級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算， 在設(shè)計(jì)計(jì)算中運(yùn)用到 了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制圖、工程力學(xué)、公差與互換性等多門課程 知識(shí)，并運(yùn)用 AU

3、TOCAD 軟件進(jìn)行繪圖，因此是一個(gè)非常重要的綜合實(shí)踐 環(huán)節(jié) ,也是一次全面的、 規(guī)范的實(shí)踐訓(xùn)練。通過這次訓(xùn)練，使我們?cè)诒姸喾矫?得到了鍛煉和培養(yǎng)。主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1）培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練了綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和 其他相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行分析和解決工程實(shí)際問題的能 力，鞏固、深化和擴(kuò)展了相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。（2）通過對(duì)通用機(jī)械零件、常用機(jī)械傳動(dòng)或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)，使我們掌握了 一般機(jī)械設(shè)計(jì)的程序和方法，樹立正確的工程設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科 學(xué)的工程設(shè)計(jì)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(cè)、圖冊(cè)及相關(guān)技術(shù)資料的 能力以

4、及計(jì)算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的能力。（4）加強(qiáng)了我們對(duì)Office軟件中Word功能的認(rèn)識(shí)和運(yùn)用第二章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說(shuō)明2.1課題題目帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的減速器。要求傳動(dòng)系統(tǒng)中含有單級(jí)圓柱齒輪 減速器及v帶傳動(dòng)。2.2主要技術(shù)參數(shù)說(shuō)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(jī)滾筒直徑D=260mm。2.3傳動(dòng)系統(tǒng)工作條件帶式輸送機(jī)在常溫下連續(xù)工作、單向運(yùn)轉(zhuǎn)；空載起動(dòng)，工作載荷較 平穩(wěn)；兩班制（每班工作8小時(shí)），要求減速器設(shè)計(jì)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(dòng)系統(tǒng)方案的選擇圖1帶式

5、輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖計(jì)算及說(shuō)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(jì)算-r3.1減速器結(jié)構(gòu)本減速器設(shè)計(jì)為水平剖分，封閉臥式結(jié)構(gòu)。3.2電動(dòng)機(jī)選擇（一）工作機(jī)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(dòng)機(jī)功率Pd電動(dòng)機(jī)選用：Pd = Pw/H 總=1.84/0.876 =2.100(KW)Y100L2-4查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)得 Ped = 3 kW電動(dòng)機(jī)選用 丫112M-4n滿=1420 r/min3.3傳動(dòng)比分配工作機(jī)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(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算i 齒=4.025（一）轉(zhuǎn)速n計(jì)算及說(shuō)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(tái)修西門子abb a

7、b三菱富士 川松下施耐德艾默生三墾 達(dá) 發(fā)那科（變頻器pic人機(jī)界面）ABB杯第二屆全國(guó)自動(dòng)It系統(tǒng)工程師論文大賽（伺服電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)高壓變頻器功率模塊上下位機(jī)） 氐耳2 Z 0 *3 簾敬的也址他先生/女|:田工：1 369319068813366999016在由中國(guó)n動(dòng)化學(xué)會(huì)|沸，擬刪中國(guó)旳眼益說(shuō)協(xié)辦電時(shí)代掘駅加如第二屆全拯動(dòng)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(lái)電卵 九州驅(qū)2號(hào)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(jì)算及說(shuō)明結(jié)果將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸號(hào)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(jì)計(jì)算4.1齒輪材料和熱處理的選擇小齒輪選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB = 236大齒輪選用45號(hào)鋼，正火處理，HB = 1904.2齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)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(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)查得ZN1 = ZN2 = 1Y N1 = YN2 = 1.1由 kH1 Hlim1 N1 _-580MPaSh lim1匕2】JHlim2ZN2 -jggJsoMPaSH lim1計(jì)算及說(shuō)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(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為帶式輸送機(jī)，載何平穩(wěn)，齒輪在兩軸承間對(duì)稱布置。查機(jī)械原理與機(jī)械零件教材中表得，取 K = 1.1（三）計(jì)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(duì)稱布置。查機(jī)械原理與機(jī)械零件教材中表得，取 屮d二1（五）計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1d1 計(jì)算及說(shuō)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(shí)際齒數(shù)比工Z296=4Z124齒數(shù)比相對(duì)誤差.2= 0.006A J YF2/bF2=2.19/204=0.0107計(jì)算大齒輪齒根彎曲應(yīng)力為計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2000KYfi2000x101.741 x 2.63B2m2Z266x 3.22= 40.952(MPa) S 】齒輪的彎曲強(qiáng)度足夠4.2.3齒

13、輪幾何尺寸的確定齒頂圓直徑da由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)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h(yuǎn)f =(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(qiáng)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(tái)達(dá)笈郝科(變頻器pic人機(jī)界面ABB杯第二屆全國(guó)自動(dòng)優(yōu)棗統(tǒng)工程師論文大賽 (何服電機(jī)伺服駆動(dòng) 高壓變頻爲(wèi)功率模塊-占丁俘機(jī))田工：136931906881 3366999016在曲中岡自動(dòng)化爭(zhēng)金匸辦* Ni刪中斶科限處対協(xié)辦，電料時(shí)代哦忠此車心的-見一囲創(chuàng)斗自動(dòng)化厳址LfV卅論E %零M-您投連的也文電；幀弐it i it賂F33時(shí)列處時(shí)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(lái)電 山；” 九州驅(qū)2號(hào)咨詢合作弋二/4.3齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)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(zhǎng)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(jì)算及說(shuō)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(jì)算及說(shuō)明第五章軸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1軸的材料和熱處理的選擇由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)中的圖表查得 選45號(hào)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(jì)計(jì)算5.2.1按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑3從動(dòng)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(jì)根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時(shí)考慮到強(qiáng)度的原則, 主動(dòng)軸和從動(dòng)軸均設(shè)計(jì)為階梯軸。5.2.3軸的強(qiáng)度校核從動(dòng)軸的強(qiáng)度校核圓周力戸=譽(yù)=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(dòng)軸受力簡(jiǎn)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(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩113.4/Nr從動(dòng)軸受力簡(jiǎn)圖計(jì)算及說(shuō)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(qiáng)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(dòng)軸承根據(jù)軸頸值查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇6207 2個(gè)(GB/T276-1993)從動(dòng)軸承 6209 2 個(gè)從動(dòng)軸(GB/T276-1993)承2個(gè)壽命計(jì)劃：計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果兩軸承受純徑向載荷P= F r =602.34X= 1Y=0從動(dòng)軸軸承壽命：深溝球軸承6209,基本額定功負(fù)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(jì)算及校核（一）從動(dòng)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(hào)鋼，其許用擠壓力 玩=100MPaFt =400軒1=400058.872=82.7532p則強(qiáng)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(hào)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(qiáng)度足夠，合格從動(dòng)軸 外伸端 鍵10 X40GB/1096 2003與齒輪 聯(lián)接處 鍵14 X52GB/T10962003計(jì)算及說(shuō)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(wú)特殊要求，考慮拆 裝方便及經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)度L=82TL8型彈性套住聯(lián)軸器有關(guān)參數(shù)型號(hào)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(zhǎng)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(rùn)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(jì)算及裝配圖7.1潤(rùn)滑的選擇確定7.1.1潤(rùn)滑方式齒輪浸油 潤(rùn)滑軸承脂 潤(rùn)滑1. 齒輪V=1.2vv 12 m/s應(yīng)用噴油潤(rùn)滑，但考慮成 本及需要，選用浸油潤(rùn)滑2. 軸承采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑7.1.2潤(rùn)滑油牌號(hào)及用

23、量齒輪用150號(hào)機(jī)械油1. 齒輪潤(rùn)滑選用150號(hào)機(jī)械油，最低最高油面距1020mm需油量為1.5L左右軸承用2L3 型潤(rùn)滑脂2. 軸承潤(rùn)滑選用2L 3型潤(rùn)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(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封3. 軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對(duì)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(jī)體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M(jìn)入軸承內(nèi)部7.3減速器附件的選擇確定列表說(shuō)明如下：計(jì)算及說(shuō)f明結(jié)果名稱功用數(shù)量材料規(guī)格螺栓安裝端