展開式二級圓柱齒輪減速器的設(shè)計課程設(shè)計

1、機械設(shè)計課程設(shè)計浙江科技學(xué)院 1110110020展開式二級圓柱齒輪減速器設(shè)計 學(xué) 院 機械與汽車工程學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 機制111 學(xué) 號 1110110020 學(xué)生姓名 沈張軍 指導(dǎo)教師 沙毅 完成日期 2013年9月12日 機械設(shè)計課程設(shè)計第 1 頁 共 19 頁展開式二級圓柱齒輪減速器設(shè)計 學(xué)生姓名：沈張軍 指導(dǎo)教師：沙毅浙江科技學(xué)院機械與汽車工程學(xué)院 摘要經(jīng)過本課題中的一系列計算，最終獲得本減速器選用的各零件的主要參數(shù)：應(yīng)選用型號為y160m - 4的三相交流異步電動機，其額定功率為11kw，額定轉(zhuǎn)速為1460r/min，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min。裝置的

2、總傳動比為22.41；v帶選用b 型帶；選用9級精度的直齒圓柱齒輪，小齒輪材料為40mnb，大齒輪材料為45鋼；3個軸承分別選用深溝球軸承6308、6309、6313；6個鍵均選用45鋼質(zhì)a型普通平鍵；選用hl5y型號的彈性柱銷聯(lián)軸器。關(guān)鍵詞：減速器 傳動比 齒輪 abstract after a series of calculation in this subject, finally get the parts of the main parameters of this reducer selection: should choose the model of y160m - 4 of

3、 the three-phase ac asynchronous motor, its power rating is 11 kw, rated speed of 1460 r/min, the synchronous speed of 1500 r/min. the total transmission ratio for the device is 22.41; v belt with type b; choose 9 accuracy of spur gears, pinion is 40 mnb material, big gear materials for 45 steel; th

4、ree bearings are deep groove ball bearings 6308, 6309, 6313; six key selects the 45 steel type a common key; choose hl5y models of elastic dowel pin shaft coupling. 目 錄 摘 要.第2頁 abstract.第2頁 目 錄.第4頁 第一章 緒論.第6頁 1.1 展開式二級圓柱齒輪減速器的概述.第6頁 1.2 本課題中的原始數(shù)據(jù)和技術(shù)要求.第7頁 1.3 設(shè)計任務(wù)及具體作業(yè).第7頁 第二章 電動機型號的選擇.第7頁 2.1 確定電動機

5、類型.第7頁 2.2 確定電動機的容量.第7頁 2.3傳動裝置的運動和動力參數(shù)的選擇和計算.第8頁 第三章 傳動零件的設(shè)計計算.第9頁 3.1 v帶傳動的設(shè)計計算.第9頁 3.2 齒輪的設(shè)計.第10頁 3.3 軸的設(shè)計計算.第12頁 3.4 軸承的設(shè)計計算.第14頁 3.5 鍵的設(shè)計計算.第16頁 3.6 聯(lián)軸器的設(shè)計.第17頁 3.7 減速器附件的選擇和密封類型的選擇.第17頁 3.8 減速器箱體的設(shè)計.第18頁 第四章 設(shè)計小結(jié).第19頁 參考文獻(xiàn).第19頁 第一章 緒論1.1 展開式二級圓柱齒輪減速器的概述 減速機是一種動力傳達(dá)機構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)

6、，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機構(gòu)。減速機的作用主要有：1）降速同時提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機輸出乘減速比，但要注意不能超出減速機額定扭矩。2）速同時降低了負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。大家可以看一下一般電機都有一個慣量數(shù)值。1） 展開式二級圓柱齒輪減速器的工作原理 展開式二級圓柱齒輪減速器的工作原理如圖所示 1.2 本課題中的原始數(shù)據(jù)和技術(shù)要求 (1)工作條件單班制工作，空載啟動，單向、連續(xù)運轉(zhuǎn)，工作中有輕微振動。運輸帶速度允許速度誤差為5%。(2)使用期限 工作期限為十年，檢修期間隔為三年。(3)生產(chǎn)批量及加工條件小批量生產(chǎn)。 （4）數(shù)據(jù)要求運輸機工作軸轉(zhuǎn)矩t/(nm)1250運輸帶工作

7、速度v/(m/s)1.5運輸帶滾筒直徑d/mm440 1.3 設(shè)計任務(wù)及具體作業(yè) （1)減速器裝配圖一張；（2)零件工作圖二張（大齒輪，輸出軸）；（3)設(shè)計說明書一份； (4)設(shè)計草圖一份。第2章 電動機型號的選擇2.1 確定電動機類型按工作要求和條件,選用y系列三相交流異步電動機。2.2 確定電動機的容量 (1）運輸帶工作的拉力 （2） 運輸機所需的功率 （3）電動機所需的輸出功率設(shè)1、2、3、4、5分別為彈性聯(lián)軸器、閉式齒輪傳動（設(shè)齒輪精度為7級），滾動軸承、v帶、滾筒的效率，查得1= 0.99，2= 0.98，3= 0.99， 4= 0.96， 5= 0.96，則傳動裝置的總效率為 總=

8、1223345 =0.990.9820.9930.960.96=0.85 則輸出功率 查機械設(shè)計手冊，得本課題應(yīng)選用y160m-4型號的電動機，其額定功率為11kw，額定轉(zhuǎn)速為1460r/min，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min。2.3傳動裝置的運動和動力參數(shù)的選擇和計算2.3.1 總傳動比 運輸機的轉(zhuǎn)速 則總傳動比2.3.2 分配各裝置傳動比 展開式二級圓柱齒輪減速器，查表可得v帶傳動單級傳動比常用值24，本課題中取iv=2.49； 則2.3.3 各軸的轉(zhuǎn)速 2.3.4 各軸輸入功率 2.3.5 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 由以上數(shù)據(jù)，得到傳動裝置各軸運動參數(shù)和動力參數(shù)表如下:軸號 項目 功率p（kw） 轉(zhuǎn)速

9、n（r/min） 轉(zhuǎn)矩t（nm）傳動比軸10.56586.3172.02.49軸10.25195.4501.03軸9.9465.11458.23 第三章 傳動零件的設(shè)計計算3.1 v帶傳動的設(shè)計計算 1、確定計算功率 查機械設(shè)計p230表9-6的，取帶輪的工作情況系數(shù)。 則 2、選擇v帶型號 根據(jù)pc及額定轉(zhuǎn)速n，查機械設(shè)計p229圖9-11得，本課題中應(yīng)選用b型帶。 3、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗算帶速 查機械設(shè)計p230表9-7得，取v小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1=125mm，計算大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2=idd1=2.49180=311.25mm，由表9-7基準(zhǔn)直徑系列選dd2=315mm。 取=0.0

10、15，則實際傳動比，傳動比偏差小于5。 帶速，在525m/s范圍內(nèi)。 4、確定v帶的中心距和基準(zhǔn)帶長ld。 初選中心距0. 根據(jù)0.7（dd1+dd2）02（dd1+dd2），得3080880，故選中心距0=dd2=315mm，符合取值范圍。 計算初定的帶長ld0. 基準(zhǔn)帶長ld。由機械設(shè)計表9-2選用ld=1400mm 實際中心距。由機械設(shè)計式9-19，留出適當(dāng)?shù)闹行木嗾{(diào)整量。 5、計算小輪包角1。 ，合適。 6、根據(jù)式9-20，由x小帶輪轉(zhuǎn)速n1和dd1值查表9-3的p0=2.19kw由表9-5查得p0=0.46kw查表9-4的k=0.929；查表9-2的kl=0.90計算得，選用b型普通

11、v帶6根。 7、確定帶的預(yù)拉力f0。 由式9-21， 查表9-1，b型普通v帶每米質(zhì)量為q=0.17kg/m。所以 8、計算作用在軸上的力fq。 由式9-22， 9、計算帶輪的輪寬。大帶輪的帶輪寬，查表9-1，得b型普通v型帶輪的e=19mm,f=12.5mm，則 10、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計。（見后續(xù)）3.2 齒輪的設(shè)計 1、選定齒輪類型、精度等級、材料 （1）選用直齒圓柱齒輪，且速度不高，故選用9級精度。 （2）傳動無特殊要求，為便于制造，才用軟齒面齒輪；查機械設(shè)計表6-5，取兩個小齒輪材質(zhì)為40mnb鋼調(diào)制，齒面硬度為241286hbs；兩個大齒輪材質(zhì)為45鋼正火，齒面硬度為169217hbs 2

12、、按齒面接觸強度設(shè)計。 一對鋼制外嚙合齒輪設(shè)計公式用式（機械設(shè)計p149公式6-32） 小齒輪的轉(zhuǎn)矩與軸的轉(zhuǎn)矩相等； 大齒輪和小齒輪與軸的轉(zhuǎn)矩相等； 大齒輪與軸的轉(zhuǎn)矩相等。 選擇小齒輪的齒數(shù)為26，則大齒輪齒數(shù)為263=78 輕微震動，對稱布置，軸的剛度較大，根據(jù)表6-6，取載荷綜合系數(shù)k=1.7 查表6-9，齒寬系數(shù)取=0.8 確定許用接觸應(yīng)力 由圖6-28查得=720mpa，=460mpa，由表6-8查得=1，故由式6-33得=720mpa，=460mpa，所以=460mpa 計算小齒輪分度圓直徑 小齒輪的分度圓直徑為 小齒輪的分度圓直徑為 計算模數(shù)，。由表6-1分別取m1=4，m3=5.

13、5 計算齒輪主要尺寸及圓周速度 分度圓直徑 中心距 齒輪齒寬，取b2=83mm，b4=114mm，b1=90mm，b3=121mm 圓周速度，由表6-4知可用9級精度。 3.3 軸的設(shè)計計算 3.3.1 設(shè)計最小直徑 軸的 軸的材料選用45鋼并作正火處理，查機械設(shè)計表12-2得，c的取值為107118，因本課題中軸所受彎矩較小，則取較小值 107， 1軸（高速軸），直徑最小處有鍵槽，加5直徑，取30mm； 2軸（中間軸），取41mm； 3軸（低速軸），直徑最小處有鍵槽，加5直徑，取61mm. 3.3.2 1軸（高速軸）的設(shè)計 1.擬定軸的裝配草圖 2.確定各軸段直徑 d：最小軸段d=dmin=

14、30mm； d：軸肩處帶輪定位，d=d+5mm=35mm； d：軸承受徑向力和圓周力，查表14-1，取軸承型號為6308，其主要參數(shù)d=40mm； d：由軸承對軸肩要求，查6308，得d=45mm； d：自定； d：同理，d=d=45mm； d：同理，d=d=40mm. 3.確定各軸段長度 l：由與軸段配合的帶輪寬b=120mm，l=120mm-2mm=118mm； l：查6308，得l=23mm； l：根據(jù)與軸端配合的小齒輪齒寬b1=90mm，取l=90-2=88mm；其余l(xiāng)、l、l、l尺寸均為自定。 3.3.3 2軸（中間軸）的設(shè)計1.擬定軸的裝配草圖2.確定各軸段直徑 d：最小軸段d=d

15、min=45mm； d：同理，d=d=45mm；其余d、d、d、d、d、d的尺寸均為自定。3. 確定各軸長度 l：查6309，得l=25mm； l：與軸端配合的帶輪寬b=83mm，所以l=83-2=81mm； l：總長與高速軸相等，通過高速軸各軸段長度可知，l=40+88+203-25-81-119-25=81mm； l：與軸端配合的帶輪寬b=121mm，所以l=121-2=119mm； l：同理，查6309，得l=l=25mm，其余l(xiāng)、l尺寸均為自定。3.3.4 3軸（低速軸）的設(shè)計 1.擬定軸的裝配草圖 2.確定各軸段直徑d：初選聯(lián)軸器型號為hl5-y型彈性柱銷聯(lián)軸器，與之前dmin相近的

16、取d=63mm；d：查6313，得d=65mm；d：同理，查6313，得d=65mm。其余d、d、d、d尺寸均為自定。 3.確定各軸段長度l：初選聯(lián)軸器型號為hl5-y型彈性柱銷聯(lián)軸器，取l=142mm；l：查6313，得l=33mm；l：與軸端配合的帶輪寬b=114mm，所以l=114-2=112mm；l：同理，查6313，得l=33mm；其余l(xiāng)、l尺寸均為自定；l：總長與高速軸及中間軸相等，通過其余兩軸各軸段長度可知，l=186mm。3.4 軸承的設(shè)計計算 3.4.1 高速軸承由3.3.2的設(shè)計可得初選深溝球軸承6308，其尺寸為d=40mm，d=90mm，b=23mm，查機械設(shè)計表14-

17、4，得c=40800n，c0=24000n1） 計算軸承受到的徑向載荷，根據(jù)機械設(shè)計公式6-25， 設(shè)兩軸承受到的載荷分別為f1和f2，則有 ，解得 2）計算軸承當(dāng)量動載荷 查機械設(shè)計得徑向動載荷系數(shù)x1=0.56，x2=1，當(dāng)量動載荷為 3) 驗算軸承的壽命 應(yīng)以1軸承的當(dāng)量動載荷為計算依據(jù)，由軸承溫度正常，查表得，因載荷平穩(wěn)無沖擊，取 軸承預(yù)期壽命 3.4.2 中間軸軸承由3.3.3的設(shè)計可得初選深溝球軸承6309，其尺寸為d=45mm，d=100mm，b=25mm，查機械設(shè)計表14-4，得c=52800n，c0=31800n 1）計算軸承受到的徑向載荷，根據(jù)機械設(shè)計公式6-25， 設(shè)兩軸

18、承受到的載荷分別為f1和f2，則有 ，解得 2）計算軸承當(dāng)量動載荷 查機械設(shè)計得徑向動載荷系數(shù)x1=0.56，x2=1，當(dāng)量動載荷為 3) 驗算軸承的壽命 應(yīng)以1軸承的當(dāng)量動載荷為計算依據(jù)，由軸承溫度正常，查表得，因載荷平穩(wěn)無沖擊，取 軸承預(yù)期壽命 3.4.3 低速軸軸承 由3.3.4的設(shè)計可得初選深溝球軸承6313，其尺寸為d=65mm，d=140mm，b=33mm，查機械設(shè)計表14-4，得c=91800n，c0=58800n 1）計算軸承受到的徑向載荷，根據(jù)機械設(shè)計公式6-25， 設(shè)兩軸承受到的載荷分別為f1和f2，則有 ，解得 2）計算軸承當(dāng)量動載荷 查機械設(shè)計得徑向動載荷系數(shù)x1=0.

19、56，x2=1，當(dāng)量動載荷為 3) 驗算軸承的壽命 應(yīng)以1軸承的當(dāng)量動載荷為計算依據(jù)，由軸承溫度正常，查表得，因載荷平穩(wěn)無沖擊，取 軸承預(yù)期壽命 3.5 鍵的設(shè)計計算 1、選擇鍵的類型、材料和尺寸 1）一號鍵用于與高速軸軸段配合，選用a型普通平鍵，材料用45鋼。根據(jù)軸徑d=30mm，查表11-9，選鍵的寬度b=8mm，高度h=7mm，鍵長l=45mm（小于輪轂孔長）。 2）二號鍵用于與高速軸軸段配合，選用a型普通平鍵，材料用45鋼。根據(jù)軸徑d=50mm，選鍵的寬度b=14mm，高度h=9mm，鍵長l=80mm。 3）三號鍵用于與中間軸軸段配合，選用a型普通平鍵，材料用45鋼。根據(jù)軸徑d=53m

20、m，選鍵的寬度b=16mm，高度h=10mm，鍵長l=70mm。 4）四號鍵用于與中間軸軸段配合，用a型普通平鍵，材料用45鋼。根據(jù)軸徑d=53mm，選鍵的寬度b=16mm，高度h=10mm，鍵長l=90mm。 5）五號鍵用于與低速軸軸段配合，用a型普通平鍵，材料用45鋼。根據(jù)軸徑d=63mm，選鍵的寬度b=18mm，高度h=11mm，鍵長l=100mm。 6）六號鍵用于與低速軸軸段配合，用a型普通平鍵，材料用45鋼。根據(jù)軸徑d=75mm，選鍵的寬度b=20mm，高度h=12mm，鍵長l=110mm。2、 鍵連接強度核算 靜聯(lián)接按擠壓強度校核。鍵和軸的材料為鋼，輪轂材料為鋼。靜載荷，由表11-

21、10查得許用擠壓應(yīng)力。 1）一號鍵，傳遞轉(zhuǎn)矩 a型鍵計算長度，由式11-24得，滿足強度要求。 2）二號鍵，傳遞轉(zhuǎn)矩 a型鍵計算長度，由式11-24得，滿足強度要求。 3）三號鍵，傳遞轉(zhuǎn)矩 a型鍵計算長度，由式11-24得，滿足強度要求。 4）四號鍵，傳遞轉(zhuǎn)矩 a型鍵計算長度，由式11-24得，滿足強度要求。 5）五號鍵，傳遞轉(zhuǎn)矩 a型鍵計算長度，由式11-24得，滿足強度要求。 6）六號鍵，傳遞轉(zhuǎn)矩 a型鍵計算長度，由式11-24得，滿足強度要求。3.6 聯(lián)軸器的設(shè)計 聯(lián)軸器軸孔直徑為63mm，選擇彈性柱銷聯(lián)軸器，型號為hl5y型聯(lián)軸器，軸孔長度為142mm。3.7 減速器附件的選擇和密封類

22、型的選擇 3.7.1減速器附件的選擇 1、窺視孔和窺視孔蓋 設(shè)在箱蓋頂部能夠看到齒輪嚙合區(qū)的位置，其大小以手能夠伸進(jìn)箱體進(jìn)行檢查操作為宜。其尺寸選擇為： 2.通氣塞和通氣器通氣器設(shè)置在箱蓋頂部或視孔蓋上，較完善的通氣器內(nèi)部制成一定曲路，并設(shè)置金屬網(wǎng)。主要尺寸：m16x1.5,d=22,d1=19.8,s=17,l=23,l=12,a=2,d1=5 3.油標(biāo)、油尺由于桿式油標(biāo)結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛，選擇桿式油標(biāo)尺，其尺寸選擇為:m12 4.油塞、封油墊其尺寸選擇為:m20x1.5 5.起吊裝置選擇吊耳環(huán)和吊鉤 3.7.2 潤滑與密封 1、齒輪傳動潤滑 因為齒輪圓周速度，故選擇浸油潤滑。 2、滾動軸承

23、的潤滑 因為齒輪圓周速度v2m/s,滾動軸承采用脂潤滑 3、軸外伸端密封 i軸：與之組合的軸的直徑是25mm，選d=28mm氈圈油封 ii軸：無需密封圈 iii軸：與之配合的軸的直徑是55mm，選d=55mm 選氈圈油封 4、箱體結(jié)合面的密封 軟鋼紙板3.8 減速器箱體的設(shè)計箱座壁厚1=10mm；箱蓋壁厚1=8mm；箱座凸緣厚度b=15mm箱蓋凸緣厚度b1=12mm箱座底凸緣厚度b2=25mm地腳螺栓直徑df=m20地腳螺栓數(shù)目n=4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1=16mm凸緣聯(lián)接螺栓d2=10mm軸承端蓋螺釘直徑d3=10mm定位銷直徑d=8mm檢查孔蓋連接螺栓直徑d4=8mm軸承旁凸臺半徑r20mm凸臺高度根據(jù)低速軸承座外半徑確定外箱壁至軸承座端面距離l1=52mm 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離15mm第四章 設(shè)計小結(jié) 我們這次機械設(shè)計課程設(shè)計是做用于帶式運輸機的二級圓柱齒輪減速器,在三個星期的設(shè)計過程中，讓我明白一個簡單機械設(shè)計的過程，知道一個設(shè)計所必須要準(zhǔn)備些什么，要怎樣去安排工作，并學(xué)習(xí)機械設(shè)計的一般方法，掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律；也通過課程設(shè)計實踐，培養(yǎng)了我綜合運用機械設(shè)計課程和其他先修課程的理論與生產(chǎn)實際知識來分析和解決機械設(shè)計問題的能力；學(xué)會怎樣