二級(jí)圓柱齒輪減速器

1、 第 - 27 -頁(yè)目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2第一部分 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)3第二部分 v帶設(shè)計(jì)5第三部分 各齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算8第四部分 軸的設(shè)計(jì)13第五部分 校核22第六部分 主要尺寸及數(shù)據(jù)23參考文獻(xiàn)23機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)學(xué)院名稱(chēng)： 專(zhuān)業(yè)： 年 級(jí)： 學(xué)生姓名: 學(xué)號(hào): 指導(dǎo)教師: 一、設(shè)計(jì)題目 帶式運(yùn)輸機(jī)的減速傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)二、主要內(nèi)容 決定傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)方案；選擇電動(dòng)機(jī)，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)；傳動(dòng)零件以及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算；軸承、聯(lián)接件、潤(rùn)滑密封和聯(lián)軸器的選擇及校驗(yàn)計(jì)算；機(jī)體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計(jì)；繪制裝配圖及零件圖；編寫(xiě)計(jì)算說(shuō)明書(shū)并進(jìn)行設(shè)計(jì)答辯。三、具體要求原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶

2、線(xiàn)速度v = 1.6 （m/s） 運(yùn)輸帶牽引力f = 3200 （n）驅(qū)動(dòng)滾筒直徑d = 400 （mm）工作條件：使用期5年，雙班制工作，單向傳動(dòng)；載荷有輕微振動(dòng)；運(yùn)送煤、鹽、砂、礦石等松散物品。四、完成后應(yīng)上交的材料機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)；減速器裝配圖一張；軸的零件圖一張。齒輪的零件圖一張五、推薦參考資料機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)機(jī)械設(shè)計(jì)（濮良貴主編，高等教育出版社）指導(dǎo)教師 簽名日期 年 月 日系 主 任 審核日期 年 月 日第一部分 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)一、 傳動(dòng)裝置總體方案的確定 經(jīng)過(guò)考慮，有如下兩種較佳的傳動(dòng)方案可供選擇，圖11為蝸輪蝸桿傳動(dòng)，圖12為v帶加斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。圖11 方

3、案i蝸輪蝸桿傳動(dòng)圖12 方案ii直齒圓柱齒輪傳動(dòng)二、傳動(dòng)方案的選取： 方案i為蝸輪蝸桿傳動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，能定比傳動(dòng)，傳動(dòng)比范圍大。缺點(diǎn)是：承載能力不強(qiáng)，不適合于高轉(zhuǎn)速重載的情況下;制造精度要求較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高;傳遞效率低，易磨損。 方案ii為斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是：傳遞效率較高，承載能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.應(yīng)用廣泛。該工作機(jī)有輕微振動(dòng)，傳動(dòng)比范圍不是很大，環(huán)境有粉塵，選用方案ii更佳，該工作機(jī)屬于中等功率、載荷較大，采用兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器能克服蝸輪蝸桿減速器傳遞效率低的弱點(diǎn)，這是兩級(jí)減速器中應(yīng)用最廣泛的一種。齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱(chēng)，要求軸具有較大的剛度。高速級(jí)齒輪常布置在遠(yuǎn)離

4、扭矩輸入端的一邊，以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均現(xiàn)象。原動(dòng)機(jī)部分為y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。 總體來(lái)講，該傳動(dòng)方案滿(mǎn)足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、成本低傳動(dòng)效率高。計(jì) 算 與 說(shuō) 明結(jié)果三、原動(dòng)機(jī)選擇（y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)）工作機(jī)所需功率： =0.96 (見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)p9，以下簡(jiǎn)稱(chēng)課設(shè)) 傳動(dòng)裝置總效率：（見(jiàn)課設(shè)式2-4） （見(jiàn)課設(shè)表12-8）電動(dòng)機(jī)的輸出功率： （見(jiàn)課設(shè)式2-1） 取選擇電動(dòng)機(jī)為y160m6型 （見(jiàn)課設(shè)表19-1）技術(shù)數(shù)據(jù)：額定功率（） 7.5 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速（） 970 額定轉(zhuǎn)矩（） 2.0 最大轉(zhuǎn)矩（） 2.2

5、y132m1-6電動(dòng)機(jī)的外型尺寸（mm）： （見(jiàn)課設(shè)表19-3）a：254 b：210 c：103 d：42 e：110 f：12 g：37 h：160 k：15 ab：330 ac：335 ad：260 hd：385 hd：385 l：605四、傳動(dòng)裝置總體傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配1、 總傳動(dòng)比： （見(jiàn)課設(shè)式2-6） 2、 各級(jí)傳動(dòng)比分配： （見(jiàn)課設(shè)式2-7） 初定 各軸的輸入功率p1=pd87 =7.50.950.99=7.05p2=p165=5.420.970.99=6.77p3=p243=5.200.970.99=6.5p4=p321=6.50.996=6.472各軸的輸入轉(zhuǎn)矩第

6、二部分 各齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算一、高速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì)（直齒圓柱齒輪）1.齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇：因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按機(jī)設(shè)表7-1選取，都采用45號(hào)鋼，鍛選項(xiàng)毛坯，大齒輪、正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。齒輪精度用7級(jí)，輪齒表面精糙度為ra1.6，軟齒面閉式傳動(dòng)，失效形式為點(diǎn)蝕，考慮傳動(dòng)平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取z1=34 則z2=z1i=344=1362.設(shè)計(jì)計(jì)算。（1）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，由式（7-9） 由圖（7-6）選取材料的接觸疲勞，極限應(yīng)力為 hilim=580 hilin=560由圖 7-7選取材料彎曲疲

7、勞極陰應(yīng)力 hilim=230 hilin=210應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n由式（7-3）計(jì)算 n1=60nat=60(536016)=6.64 n2= n1/u=6.64/2.62=2.53 由2圖7-8查得接觸疲勞壽命系數(shù)；zn1=1.1 zn2=1.04 由2圖7-9查得彎曲 ；yn1=1 yn2=1 由2圖7-2查得接觸疲勞安全系數(shù)：sfmin=1.4 又yst=2.0 試選kt=1.3 由2式(7-1)(7-2)求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力 將有關(guān)值代入式(7-9)得 則v1=(d1tn1/601000)=1.56m/s ( z1 v1/100)=1.56(34/100)m/s=0.53m/s查

8、2圖7-10得kv=1.05 由2表7-3查和得k a=1.25.由2表7-4查得k=1.08.取k=1.05.則kh=kakvkk=1.42 ,修正 m=d1/z1=1.99mm 由2表7-6取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2mm(3) 計(jì)算幾何尺寸d1=mz1=234=68mm d2=mz2=2136=272mm a=m(z1z2)/2=170mm b=ddt=168=68mm 取b2=65mm b1=b2+10=753.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由2圖7-18查得，yfs1=4.1，yfs2=4.0 取y=0.7由2式(7-12)校核大小齒輪的彎曲強(qiáng)度. 二、低速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì)（直齒圓柱齒輪）1.齒輪的材料，

9、精度和齒數(shù)選擇，因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按表7-1選取，都采用45號(hào)鋼，鍛選項(xiàng)毛坯，大齒輪、正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。齒輪精度用7級(jí)，輪齒表面精糙度為ra1.6，軟齒面閉式傳動(dòng)，失效形式為點(diǎn)蝕，考慮傳動(dòng)平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取z1=34 則z2=z1i=343.2=1092.設(shè)計(jì)計(jì)算。（1） 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，由式（7-9）機(jī)設(shè) 由圖（7-6）選取材料的接觸疲勞，極限應(yīng)力為 hilim=580 hilin=560由2圖 7-7選取材料彎曲疲勞極陰應(yīng)力 hilim=230 hilin=210應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n由式（

10、7-3）計(jì)算 n1=60n at=60164(536016)=2.83 n2= n1/u=2.83/2.2=1.29 由2圖7-8查得接觸疲勞壽命系數(shù)；zn1=1.1 zn2=1.04 由2圖7-9查得彎曲 ；yn1=1 yn2=1 由2圖7-2查得接觸疲勞安全系數(shù)：sfmin=1.4 又yst=2.0 試選kt=1.3 由2式(7-1)(7-2)求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力 將有關(guān)值代入式(7-9)得 則v1=(d1tn1/601000)=0.61m/s ( z1 v1/100)=0.61(34/100)m/s=0.21m/s 查2圖7-10得kv=1.05 由表7-3查和得k a=1.25

11、.由表7-4查得k=1.08.取k=1.05.則kh=kakvkk=1.377 ,修正 m=d1/45=1.8mm 由表7-6取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2.5mm(3) 計(jì)算幾何尺寸d1=mz1=2.534=85mm d2=mz2=2.5144=272.5mm a=m(z1z2)/2=178.75mm b=ddt=185=85mm取b2=85mm b1=b2+10=953.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由2圖7-18查得，yfs1=4.1，yfs2=4.0 取y=0.7由2式(7-12)校核大小齒輪的彎曲強(qiáng)度.總結(jié)：高速級(jí) z1=34 z2=144 m=2 低速級(jí) z1=34 z2=109 m=2.5齒輪的結(jié)構(gòu)尺

12、寸兩小齒輪采用實(shí)心結(jié)構(gòu)兩大齒輪采用復(fù)板式結(jié)構(gòu)齒輪z1尺寸z=34 d1=68 m=2 d=44 b=75ha=ha*m=12=2mm hf=( ha*+c*)m=(1+0.25)2=2.5mm h=ha+hf=2+2.5=4.5mm da=d12ha=68+22=72mm df=d12hf=6822.5=63 p=m=6.28mm s=m/2=3.142/2=3.14mm e=m/2=3.142/2=3.14mm c=c*m=0.252=0.5mm齒輪z2的尺寸由軸可 得d2=272 z2=144 m=2 b=65 d4=49 ha=ha*m=12=2mm h=ha+hf=2+2.5=4.5m

13、mhf=(10.5)2=2.5mm da=d22ha=27222=276df=d12hf=27222.5=266 p=m=6.28mms=m/2=3.142/2=3.14mme=m/2=3.142/2=3.14mmc=c*m=0.252=0.5mmdtd31.6d4=1.649=78.4d0da-10mn=276-102=256d20.25(d0-d3)=0.25(162-78.4)=20r=5 c=0.2b=0.265=13齒輪3尺寸由軸可得, d=49 d3=85 z3=34 m=2.5 b=95ha =ha*m=12.5=2.5 h=ha+hf=2.5+3.125=5.625hf=(ha

14、*+c*)m=(1+0.25)2.5=3.125da=d3+2ha=85+22.5=90 df=d1-2hf=85-23.125=78.75p=m=3.142.5=7.85 s=m/2=3.142.5/2=3.925e=s c=c*m=0.252.5=0.625齒輪4寸由軸可得 d=64 d4=272.5 z4=109 m=2.5 b=85ha =ha*m=12.5=2.5 h=ha+hf=2.5+3.25=5.625hf=(ha*+c*)m=(1+0.25)0.25=3.125da=d4+2ha=272.5+22.5=277.5 df=d1-2hf=272.5-23.125=265.25p=

15、m=3.142.5=7.85 s=e=m/2=3.142.5/2=3.925c=c*m=0.252.5=0.625d0da-10m=272.5-102.5=257.5d31.664=102.4d2=0.25(d0-d3)=0.25(257.5-102.4)=155.1r=5 c=0.2b=0.285=17第四部分 軸的設(shè)計(jì)高速軸的設(shè)計(jì)1.選擇軸的材料及熱處理由于減速器傳遞的功率不大，對(duì)其重量和尺寸也無(wú)特殊要求故選擇常用材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理.2.初估軸徑按扭矩初估軸的直徑,查機(jī)設(shè)表10-2,得c=106至117,考慮到安裝聯(lián)軸器的軸段僅受扭矩作用.取c=110則: d1min= d2min=d3

16、min=3.初選軸承1軸選軸承為60082軸選軸承為60093軸選軸承為6012根據(jù)軸承確定各軸安裝軸承的直徑為:d1=40mmd2=45mmd3=60mm4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(現(xiàn)只對(duì)高速軸作設(shè)計(jì),其它兩軸設(shè)計(jì)略,結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖)為了拆裝方便,減速器殼體用剖分式,軸的結(jié)構(gòu)形狀如圖所示.(1).各軸直徑的確定初估軸徑后,句可按軸上零件的安裝順序,從左端開(kāi)始確定直徑.該軸軸段1安裝軸承6008,故該段直徑為40mm。2段裝齒輪，為了便于安裝，取2段為44mm。齒輪右端用軸肩固定，計(jì)算得軸肩的高度為4.5mm，取3段為53mm。5段裝軸承，直徑和1段一樣為40mm。4段不裝任何零件，但考慮到軸承的軸向定位，及軸

17、承的安裝，取4段為42mm。6段應(yīng)與密封毛氈的尺寸同時(shí)確定，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用jb/zq4606-1986中d=36mm的毛氈圈，故取6段36mm。7段裝大帶輪，取為32mmdmin 。（2）各軸段長(zhǎng)度的確定軸段1的長(zhǎng)度為軸承6008的寬度和軸承到箱體內(nèi)壁的距離加上箱體內(nèi)壁到齒輪端面的距離加上2mm，l1=32mm。2段應(yīng)比齒輪寬略小2mm，為l2=73mm。3段的長(zhǎng)度按軸肩寬度公式計(jì)算l3=1.4h；去l3=6mm，4段：l4=109mm。l5和軸承6008同寬取l5=15mm。l6=55mm，7段同大帶輪同寬，取l7=90mm。其中l(wèi)4，l6是在確定其它段長(zhǎng)度和箱體內(nèi)壁寬后確定的。于是，

18、可得軸的支點(diǎn)上受力點(diǎn)間的跨距l(xiāng)1=52.5mm，l2=159mm，l3=107.5mm。（3）.軸上零件的周向固定為了保證良好的對(duì)中性，齒輪與軸選用過(guò)盈配合h7/r6。與軸承內(nèi)圈配合軸勁選用k6，齒輪與大帶輪均采用a型普通平鍵聯(lián)接，分別為16*63 gb1096-1979及鍵10*80 gb1096-1979。（4）.軸上倒角與圓角為保證6008軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊(cè)的推薦，取軸肩圓角半徑為1mm。其他軸肩圓角半徑均為2mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)gb6403.4-1986，軸的左右端倒角均為1*45。5.軸的受力分析（1） 畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖。（2） 計(jì)算支座反力。ft=2t2/d1=f

19、r=fttg20。=5088fq=2206n在水平面上fr1h=fr2h=fr-fr1h=1851-472.9=1378n在垂直面上fr1v=fr2v=ft- fr1v=4536-1159=3377n（3） 畫(huà)彎矩圖圖42 軸2彎矩圖在水平面上，a-a剖面右側(cè) mah=fr1hl3=472.90.0525=24.8nma-a剖面左側(cè) mah=fr2hl2=13780.153=210.8 nm在垂直面上 mav=mav=fr1vl2=1299.90.153=198.9 nm合成彎矩，a-a剖面左側(cè)a-a剖面右側(cè)畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩 5088（68/2）=173.5nm6.判斷危險(xiǎn)截面顯然，如圖所示，a-

20、a剖面左側(cè)合成彎矩最大、扭矩為t，該截面左側(cè)可能是危險(xiǎn)截面；b-b截面處合成灣矩雖不是最大，但該截面左側(cè)也可能是危險(xiǎn)截面。若從疲勞強(qiáng)度考慮，a-a，b-b截面右側(cè)均有應(yīng)力集中，且b-b截面處應(yīng)力集中更嚴(yán)重，故a-a截面左側(cè)和b-b截面左、右側(cè)又均有可能是疲勞破壞危險(xiǎn)截面。7.軸的彎扭合成強(qiáng)度校核由表10-1查得 (1)a-a剖面右側(cè)3=0.1443=8.5184m3=37.41 （2）b-b截面左側(cè)3=0.1423=7.41m3b-b截面處合成彎矩mb:=397.7 nm=52.52 8.軸的安全系數(shù)校核:由表10-1查得(1)在a-a截面右側(cè)wt=0.2d3=0.2443=17036.8mm

21、3由附表10-1查得由附表10-4查得絕對(duì)尺寸系數(shù);軸經(jīng)磨削加工, 由附表10-5查得質(zhì)量系數(shù).則彎曲應(yīng)力 應(yīng)力幅 平均應(yīng)力 切應(yīng)力 安全系數(shù)查表10-6得許用安全系數(shù)=1.31.5,顯然s,故a-a剖面安全.(2)b-b截面右側(cè)抗彎截面系數(shù)3=0.1533=14.887m3抗扭截面系數(shù)wt=0.2d3=0.2533=29.775 m3又mb=523 nm,故彎曲應(yīng)力切應(yīng) 由附表10-1查得過(guò)盈配合引起的有效應(yīng)力集中系數(shù) 。 則顯然s,故b-b截面右側(cè)安全。（3）b-b截面左側(cè) wt=0.2d3=0.2423=14.82 m3b-b截面左右側(cè)的彎矩、扭矩相同。彎曲應(yīng)力 切應(yīng)力 （d-d）/r=

22、1 r/d=0.05，由附表10-2查得圓角引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)。由附表10-4查得絕對(duì)尺寸系數(shù)。又。則 顯然s,故b-b截面左側(cè)安全。第五部分 校 核高速軸軸承fr2h=fr-fr1h=4536-3185=1351nfr1v=fr2v=ft- fr1v=4536-1159=3377n軸承的型號(hào)為6008，cr=16.2 kn1） fa/cor=02） 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 查表得fp=1.2徑向載荷系數(shù)x和軸向載荷系數(shù)y為x=1，y=0 =5987 n3） 驗(yàn)算6008的壽命 驗(yàn)算右邊軸承 鍵的校核鍵1 108 l=80 gb1096-79 則強(qiáng)度條件為 查表許用擠壓應(yīng)力 所以鍵的強(qiáng)度足夠鍵2 128 l=63 gb1096-79 則強(qiáng)度條件為 查表許用