機械設(shè)計課程設(shè)計-二級展開式圓柱齒輪減速器(含全套圖紙)

1、課程設(shè)計報告 二級展開式圓柱齒輪減速器姓 名：學(xué) 院：專 業(yè)：年 級：學(xué) 號：指導(dǎo)教師：2006年6月29日一.設(shè)計題目設(shè)計一用于卷揚機傳動裝置中的兩級圓柱齒輪減速器。輕微震動，單向運轉(zhuǎn)，在室內(nèi)常溫下長期連續(xù)工作。卷筒直徑D=500mm,運輸帶的有效拉力F=10000N, 卷筒效率=0.96,運輸帶速度,電源380V,三相交流.二.傳動裝置總體設(shè)計：1. 組成：傳動裝置由電機、減速器、工作機組成。2. 特點：齒輪相對于軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。3. 確定傳動方案：考慮到電機轉(zhuǎn)速高，傳動功率大，將V帶設(shè)置在高速級。 其傳動方案如下：三選擇電動機1.選擇電動機類型

2、： 按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動機，封閉型結(jié)果，電壓380V，Y型。2.選擇電動機的容量 電動機所需的功率為： KW KW所以 KW由電動機到運輸帶的傳動總功率為 帶傳動效率：0.96每對軸承的傳動效率：0.99圓柱齒輪的傳動效率：0.96聯(lián)軸器的傳動效率：0.99卷筒的傳動效率：0.96則：所以 KW3.確定電動機轉(zhuǎn)速卷筒的工作轉(zhuǎn)速為 r/min查指導(dǎo)書第7頁表1：取V帶傳動的傳動比；二級圓柱齒輪減速器傳動比，所以總傳動比合理范圍為，故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍是： r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000和1500r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出有三種適用的電動機型

3、號，因此有四種傳動比方案如下：方案電動機型號額定功率KW同步轉(zhuǎn)速r/min額定轉(zhuǎn)速r/min重量N總傳動比1Y112M-2 415001440470125.652Y132M1-6 4100096073083.773Y160M1-8 4750720118062.83綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量和帶傳動、減速器的傳動比，可見第二方案比較適合。因此選定電動機型號為Y132M1-6，其主要參數(shù)如下；四.確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比： 總傳動比：分配傳動比：取，則，取，經(jīng)計算=4.47注：為帶傳動比，為高速級傳動比，為低速級傳動比。五.計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)：將傳動裝置各軸由高速到低

4、速依次定為1軸、2軸、3軸、4軸；，依次為電機與軸1，軸1與軸2，軸2與軸3，軸3與軸4之間的傳動效率。1.各軸轉(zhuǎn)速：r/min r/min r/min = r/min2.各軸輸入功率：KW KW KW KW 3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩：1-3軸的輸出功率、輸出轉(zhuǎn)矩分別為各軸的輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩乘軸承傳動效率0.99。運動和動力參數(shù)結(jié)果如下表：軸名功率P KW轉(zhuǎn)鉅T N.m轉(zhuǎn)速r/min輸入輸出輸入輸出電動機軸3.837.809601軸3.653.58101.6199.58342.862軸3.473.40671.30657.8749.333軸3.303.232750.372695.3611.454軸3.

5、203.142668.412615.0411.45六.設(shè)V計帶和帶輪：1.設(shè)計V帶確定V帶型號查機械設(shè)計基礎(chǔ)課本表 13-6得：=1.3，則 KW，又=960r/min,由圖13-15確定選取A型普通V帶，取=125，取=0.02，標準化得=375驗算帶速：m/s確定帶的基準長度： 取=1.2（+）=1.2（125+375）=600mm,由表13-2選取=2000確定實際中心距amm驗算小帶輪包角計算V帶的根數(shù)Z：由表13-3查得KW，由表13-5查得=0.95，由表13-2查得=1.03由表13-4查得=0.11KW，則V帶的根數(shù)因此取Z=3計算作用在帶輪軸上的載荷由表13-1查得A型V帶單

6、位長度質(zhì)量q=0.1Kg/m,所以單根V帶張緊力故作用在軸上載荷七.齒輪的設(shè)計：1.高速級大小齒輪的設(shè)計1）選擇齒輪材料：大小齒輪都選用45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)處理，硬度230，大齒輪正火處理，硬度210。2）確定許用應(yīng)力：a.許用接觸應(yīng)力：查精密機械設(shè)計課本表11-7得=570，。故應(yīng)按接觸極限應(yīng)力較低的計算，即只需求出。對于調(diào)質(zhì)處理的齒輪，=1.1b.許用彎曲應(yīng)力：由表11-10知=190取=1.4， 所以3）根據(jù)接觸強度設(shè)計：9級精度制造，載荷系數(shù)K=1.2，取齒寬系數(shù)，測中心距選定=30,b=119.5mm4）驗算彎曲應(yīng)力由圖8-44查得,x=0 =30，=2.60 =209，=2.14,故

7、應(yīng)計算大齒輪的彎曲應(yīng)力，彎曲強度足夠。2.低速級大小齒輪的設(shè)計：齒輪材料的選擇：小齒輪選用35MnB調(diào)質(zhì)，硬度260HBS，大齒輪選用SiMn調(diào)質(zhì)，硬度225HBS。確定許用應(yīng)力：a.許用接觸應(yīng)力：查表8-10得=700故應(yīng)按接觸極限應(yīng)力較低的計算，即只需求出。對于調(diào)質(zhì)處理的齒輪，=1.1b.許用彎曲應(yīng)力：由表8-11知=240取=1.3所以根據(jù)接觸強度設(shè)計：取K=1.2，齒寬取=,，故實際傳動比i=模數(shù) =298mmB=mm 取驗算彎曲應(yīng)力：由圖8-44查得,x=0=2.63=2.16彎曲強度足夠。 八減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱符號計算公式結(jié)果機座厚度9機蓋厚度8機蓋凸緣厚度12機座凸緣厚

8、度14機座底凸緣厚度23地腳螺釘直徑M24地腳螺釘數(shù)目6軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑M12蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直徑=（0.5 0.6）M10軸承端蓋螺釘直徑=（0.40.5）10視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）8定位銷直徑=（0.70.8）8，至外箱壁的距離查手冊表112342218，至凸緣邊緣距離查手冊表1122816外箱壁至軸承端面距離=+（510）50大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離>1.215齒輪端面與內(nèi)箱壁距離>10箱蓋，箱座肋厚89軸承端蓋外徑軸承孔直徑+（55.5）120（I 軸）125（II 軸）150（III軸）軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離120（I 軸）125（II 軸）150（III軸）九軸的設(shè)

9、計：1高速軸的設(shè)計：材料：選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理，查表10-2取=35，C=100各軸段直徑的確定：由，p=3.65,則，因為裝小帶輪的電動機軸徑，又因為高速軸第一段軸徑裝配大帶輪，且，查手冊表7-7，取=36,=60mm,因為大帶輪靠軸肩定位，所以取=40,=58，段裝配軸承，取=45，選用6309軸承，=28，段是定位軸承，取=50，根據(jù)箱體內(nèi)壁線確定后再確定。段裝配齒輪直徑：判斷是否做成齒輪軸查手冊得=3.3，得e=2.2<,因此做成齒輪軸. 此時齒寬為30。 裝配軸承所以=45，=282.校核該軸和軸承：=75，=215，=100作用在齒輪上的圓周力為：徑向力為作用在軸1帶輪上的外

10、力： 求垂直面的支承反力：求水平面的支承反力：由得NN求F在支點產(chǎn)生的反力：繪制垂直面彎矩圖繪制水平面彎矩圖繪制F力產(chǎn)生的彎矩圖求合成彎矩圖：考慮最不利的情況，把與直接相加求危險截面當量彎矩：從圖可見，m-m處截面最危險，其當量彎矩為：（取折合系數(shù)）計算危險截面處軸的直徑因為材料選擇調(diào)質(zhì)，查課本226頁表14-1得，查課本231頁表14-3得許用彎曲應(yīng)力，則：因為，所以該軸是安全的。3彎矩及軸的受力分析圖如下：4鍵的設(shè)計與校核:根據(jù)，確定V帶輪選鑄鐵HT200，參考教材表10-9,由于在范圍內(nèi)，故軸段上采用鍵：, 采用A型普通鍵:鍵校核.為=60mm綜合考慮取=50mm。查課本155頁表10-

11、10，所選鍵為：強度合格。中間軸的設(shè)計：材料：選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理，查表14-2取=35，C=100各軸段直徑的確定：由, p=3.47,則,段要裝配軸承，查課本11-15取=40，選用6309軸承，=40，裝配低速級小齒輪，且取=45，=128，段主要是定位高速級大齒輪，取=60，=10，裝配高速級大齒輪，取=45，=82段要裝配軸承，取=40，=43 .校核該軸和軸承：=75，=115，=95作用在2、3齒輪上的圓周力： N 徑向力：求垂直面的支反力計算垂直彎矩：求水平面的支承力： 計算、繪制水平面彎矩圖：求危險截面當量彎矩：從圖可見，m-m,n-n處截面最危險，其當量彎矩為：（取折合系數(shù)

12、）計算危險截面處軸的直徑： n-n截面: m-m截面: 由于，所以該軸是安全的。彎矩及軸的受力分析圖如下鍵的設(shè)計與校核已知參考教材表10-11，由于所以取查課本155頁表10-10得取鍵長為120.取鍵長為80，根據(jù)擠壓強度條件，鍵的校核為：所以所選鍵為: 從動軸的設(shè)計：材料：選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理，查表10-2取=34，C=112確定各軸段直徑考慮到該軸段上開有鍵槽，因此取，=150。裝配軸承，選用6212軸承,取=80,查手冊第85表7-2，此尺寸符合軸承蓋和密封圈標準?？枯S定位,取=85,=45取=90,=90取=110,=13裝配軸承, 選用60114軸承,取=90,=125向心滾子軸承

13、,去=85,=46校核該軸和軸承:=98,=210,=115作用在齒輪上的圓周力： 徑向力：求垂直面的支反力：計算垂直彎矩：.m求水平面的支承力。計算、繪制水平面彎矩圖。求F在支點產(chǎn)生的反力求F力產(chǎn)生的彎矩圖。F在a處產(chǎn)生的彎矩：求合成彎矩圖?？紤]最不利的情況，把與直接相加。求危險截面當量彎矩。從圖可見，m-m處截面最危險，其當量彎矩為：（取折合系數(shù)）計算危險截面處軸的直徑。因為材料選擇調(diào)質(zhì)，查課本226頁表14-1得，查課本231頁表14-3得許用彎曲應(yīng)力，則：=75>d,所以該軸是安全的。彎矩及軸的受力分析圖如下：鍵的設(shè)計與校核：因為d1=75,查課本153頁表10-9選鍵為查課本1

14、55頁表10-10得初選鍵長為130,校核所以所選鍵為: 裝聯(lián)軸器的軸直徑為70, 查課本153頁表10-9選鍵為查課本155頁表10-10得初選鍵長為100,校核所以所選鍵為:十.輸出軸聯(lián)軸器的選擇：計算聯(lián)軸器所需的轉(zhuǎn)矩： 查課本269表17-1取 ,查手冊1011頁,選用安全銷彈性塊聯(lián)軸器KLA4.十一. 減速器的各部位附屬零件的設(shè)計.(1)窺視孔蓋與窺視孔：在減速器上部可以看到傳動零件嚙合處要開窺視孔, 大小只要夠手伸進操作可。以便檢查齒面接觸斑點和齒側(cè)間隙,了解嚙合情況.潤滑油也由此注入機體內(nèi).(2)放油螺塞放油孔的位置設(shè)在油池最低處，并安排在不與其它部件靠近的一側(cè)，以便于放油，放油孔

15、用螺塞堵住并加封油圈以加強密封。(3)油標油標用來檢查油面高度，以保證有正常的油量.因此要安裝于便于觀察油面及油面穩(wěn)定之處即低速級傳動件附近；用帶有螺紋部分的油尺，油尺上的油面刻度線應(yīng)按傳動件浸入深度確定。(4)通氣器 減速器運轉(zhuǎn)時，由于摩擦發(fā)熱,機體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，導(dǎo)致潤滑油從縫隙向外滲漏,所以在機蓋頂部或窺視孔上裝通氣器，使機體內(nèi)熱空氣自由逸處，保證機體內(nèi)外壓力均衡，提高機體有縫隙處的密封性，通氣器用帶空螺釘制成.(5)啟蓋螺釘為了便于啟蓋，在機蓋側(cè)邊的邊緣上裝一至二個啟蓋螺釘。在啟蓋時，可先擰動此螺釘頂起機蓋；螺釘上的長度要大于凸緣厚度，釘桿端部要做成圓柱形伙半圓形，以免頂壞螺紋；螺釘直徑與凸緣連接螺栓相同。在軸承端蓋上也可以安裝取蓋螺釘,便于拆卸端蓋.對于需作軸向調(diào)整的套環(huán),裝上二個螺釘,便于調(diào)整.6）定位銷為了保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機體聯(lián)接凸緣的長度方向兩端各安置一個圓錐定位銷