V帶單斜齒圓柱齒輪減速器

1、作者:日期:機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目 單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器專業(yè)班級(jí)設(shè)計(jì)者學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師完成日期系 別機(jī)電工程系機(jī)械設(shè)計(jì)與制造機(jī)制1001班夜明療2010200 “ *宋麗莉2010年11月26日重慶電子工程職業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)指導(dǎo)書設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置3闘料齒輪減速器4聯(lián)軸器5傳輸帯原始資料:輸送帶工作拉力F/N3200輸送帶工作速度v/ （m s 1）2滾筒直徑D/mm500每日工作小時(shí)數(shù)T/h24傳動(dòng)工作年限/年5設(shè)計(jì)工作量：1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份2、減速器裝配圖一張（A0或A1）3、零件工作圖三張（大帶輪、大齒輪、高速軸）目錄一電動(dòng)機(jī)的選擇 二傳動(dòng)比的分配三 各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參

2、數(shù)的計(jì)算 四帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 五齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 六軸的設(shè)計(jì)高速軸的設(shè)計(jì)低速軸的設(shè)計(jì) 七鍵的選擇 八滾動(dòng)軸承的選擇 九聯(lián)軸器的選擇 十減速器箱體的設(shè)計(jì) 十一潤(rùn)滑與密封 十二參考文獻(xiàn)，、電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算步驟計(jì)算及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果1、電動(dòng)機(jī)類型 和結(jié)構(gòu)形式 的選擇。2、確定電動(dòng)機(jī) 的功率3確定電動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)速。按照已知工作要求和條件，選用Y型全封閉筆 型三相異步電動(dòng)機(jī)。由PdPw，Pw喬敗得：1000 wPFvd1000w又由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的總功 率為：w ? = 1 ? 2 ? 3 ? 4? 5? 6式屮1、 2、 3、4、 5、 6分別為帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、出輪傳動(dòng)的軸承、聯(lián)軸器、滾筒軸的 軸承及滾筒的

3、效率。查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 表9。4可得：1 0.96 、2 0 97 、3 0.99、 4 =099、 5=0 99、6=0.96，則2? w=0.96 0.97 0.990.99 0.99 0.96=0 86所以PdFV32 103 2 7.4KW1000 w 1000 0.86滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速為：60 1000v60 1000 2w 76.4r/minD500按推存的合理轉(zhuǎn)動(dòng)比范圍,取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比I124,單級(jí)齒輪傳動(dòng)比I235,則合理總傳動(dòng)比的范圍為i 620,固電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可進(jìn)范圍 為：ndi ?nw= （620） 76.4? w0.86Pd 7.4KWw 76.4r/minn

4、d( 458 41528) r/minnd(458.4 1528)r/min查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)附表2。1可知符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有970r/min、1470r/min、720r/min,再根據(jù)計(jì)算的容量，有兩 種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，其參數(shù)見下表電動(dòng)機(jī)的型號(hào)額定功率/KW滿載轉(zhuǎn)速/(r/mi n)Y160M 67.5970Y132M 47.51440Y160L87。5720綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量，選擇 滿載轉(zhuǎn)速為970r/min的Y160M-6型電動(dòng)機(jī)。1、傳動(dòng)比的分配計(jì)算步驟計(jì)算及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果1、計(jì)算傳動(dòng)裝 置的總傳動(dòng) 比。2、確定傳動(dòng)裝 置中帶輪及 齒輪的傳動(dòng) 比由選疋的電

5、動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)的主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速nw可得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i為i nm 97012.7nw76.4傳動(dòng)比的分配原則i帶i鏈i齒輪根據(jù)v帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比取值范圍，初步取V帶傳動(dòng)比ii3，則齒輪的傳動(dòng)比i2為i 12.7i23.6ii 3.5i 12。7i2=3.6三、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算步驟計(jì)算及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果1、各軸轉(zhuǎn)I軸速。nm970 小nim277r/mini,3.5277r/minn軸n【277“.nn77 r/mini23.6n77r/min滾筒軸nwnn77 r/minnw77r/min式中：nw為電動(dòng)機(jī)的滿載速度，單位為r/min ； n【、血分別為I、n軸的轉(zhuǎn)速，

6、單位為r/min ,1軸為高速軸,n軸為低速軸；h為電動(dòng)機(jī)至i軸的傳動(dòng)比，i22、各軸的為I軸至n軸的傳動(dòng)比。輸入功I軸R7。1KW率。P Pd ? , 7.4 0.96KW 7.1KWn軸R6。82KWP ? 2? 37.1 0.97 0.99KW6.82KW川軸PrnPn ? 3? 46.82 0.99 0.99KWPrn6。68KW=6。68KW式中：Fd為電動(dòng)機(jī)的輸出功率，單位為KW；R、Pn、P皿分別為i、n、川軸的輸入功率，單位為kw川軸為滾筒軸，1、2、3、4分別為帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)的軸承及聯(lián)軸器的效率。3、各軸輸電動(dòng)機(jī)的輸岀轉(zhuǎn)矩為T.72.86N m入轉(zhuǎn)矩巳7.4Td9

7、5509550 72.86N mnm970I軸Ti Td ?i1 ? 172.86 3.5 0.96N m 244.81Nn軸Tn T ?i2 ? 2? 3 244.81 3.6 0.97 0.99N i=846。33N m川軸TmTn ? 3? 4 846.33 0.99 0.99N m829.49N m式中：Ti、Tn、T皿分別為I、n、川軸的輸入轉(zhuǎn)矩，單位為N m ； Td為電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，單位為N m。運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果如下表：両 244.81 N mmTn 846。33N mTm829.49N m軸參 X名 數(shù)電動(dòng)機(jī)軸I軸n軸滾筒軸轉(zhuǎn) 速n/(r/mi n )97027777

8、77輸入功率P/KW7。47.16.826。68輸入轉(zhuǎn)矩T/( N m)72.86244.8846。 33829。 49傳動(dòng)比3.53.61效率0.960.960.98四、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟計(jì)算及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果1、確定計(jì)算功已知減速器每日工作 24h,查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)率表8.21，可知KA 1.3，,則Pc KaR 1.3 7.4KW9.6KW巳9。6KW2、選擇V帶型號(hào)由 PC9.62KW，nm 970r/min，及減速器的工作條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 8。12選用C 型普通V帶。3、確定帶輪基根據(jù)表 8。 6和圖8.12 選取dd1 140mm,且準(zhǔn)直徑dd1、dd1 140mm dd min

9、 125mm，則大齒輪直徑dd2為dd2490mmnm970dd2 一dd1 140mm 490mmnz277按表& 3選取標(biāo)準(zhǔn)值dd2 500mm,則傳動(dòng)比i、從動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速n1分別為i=3.6dd 2500 qqi 3.6dd11406269r / mi nnm 970n1r / min 269r /mini3.6從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速誤差率為459.375 500 go%6.25%500V7.1m/ s在 5%以內(nèi)，為允許值.vdd1 n11409707 1m/s4、驗(yàn)算帶速Vvm/s/.im/s60 1000 60 1000帶速在525m/s范圍內(nèi)。 帶輪的中心距應(yīng)滿足的范圍是5、確定帶的基0

10、.7(dd1dd2)a02(dd1dd2)準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld和即實(shí)際中心距a6、校驗(yàn)小帶輪的包角a7、確定V帶根數(shù)z448 a01280按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求初疋中心距a0 800mm由式(8.15 )得(d did d2)L02a0(d didd2)24a(140 500)22 800(140 500)mm24 800=2645。3mm由表& 4選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld2500mm由式(8.16 )得實(shí)際中心距啊 a為L(zhǎng)dL0a a225002645.3=800 mm2=727.35mm中心距的變動(dòng)范圍為amina 0.015Ld=727.5 0.0152500mm=690mmamaxaO.OBLd=727.5 0

11、.0152500mm=765mm由公式得,ccdd2 dd1 L- Ca118057.3a=180500 14057.3727.35=151 64120由式(8。18)得Ld2500mma=727.35mm8求拉力F0及帶輪軸上的壓力FqzPcPcZPo(PoP)KaKL根據(jù) ddi 140mm nm 970r/min，查表 8.10內(nèi)插法得2 131 82Po 1.82(970 800)2.113kw980 800由表8.18查得kb 2.649 10 3根據(jù)傳動(dòng)比i=3.5, 查表 8.19 得 ki 1.1373。則1P01 (1 )=2。ki3 1649 10 3970 (1 )KW1

12、.1373=0.31KW由表& 4查得帶長(zhǎng)度修正系數(shù) kL 1.03,由圖&11查得包角系數(shù)k0.94，得普通V帶根數(shù)9.62 心z4.06(2.113 0.31)0.94 1.03圓整得z=5由表8。6查得A型普通V帶的每米長(zhǎng)質(zhì)量 q-0。10Kg/m，根據(jù)式(8。19)得單根V帶的初拉力為l500PC/2.52F。(1) qvzv K500 9.62/ 2.5、/、21) 0.17 (7.10)2r =5 7.10.97222.29N由式(8。20)可得作用在軸上的壓力Fq為p02.113KWZ-5F0222.29NF q2Fzs C CCC CC 廠.151.642 222.29 5 s

13、in22115.170NFq 2115.170N五、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟計(jì)算及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果1、選擇齒輪材料 及精度等級(jí)小齒輪選用rn、亠匚 r F r45鋼調(diào)質(zhì),大齒輪選用 45鋼正火，選用閉式軟齒面齒輪組合。不冃度等級(jí)為8級(jí)。按斜齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)公式可得d1 3(KT/u 1) 3.17Ze)2 fdU ( h)2按齒根彎曲疲1）分度圓直徑d勞強(qiáng)度設(shè)計(jì).mnZidicos3 2577.30mmcos14od177.30mm.minZ2d2cos3 90278.27mmd2278.27mmcos14o2）齒寬bd1bddi1.0 77.30 77.30mm取 b280, b|85b185mm3

14、)齒數(shù)比uu=i=3。 6b280mm4）許用接觸應(yīng)力H由圖10.24查得2H lim1240,H lim 2195由表10.10查得SH1.3Sh1.3由圖10.27得 ZNT11.02;Znt2 1.1由式10。13ZnT1H lim 1592.MpaH 1SH1ZnT2H lim 21.1 530583Mpa1.0H 2SH2由表10.12查得彈性系數(shù)Ze 189.8MPa確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)1）轉(zhuǎn)矩T16 pT19.55 106 _ ll 67.5 0.96 K1 _9.55 10N ?mm277248231.042）載荷系數(shù)K查表10.11取K=1.4。3）齒數(shù)z、螺旋角和齒寬系數(shù)d小

15、齒輪的齒數(shù)z1 =25則大齒輪z2iz13.6 25 90初選螺旋角14o當(dāng)里齒數(shù)zv為：Zv2790 o 98.52 99coscos 14由表10。13查得齒形系數(shù)YF1 2.60，YF22.20由表10。14查得應(yīng)力修正系數(shù) YS1 1.60Ys2 1.79由表10.20選取 d 1.0d14）許用彎曲應(yīng)力F按圖 10.25 查 F240, Flim2 195F lim 1F lim 2由表10。10查得SF 1.3N1 60njLh 60 277. 1 （5 52 24 5）5.2 108T1248231.04N ?m初選140z125z2 =90Zs 28Zv2 99Nii士i3.6

16、1.4 108查圖 10。26 得 YNT10.95,丫阿21.05由式(10。14)得1 F lim 1SF0.95 24013175.38MPa= YnT2F lim 2Sf1.05 1951.3157.5MPaYF1YS1ry Q A oMPa 10.02371MPa175.38YF2YS2 2.2571579MPa10P由式(10.36 )得d1K(u 1)3.17Z3 i(dUhE)23 1.4_248231.04_(3.6_1)V1 3.677.123.17 189.8(5923校核齒面接觸 疲勞強(qiáng)度mnd1 一cosZ177 12.12cos14o 2.9925由表10.3取標(biāo)準(zhǔn)

17、模數(shù)值 mn 3標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn3確定中心距a及螺旋角傳動(dòng)的中心距a為中心距a=178mmmn(Z1 Z2)3(25 90)a o177.7 mm2 cos2cos144驗(yàn)算齒輪圓周 速度v取 a 178mm確定螺旋角為14omn(ZiZ2)3 (25 90)arccos arccos 2a2 178H 2,齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核合格。d1n160 10003.14 77.30 27760 10001.12m s1.12m / s由表10。22知選8級(jí)精度是合適的六軸的設(shè)計(jì)低速軸有已知條件知減速器傳遞功率屬小功率，故選用45鋼調(diào)質(zhì)處理查表14.7得強(qiáng)度極限 B 650MPa。再由表14.2得許用應(yīng)力

18、1b 60MPa由表14。 1得C 107 118 又由14.2得nmd C-10711847.69 52.59W n 77考慮到軸的最小直徑處安裝聯(lián)軸器 ，會(huì)有鍵槽。故將 軸的直徑加大3%，取為4955mm故取標(biāo)準(zhǔn)直徑d1 50mm由于設(shè)計(jì)的是單級(jí)減速器可將齒輪分別在箱體內(nèi)部 中央，將軸承對(duì)稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸端安裝半聯(lián)軸器。確定齒輪從軸的右端裝入，齒輪的左端用軸肩定位，右端用套筒固定齒輪的軸向固定用平鍵連接軸承對(duì)稱安裝與齒輪的兩側(cè)其軸向采用軸肩固定，采用 過(guò)盈配合軸段直徑最小 d1 50mm考慮到要對(duì)軸上的聯(lián)軸器進(jìn)行定位，軸上應(yīng)有軸肩，同時(shí)安裝軸承，軸 段必需滿足軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，故軸直

19、徑d2 56mm，用相同地方法確定軸段,的直徑d3 60mm,d4 67mm 為了便以拆裝軸承,取深溝球軸承 6212 故 d5 63mm d6 56mm齒輪輪轂寬度為 80m m為保證齒輪牢固可定軸段的 長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度取為78mm軸承寬度為20mm軸段的長(zhǎng)度7mm軸段為13mm。軸段為20mm軸段為77mm 軸段為 112mm故軸承支 點(diǎn)距離丨 142mm l 75mm l 112mm；在軸段和上分別加工出鍵槽，使兩鍵槽處于軸的同一 圓柱母線上，軸處鍵槽鍵為 C型鍵，鍵槽寬b 14mm鍵槽高h(yuǎn) 4mm，鍵長(zhǎng)l 100mm。軸段為A型鍵，鍵槽寬b 18mm,鍵槽高h(yuǎn) 5mm,鍵長(zhǎng)丨6

20、8mm按設(shè)計(jì)結(jié)果 畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖如圖 1d1d2d3d4d5d650mm56mm60mm67mm63mm56mmFt2t22T 2 8.46 105 “一 Nd1278.276082.7NFr2r2Ft2tan ancosB6082.7tan 20cos142281.92NFa2 Ft2 tanB 6082.7 tan14 1516.59N1） 畫出軸的受力圖如圖22） 作水平面內(nèi)的彎矩圖圖3支點(diǎn)反力為Fa2F HA60827N2281.92N1516.59N3041.35NFt2 6082.7FhaFhbt2N 3041.35N2 2ll 截 面 處 的 彎 矩 為140M Hl 3041

21、.35 N mm 212894.5 N mmIIII截面處的彎矩為M H 3041.35 30N mm 91240.5 N mm3）作垂直面內(nèi)的彎矩圖如圖4支點(diǎn)反力為Fr2 Fa2?d22l2281.9221516.59 278.272 140366.26NFvbFr2 Fva2281.92ll截面左側(cè)彎矩為MhiN2648.18N366.26 N 2648.18N皿左Fva ?- 366.26 空 N mm2 226004.46 N mmll截面右處的彎矩為1 142M Vl右FVb ?2648.18 N mm2 2Mvi右188020.78N mmIlIl截面處的彎矩為MVFva?30 3

22、66.26 30N. mm10987.8N mm4）作合成彎矩圖如圖 5M M2h M 2vII截面M l左 v M 2vi在M 2hi、-26004.46 2212894.52 N mm 214476.80N mm212894.5Nn91240.5N/m366.26N26004 .188020.78 N；MV10987.8N/mM l左 214476.80NN/mmmmmm查表14。2得小 60MPa,滿足e ib的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕量高速軸由已知條件可知減速器傳遞功率屬小功率，對(duì)材料無(wú) 特殊要求，故材料選用 45鋼并調(diào)質(zhì)處理。由表14.1得C 107 108，又由式

23、14。2得10710832777-1mm31.5 34.81mm考慮到最小直徑處要安裝帶輪，會(huì)有鍵槽存在.故將估算直徑加大 3%5%。取為32。536.55mm。由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)為d1 34mm。又帶輪寬度為B 99mm，所以段長(zhǎng)為97mm考慮到上是安裝帶輪軸段上應(yīng)有軸肩定位。 d2 40mm。段上要安裝軸承所以軸段上應(yīng)有軸肩。d3 45mm,為小齒輪，與相同，所以 d5 45mm，與 相同d6 40mm。又小齒輪寬度為 85mm所以段長(zhǎng)為85mm段長(zhǎng)為16mm段長(zhǎng)為17mm段長(zhǎng)為17mm段長(zhǎng)為78mm軸段上安裝 V帶輪所以有鍵槽。鍵槽為 A型鍵槽，長(zhǎng)為 80mm寬8mm深3mm.七鍵的選擇由

24、于高速軸是軸和齒輪在一起的實(shí)體式齒輪，軸段處安裝V帶輪，所以有鍵槽，鍵為A型普通平鍵，鍵A10 8 80 GB T 1096根據(jù)低速軸的設(shè)計(jì)，在軸段、處都有鍵槽。軸段處安裝聯(lián)軸器所以段的鍵為B型普通平鍵：鍵B16 10 100,段安裝齒輪所以有鍵，鍵為普通Ad1 34mm d2 40mm d3 45mm d5 45mm d6 40mm高速軸A10鍵 B16 10鍵 A18 118 80100681高速軸的鍵2、低速軸的鍵型鍵,鍵A18 11 68八滾動(dòng)軸承的選擇根據(jù)軸的設(shè)計(jì)可得高速軸上安裝的是深溝球軸承6212 GB T272 1993低速軸上安裝的是深溝球軸承深溝球軸承：6212GBT272

25、 19936208GBTT272 19936208 GB T 272 1993九聯(lián)軸器的選擇根據(jù)公式TcKT 查表16。1得 K 1.4又彈性柱銷HL4聯(lián)軸 器T 846.33N m 算得 T 1184.9 N m由指導(dǎo)書查得聯(lián)軸器應(yīng)選彈性柱銷HL 4聯(lián)軸器十 減速器箱體的設(shè)計(jì)1箱座壁厚由公式0.025a1mm 8mm， a 178mm8mm可得0.02517 1mm 4.55mm8mm所以2、箱蓋壁厚18mm有公式10.02a1mm 8mm，可得10.02178 13.65mm8mm18mm3、箱蓋凸緣厚所以1 8mm度bib11.5 11.5 8mm 12mmb112mm4箱座凸緣厚度bb1.51.5 8mm 12mmb12mm5、箱座底凸緣厚度b26、地腳螺栓直b22.52.5 8mm 20mmb220mm徑dfdf0.036a 12mm 0.036178 12mm18.408mmdf20mmmm7地腳螺栓數(shù)目n由于a 178mm250所以n=4n=4&軸承旁連接螺栓直徑d1d10.