單級直齒圓柱齒輪減速器設計書

1、目錄-確定傳動方案-選擇電動機(1) 選擇電動機(2) 計算傳動裝置的總傳動比并分配各級傳動比(3) 計算傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)傳動零件的設計計算(1) 普通v帶傳動(2) 圓柱齒輪設計四低速軸的結(jié)構(gòu)設計(1) 軸的結(jié)構(gòu)設計(2) 確定各軸段的尺寸(3) 確定聯(lián)軸器的型號(4) 按扭轉(zhuǎn)和彎曲組合進行強度校核 五高速軸的結(jié)構(gòu)設計六鍵的選擇及強度校核 七選擇軸承及計算軸承壽命 八選擇軸承潤滑和密圭寸方式 九箱體及附件的設計(1) 箱體的選擇(2) 選擇軸承端蓋(3) 確定檢查孔和孔蓋(4) 通氣器(5) 油標裝置(6) 螺栓(7) 定位銷(8) 起吊裝置十設計小結(jié)卜一參考書目設計項目計算及說

2、明主要結(jié)果一確定 傳動方案機械傳動裝置一般由原動機傳動裝置工作機和機架 四部分組成。單級圓柱齒輪減速器由帶傳動和齒輪傳動組 成，根據(jù)各種傳動的特點，帶傳動安排在咼速級，齒輪傳 動放在低速級。傳動裝置如圖 A-1所示1) 選擇電動機類型和結(jié)構(gòu)形式根據(jù)工作要求和條件，選用一般用的 丫系列三相異步 電動機，結(jié)構(gòu)形式為臥式封閉結(jié)構(gòu)2) 確定電動機功率工作機所需的功率Pw(kw)按下式計算式中，F(xiàn)w=N,uw=m/s,帶式輸送機的效率代入上式得電動機所需功率PO(KW)按下式計算式中，為電動機到滾筒工作軸的傳動裝置總效率，根據(jù)傳動特點，由表2-4查得：V帶傳動一對齒輪傳動，一對滾動軸承彈性聯(lián)軸器因此總效

3、率即確定電動機額定功率Pm=查表2-1取3）確定電動機轉(zhuǎn)速工作機卷筒軸的轉(zhuǎn)速為根據(jù)表2-3推薦的各類傳動比的取值范圍，取 V帶傳動 比，一級齒輪減速器，傳動裝置的總傳動比，故電動機的轉(zhuǎn)速可取范圍為符號此轉(zhuǎn)速的同步轉(zhuǎn)速有兩種，考慮綜合因素，查表2-1，選擇同步轉(zhuǎn)速為的丫系列電動機，其滿載功率轉(zhuǎn)速為電動機的參數(shù)見下表型號額定功 率滿載轉(zhuǎn) 速額定轉(zhuǎn) 矩最大轉(zhuǎn)矩1）傳動裝置的總傳動比2）分配各級傳動比為了符號各種傳動形式的工作特點和結(jié)構(gòu)緊湊，必須 使各級傳動比都在各自的合理范圍內(nèi)，且使各自傳動件尺 寸協(xié)調(diào)合理勻稱，傳動裝置總體尺寸緊湊，重量最小，齒 輪浸油深度合理本傳動裝置由帶傳動和齒輪傳動組成，因

4、為使減速器部分設計方便，取齒輪傳動比則帶傳動的傳動比1）各軸功率2）各軸功率3）各軸轉(zhuǎn)矩根據(jù)以上計算列出本傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)數(shù) 據(jù)表見下圖參數(shù)轉(zhuǎn)速 功率 轉(zhuǎn)矩電動機軸I軸號軸II軸滾筒軸傳動比效率本題目高速級采用普通V帶傳動，應根據(jù)已知的減速器 參數(shù)確定帶的型號根數(shù)和長度，確定帶傳動的中心距，初 拉力及張緊裝置，確定大小帶輪的直徑材料結(jié)構(gòu)等內(nèi) 容帶傳動的計算參數(shù)見表A-3項目P0參數(shù)根據(jù)工作條件，查表5-6取K =1.1由查教材圖9-10，因處于A B的中間區(qū)域，可同時選擇A B兩種帶型來計算，最后根據(jù)計算結(jié) 果分析選擇查教材 可?。築型帶取，取滑動率取B型帶B帶型 因沒有給定中心距

5、的尺寸范圍，按公式 計算中心距取B帶型 計算V帶基準長度 查教材表取標準值計算實際中心距 考慮安裝、調(diào)整和補償張緊力的需要，中心距應有一定的 調(diào)節(jié)范圍，調(diào)節(jié)范圍為B型帶B型帶 查教材表，單根V帶的額定功率代入公式計算的計算結(jié)果見表Z/根B查普通V帶單位長度質(zhì)量表，B型帶Q= 已知齒輪傳動的參數(shù)，見表齒輪相對于軸承為對稱布置，單向運轉(zhuǎn)、輸送機的工作狀 態(tài)應為中等沖擊項目參數(shù)由于該減速器無特殊要求，為制造方便，選用價格便宜、 貨源充足的優(yōu)質(zhì)碳素鋼，采用軟齒面 查教材圖得小齒輪大齒輪 接觸疲勞極限應力小齒輪大齒輪 彎曲疲勞極限應力小齒輪大齒輪安全系數(shù)許用接觸應力小齒輪大齒輪許用彎曲應力小齒輪 大齒輪

6、 查教材表得K=傳動比外嚙合時設計公式中的“”號；代入設計公式 確定齒數(shù)對于軟齒面閉式傳動，取在 范圍內(nèi)合適 確定模數(shù) 確定中心距 初算中心距 取a= 計算主要幾何尺寸 齒頂圓尺寸齒寬取大齒輪齒寬小齒輪齒寬查教材圖得復合齒系數(shù)代入公式值分別小于各自的許用接觸應力值，故安全 注：在設計減速器俯視圖的過程中，還要用到齒輪的很多 尺寸，包括齒輪的結(jié)構(gòu)設計，這里就不在給出具體結(jié)構(gòu)設 計和尺寸，可以在減速器零件設計中專門設計齒輪結(jié)構(gòu)， 也可以在設計過程中來完善，補充這些尺寸 課程設計一般是先設計低速軸，把低速軸設計出來后根據(jù) 低速軸的長度尺寸就可確定箱體的寬度等尺寸， 估先設計 低速軸 低速軸的參數(shù)見表

7、項目參數(shù)1軸上零件的布置對于單級減速器，低速軸上安裝一個齒輪，一個聯(lián)軸 器，齒輪安裝在箱體的中間位置；兩個軸承安裝在你箱體 的軸承座孔內(nèi)，相對于齒輪對稱布置；聯(lián)軸器安裝在箱體 的外面一側(cè)。為保證齒輪的軸向位置，還應在齒輪和軸承 之間加一個套筒2零件的裝拆順序軸上的主要零件是齒輪，齒輪的安裝可以從左側(cè)裝拆， 也可以從右側(cè)裝拆。本題目從方便加工的角度選軸上的零 件從軸的右端裝拆，齒輪、套筒、軸承、軸承蓋、聯(lián)軸器 依次從軸的具體設計如下 軸段安裝聯(lián)軸器，用鍵周向固定 軸段高于軸段形成軸肩，用來定位聯(lián)軸器軸段高于軸段，方便安裝軸承軸段高于軸段，方便安裝齒輪；齒輪在軸段上用鍵 周向固定軸段高于軸段行成軸

8、環(huán)，用來定位齒輪軸段直徑應和軸段直徑相同，以使左右兩端軸承型號 一致。軸段高于軸段形成軸肩，用來定位軸承，軸段 高于的部分取決于軸承標準軸段和軸段的高低 沒有什么直接的影響，只是一般的軸身連接低速軸的結(jié)構(gòu) 如圖所示1）各軸段的直徑因本減速器為一般常規(guī)減速器，軸的材料無特殊要求，故選用45鋼查教材表代入設計公式考慮該軸段上有一個鍵槽，故應將軸徑增大即軸段的直徑確定為軸段的直徑 應在的基礎上加上兩倍的定位軸肩高度。這里取定位軸肩高度考慮該軸段安裝密封圈，故直徑還應符號密封圈的標準，取軸段的直徑 應在的基礎上增加兩倍的非定位軸肩高度，但 因該軸段要安裝滾動軸承，故其直徑要和滾動軸承內(nèi)徑相符號。這里取

9、同一根軸上的兩個軸承，在一般情況下應取同一型號，故安裝滾 動軸承處的直徑應相同，即軸段上安裝齒輪，為安裝齒輪方便，取 軸段的直徑是定位軸環(huán)的高度，取即軸段的直徑應根據(jù)所用的軸承類型及型號查軸承標準取得，預選該軸段用軸承（深溝球軸承，軸承數(shù)據(jù)見附錄B）查得2）各軸段的長度注：課程設計時，在確定出各軸段的直徑后，就應該進入畫圖階 段，要邊技術(shù)邊畫圖，邊畫圖邊計算。一般從圖5-2開始畫起，確定軸的長度時要先確定箱體的結(jié)構(gòu)。例如，軸段，軸段的 長度只有在確定各自的長度。軸段的長度要確定箱體的潤滑方 式才能確定，軸段的長度由所選的聯(lián)軸器來確定。這個階段也 就是非標準圖設計階段為后面進行軸的強度校核方便，

10、本例按常規(guī)給出各軸段的長度， 確定方法如圖所示，具體確定工程。課程設計時一定要先畫圖， 先確定有關(guān)箱體結(jié)構(gòu)。潤滑方式等。參考例3-1中確定長度的方法確定軸的長度尺寸，并在說明書中詳細寫出確定依據(jù)和不 為了補償由于制造、安裝等的誤差及兩軸線的偏移，優(yōu)先考慮彈 性套柱銷聯(lián)軸器，根據(jù)安裝聯(lián)軸器軸段的直徑，查附錄F選聯(lián)軸器型號為TL7，聯(lián)軸器安裝長度 因本例轉(zhuǎn)速低，最后確定軸承潤滑方式為脂潤滑，故此處按脂潤 滑方式確定軸的長度。取軸承距箱體內(nèi)壁的距離為。課程設計時應根據(jù)實際情況確定根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)需要，各軸段的長度確定如下： 斷軸之間的砂輪越程槽包含在段軸的長度之內(nèi)低速軸軸承的支點之間的距離為1）繪制軸的

11、計算簡讀為計算軸的強度，應將載荷簡化處理，直齒圓柱齒輪，其受力 可分解為圓周力徑向力、兩端軸承可簡化為一段活動鉸鏈，一段固定鉸鏈，如圖所示。為計算方便，選擇兩個危險截 面危險截面選擇安裝齒輪的軸段中心位置，位于兩個支點 的中間，距 B支座的距離為危險截面選擇在鍛軸和軸段的截面處，距 B支座的距離為2）計算軸上的作用力從動輪的轉(zhuǎn)矩 齒輪分度圓直徑 齒輪的徑向力3）計算支反力及彎矩 計算垂直平面內(nèi)支反力及彎矩a求支反力：對稱布置，只受一個力，故b求垂直平面的彎矩 計算水平平面的支反力及彎矩 求各截面的合成彎矩 計算轉(zhuǎn)矩 確定危險截面及校核其強度按彎矩組合計算時，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)變化考慮，取a=。按兩

12、個危險截面校核查教材及表得故軸的強度滿足要求高速軸的設計主要是設計各軸段的直徑，為設計俯視圖作準備。 有些軸段的長度可以根據(jù)軸上的零件來確定：有些軸段的長度在 確疋低速軸處的相體后，取相體內(nèi)壁為一直線就可確疋經(jīng)設計，高速軸可以做成單獨的軸而不是齒輪軸。為使零件定 位和固定，高速軸也和低速軸一樣設計為七段，各軸直徑尺寸為 1）選擇鍵的尺寸 低速軸上在段軸和段軸兩處各安裝一個鍵，按一般使用情況選擇米用 A型普通平鍵連接，查教材表選鍵的參數(shù)，見下表標記為鍵1鍵22）校核鍵的強度軸段上安裝聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的材料為鑄鐵， 載荷性質(zhì)為輕微沖擊，查教材軸段上安裝齒輪，齒輪的材料為鋼，載荷性質(zhì)為輕微沖擊靜聯(lián)接校

13、核擠壓強度軸段計算應力大于許用力，因相差不大，可以用已確定的尺寸，不必修改段軸所選鍵連接強度滿足要求1）軸承型號的選擇高速軸選軸承類型為深溝球軸承，型號 低速軸選軸承類型為深溝球軸承，型號2）軸承壽命計算高速軸：高速軸的外端安裝有帶輪，中間安裝有齒輪，要計算軸承的壽命，就要先求出軸承支座的支反力，進一步求出軸承的當量動載荷，然后計算軸承的壽命畫不告訴軸的受力圖并確定支點之間的距離見圖帶輪安裝的軸上的輪轂寬L為安裝帶輪處的軸徑， 即高速軸的第一段軸徑取第一段軸的長度為。第2段軸的長度取和低速軸的滴2段軸的長一樣的對應關(guān)系，但考慮該軸段上的軸承寬度故去該軸段的長為，帶輪中心到軸承 A支點的距離高速

14、軸兩軸承之間的支點距離為低速軸的支點的距離減去兩軸承寬度之差，應為因?qū)ΨQ布置，故咼速軸上齒輪的受力和低速軸的力大小相等，方向相反，即，注：咼速軸上安裝有帶輪，帶對軸的壓力作用在高速軸上，對軸的支反力計算有影響，安裝不冋，該力對軸的支反力影響不同。在這里又3種情況和該壓力引起的支反力相加來確定軸承最后的受力因齒輪相對于軸承對稱布置，A , B支座的支反力數(shù)值一樣，估計計算一邊即可。求軸承 A處支反力：水平面垂直平面求合力考慮帶的壓力對軸承支反力的影響，因方向不定，以最不利因素 考慮軸承受到的最大力為正常使用情況，查教材表和的查附錄B軸承的基本額定動載荷 C=2假設帶對軸的壓力作用如圖所示，和Fr

15、作用在同一平面，求軸承A處支反力：水平平面垂直平面求軸承B處支反力水平平面垂直平面比較軸承A處和軸承B處的受力情況，可以看出軸承 A處的受力 較大，軸承壽命以 A處計算即可，抽出的當里動載何正常使用情況查附錄B軸承的基本額定動載荷代入公式3假設帶對丑的壓力和 Ft作用在同一平面，求軸承 A處支反力 水平平面垂直平面低速軸：正常使用情況，查教材表和的查附錄B軸承的基本額定動載荷因齒輪相對于軸稱對對稱布置，軸承的受力一樣，可只算一處，計算A處，當量動載荷代入公式從計算結(jié)果看，高速軸軸承使用時間較短。按最短時間算，如按 每天兩班制工作，按每年天計算，約使用年，這世上理論計算，時間情況比較復雜，應根據(jù)使用情況，注意檢查，發(fā)現(xiàn)損 壞及時跟換。低速軸因轉(zhuǎn)速太低，使用時間太長，時間使用中會 有多種因素影響，要注意觀察，發(fā)現(xiàn)損壞及時更換 軸承的潤滑方式取決于浸油齒輪圓周速度，即大齒輪的圓周速度，大齒輪圓周速度因軸的轉(zhuǎn)速