一級減速器課程設(shè)計(jì)--一級直齒圓柱齒輪減速器

1、機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說 明 書設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)的機(jī)械傳動裝置一級直齒圓柱齒輪減速器內(nèi)容：1、裝配圖1張2、零件圖5張3、設(shè)計(jì)說明書1份學(xué)號： 姓名：指導(dǎo)教師：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)資料機(jī)械工程學(xué)院三江學(xué)院目 錄一要求與主要數(shù)據(jù)4二確定傳動方案5三電動機(jī)的選擇6四傳動比的計(jì)算與分配8五帶與齒輪傳動零件的計(jì)算12六軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及軸的選擇16七鍵的選擇21八減速器的潤滑22九減速器箱體尺寸的設(shè)計(jì)22設(shè)計(jì)小結(jié)23參考資料24附件(零件圖5張,裝配圖1張)一要求與主要數(shù)據(jù)說 明1、設(shè)計(jì)題目帶式輸送機(jī)的機(jī)械傳動裝置一級直齒圓柱齒輪減速器。2、設(shè)計(jì)方案（見圖1-1）圖1-13、原始數(shù)據(jù)（第三組）輸送帶工作拉力F/

2、N3400輸送帶工作速度v/（m*s-1）2.2卷筒直徑D/mm400模數(shù)m4小齒輪齒數(shù)Z118大齒輪齒數(shù)Z2724、其它原始條件1、工作情況：單班制,單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷有輕微振動,室內(nèi)工作，少粉塵。2、使用年限：10年，大修期3年。3、生產(chǎn)批量：1000臺（屬中批量生產(chǎn)）。4、工廠能力：中等規(guī)模機(jī)械廠，可加工78級精度齒輪。5、動力來源：三相交流（220V/380V）電源。6、允許誤差：允許輸送帶速度誤差±5%二確定傳動方案說明結(jié) 果為實(shí)現(xiàn)工作機(jī)預(yù)定的工作要求，可有不同的傳動方案。合理的傳動方案除應(yīng)滿足工作機(jī)的功能要求，工作可靠和適應(yīng)條件外，還應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低

3、廉、傳動效率高和使用維修方便等。要同時滿足這許多要求，在設(shè)計(jì)時應(yīng)優(yōu)先保證重點(diǎn)要求。有以下四種方案分別比較。方案一：第一級為帶輪傳動，第二級為一級圓柱齒輪減速器。帶傳動能緩沖、吸振，過載時有安全保護(hù)作用，因此這種方案通常得到廣泛應(yīng)用。但結(jié)構(gòu)上寬度和長度尺寸都較大，且?guī)鲃硬贿m用于大功率的機(jī)械和惡劣的工作環(huán)境。方案二：電動機(jī)直接在圓柱齒輪減速器上，此減速器寬度尺寸較大，但由于圓柱齒輪易于制造、傳動準(zhǔn)確，因而應(yīng)用廣泛。方案三：電動機(jī)直接接在蝸桿減速器上，它結(jié)構(gòu)最緊湊，但蝸桿傳動效率低，功率損失大，且成本較高。方案四：電動機(jī)直接接在圓錐圓柱齒輪減速器上，它的寬度尺寸比方案二小，但圓錐齒輪加工比圓柱齒輪

4、困難。因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的傳動方案和減速器工作條件較穩(wěn)定，有輕微振動，且在室內(nèi)工作，粉塵也少，要求的傳動精度也不是很高，加工精度也不是很高，所以選擇方案一。三電動機(jī)的選擇計(jì)算及說明結(jié) 果1、選擇電動機(jī)類型按已知的工作要求和條件，選用Y系列封閉籠型三相異步電動機(jī)。2、選擇電動機(jī)功率工作機(jī)所需功率為 電動機(jī)輸出功率為 由電動機(jī)至工作機(jī)之間的總效率為式中1、2、3、4、5分別為帶傳動、齒輪傳動的軸承、齒輪傳動、卷筒的軸承及卷筒的效率。查表可取1 =0.96,2 =0.99,3 =0.97,4 =0.99,5 =0.96,則所以工作機(jī)的功率pw: 電動機(jī)所需工作功率為: 3、確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速卷筒的工作轉(zhuǎn)速為

5、一般,帶傳動的傳動比,單級齒輪傳動的傳動比，則總傳動比的合理范圍為，因此，電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 因此，綜合考慮電動機(jī)的傳動裝置的尺寸、重量以及帶傳動的減速器的傳動比，電動機(jī)型號轉(zhuǎn)速可選，選定同步電動機(jī)型號為Y160M-4，即電動機(jī)的額定功率,滿載轉(zhuǎn)速。四傳動比的計(jì)算與分配說 明結(jié)果電動機(jī)選定以后，由電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速可算出傳動裝置的總傳動比為帶輪的傳動比為 齒輪減速器的傳動比為 運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計(jì)算（1）各軸轉(zhuǎn)速:nI = nm/i0 = 1460/3.5 = 417.1 r/minnII = nI/i = 417.1/4 = 104.3 r/minnIII = nII = 104.3 r/

6、min（2)各軸輸入功率:PI = Pd×h1 = 8.6×0.96 = 8.26 KWPII = PI×h2×h3 = 8.26×0.99×0.97 = 7.93 KWPIII = PII×h2×h4 = 7.93×0.99×0.99 = 7.77 KW 則各軸的輸出功率：PI' = PI×0.99 = 8.18 KWPII' = PII×0.99 = 7.85 KWPIII' = PIII×0.99 = 7.69 KW(3)各軸輸入轉(zhuǎn)矩:

7、TI = Td×i0×h1 電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩:Td = = 56.3 Nm 所以：TI = Td×i0×h1 = 56.3×3.5×0.96 = 189.2 NmTII = TI×i×h2×h3 = 189.2×4×0.99×0.97 = 726.8 NmTIII = TII×h2×h4 = 726.8×0.99×0.99 = 712.3 Nm 輸出轉(zhuǎn)矩為：TI' = TI×0.99 = 187.3 NmTII

8、9; = TII×0.99 = 719.5 NmTIII' = TIII×0.99 = 705.2 Nm1）各軸轉(zhuǎn)速:nI = nm/i0 = 1460/3.5 = 417.1 r/minnII = nI/i = 417.1/4 = 104.3 r/minnIII = nII = 104.3 r/min（2)各軸輸入功率:PI = Pd×h1 = 8.6×0.96 = 8.26 KWPII = PI×h2×h3 = 8.26×0.99×0.97 = 7.93 KWPIII = PII×h2

9、5;h4 = 7.93×0.99×0.99 = 7.77 KW 則各軸的輸出功率：PI' = PI×0.99 = 8.18 KWPII' = PII×0.99 = 7.85 KWPIII' = PIII×0.99 = 7.69 KW(3)各軸輸入轉(zhuǎn)矩:TI = Td×i0×h1 電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩:Td = = 56.3 Nm 所以：TI = Td×i0×h1 = 56.3×3.5×0.96 = 189.2 NmTII = TI×i×h2&#

10、215;h3 = 189.2×4×0.99×0.97 = 726.8 NmTIII = TII×h2×h4 = 726.8×0.99×0.99 = 712.3 Nm 輸出轉(zhuǎn)矩為：TI' = TI×0.99 = 187.3 NmTII' = TII×0.99 = 719.5 NmTIII' = TIII×0.99 = 705.2 Nm1）各軸轉(zhuǎn)速:nI = nm/i0 = 1460/3.5 = 417.1 r/minnII = nI/i = 417.1/4 = 104.3

11、r/minnIII = nII = 104.3 r/min（2)各軸輸入功率:PI = Pd×h1 = 8.6×0.96 = 8.26 KWPII = PI×h2×h3 = 8.26×0.99×0.97 = 7.93 KWPIII = PII×h2×h4 = 7.93×0.99×0.99 = 7.77 KW 則各軸的輸出功率：PI' = PI×0.99 = 8.18 KWPII' = PII×0.99 = 7.85 KWPIII' = PIII

12、5;0.99 = 7.69 KW(3)各軸輸入轉(zhuǎn)矩:TI = Td×i0×h1 電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩:Td = = 56.3 Nm 所以：TI = Td×i0×h1 = 56.3×3.5×0.96 = 189.2 NmTII = TI×i×h2×h3 = 189.2×4×0.99×0.97 = 726.8 NmTIII = TII×h2×h4 = 726.8×0.99×0.99 = 712.3 Nm 輸出轉(zhuǎn)矩為：TI' = TI&

13、#215;0.99 = 187.3 NmTII' = TII×0.99 = 719.5 NmTIII' = TIII×0.99 = 705.2 Nm五帶與齒輪傳動零件的計(jì)算計(jì)算與說明結(jié) 果1帶與帶輪(1)選擇帶型根據(jù)電動機(jī)功率為11KW,主動帶輪轉(zhuǎn)速為1460r/min,查表選B型帶.(2)確定兩帶輪的基準(zhǔn)直徑D1.D2和帶速V查表得小帶輪直徑D1=140mm根據(jù)得所以選直徑的大帶輪。帶速，滿足要求。(3)確定中心距和帶的基準(zhǔn)長度0.7×(d1+d2)a02×(d1+d2)0.7×(140+475)a02×(140+4

14、75)430.5a01230 初定中心距a0 = 830.25 mm，則帶長為:L0 = 2a0+×(d1+d2)/2+(d2-d1)2/(4×a0)= 2×830.25+×(140+475)/2+(475-140)2/(4×830.25)=2660 mm 由表13-2選用Ld = 2800 mm，確定實(shí)際中心距為：a = a0+(Ld-L0)/2 = 830.25+(2800-2660)/2 = 900.25 mm(4)計(jì)算V帶根數(shù)z = 2.91 取z=3。(5)拉力及壓軸力 2 齒輪、齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算   

15、（1）選擇齒輪材料及精度等級   考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用齒面。P166小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度為197286HBS,Hlm1=590MPa, FE=450MPa。大齒輪選用45鋼，正火，齒面硬度156217HBS, Hlm2=380MPa, FE2=310MPa；選8級精度。齒面粗糙度Ra1.63.2m   (2)確定許用應(yīng)力 由表11-5，取SH=1，SF=1.25    (3)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)T1=9.55×106×P/n1=9.55×1

16、06×11/535.2  =1.96×105Nmm； 取載荷系數(shù)k=1，齒寬系數(shù)ød=0.8  取ZE=188模數(shù) 根據(jù)查表取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=4(6)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度  F=(2kT1/bm2Z1)YFaYSaH確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)分度圓直徑：d1=mZ1=4×18mm=72mmd2=mZ2=4×72mm=288mm齒寬：b=dd1=72mm取b=72mmmm   b1=77mm b2=72mm(7)齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa根據(jù)齒數(shù)Z1

17、=18,Z2=72由表11-8相得YFa1=2.85    YSa1=1.54YFa2=2.25     YSa2=1.77將求得的各參數(shù)代入式（6-49）F1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1=(2×1×50021.8/45×2.52×20) ×2.80×1.55Mpa=38Mpa< F1F2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1=(2×1×50021.8/45×2.52

18、15;120) ×2.14×1.83Mpa=34Mpa< F2故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠 (9)計(jì)算齒輪傳動的中心矩aa=m/2(Z1+Z2)4/2(18+72)=180mm (10)計(jì)算齒輪的圓周速度VV=d1n1/60×1000=3.14×72×471.1/60×1000=1.57m/s3此設(shè)計(jì)采用的是漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其設(shè)計(jì)參數(shù)為：模數(shù) 查表得m=4分度圓直徑 齒頂高 mm齒根高 mm全齒高 mm齒頂圓直徑 mm mm齒根圓直徑 mm mm基圓直徑 齒距 mm齒厚 mm齒槽寬

19、mm中心距 六軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及軸的選擇說明與計(jì)算結(jié)果軸的設(shè)計(jì)1 輸入軸上的功率P1、轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1:P1 = 8.26 KW n1 = 417.1 r/min T1 = 189.2 Nm2 求作用在齒輪上的力: 已知小齒輪的分度圓直徑為:d1 = 72 mm 則:Ft = = = 5255.6 NFr = Ft×tanat = 5255.6×tan200 = 1912.9 N3 初步確定軸的最小直徑: 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（第五版）表14-2，取C = 112，得：dmin = C× = 112× = 30

20、.3 mm 顯然，輸入軸的最小直徑是安裝大帶輪處的軸徑，由于安裝鍵將軸徑增大4%，故選取:d12 = 32 mm。帶輪的寬度：B = (Z-1)×e+2×f = (3-1)×18+2×8 = 52 mm，為保證大帶輪定位可靠?。簂12 = 50 mm。大帶輪右端用軸肩定位，故取II-III段軸直徑為:d23 = 37 mm。大帶輪右端距箱體壁距離為20，取:l23 = 35 mm。4 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度: 初選軸承的類型及型號。為能順利地在軸端III-IV、VII-VIII上安裝軸承，其段滿足軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，故取:d34 = d78

21、= 40 mm；因軸只受徑載荷作用，查軸承樣本選用：6208型深溝球軸承，其尺寸為:d×D×T = 40×80×18 mm，軸承右端采用擋油環(huán)定位，由軸承樣本查得：6208。型軸承的定位軸肩高度：h = 3.5 mm，故?。篸45 = d67 = 47 mm，?。簂45 = l67 = 5 mm。 齒輪的定位及安裝齒輪處軸段尺寸的確定。由于:d12d56 ，所以小齒輪應(yīng)該和輸入軸制成一體，所以:l56 = 77 mm；則:l34 = T+s+a-l45 = 18+8+11-5 = 32 mml78 = T+s+a-l67 = 18+8+11+2-5 =

22、34 mmII軸的設(shè)計(jì)1 求輸出軸上的功率P2、轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩T2：P2 = 7.93 KW n2 = 104.3 r/min T2 = 726.8 Nm2 求作用在齒輪上的力: 已知大齒輪的分度圓直徑為:d2 = 288 mm 則:Ft = = = 5047.2 NFr = Ft×tanat = 5047.2×tan200 = 1837 N3 初步確定軸的最小直徑: 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（第五版）表14-2，取:C1= 112，得:dmin = C1× = 112× = 47.4 mm 輸出軸的最小直徑為安

23、裝聯(lián)軸器直徑處d12，所以同時需要選取聯(lián)軸器的型號，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩:Tca = KAT2，查機(jī)械設(shè)計(jì)（第五版）表14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取:KA = 1.2，則:Tca = KAT2 = 1.2×726.8 = 872.2 Nm 由于鍵槽將軸徑增大4%，選取聯(lián)軸器型號為:LT9型，其尺寸為：內(nèi)孔直徑50 mm，軸孔長度84 mm，則：d12 = 50 mm，為保證聯(lián)軸器定位可靠?。簂12 = 82 mm。半聯(lián)軸器右端采用軸端擋圈定位，按軸徑選用軸端擋圈直徑為：D = 60 mm，左端用軸肩定位，故取II-III段軸直徑為：d23 = 55 mm。4 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的

24、各段直徑和長度： 初選軸承的類型及型號。為能順利地在軸端III-IV、VI-VII上安裝軸承，其段滿足軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，故?。篸34 = d67 = 60 mm；因軸只受徑載荷作用，查軸承樣本選用:6212型深溝球子軸承，其尺寸為：d×D×T = 60mm×110mm×22mm。軸承端蓋的總寬度為：20 mm，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離為：l = 20 mm，l23 = 35 mm。 齒輪的定位及安裝齒輪處軸段尺寸的確定。取大齒輪的內(nèi)徑為：d2 = 68 mm，所以：d45 = 68 mm，為使齒輪定位可靠?。簂45 = 70 mm，齒輪右端采用軸

25、肩定位，軸肩高度：h 0.07d = 0.07×68 = 4.76 mm，軸肩寬度：b 1.4h = 1.4×4.76 = 0 mm，所以：d56 = 78 mm，l56 = 6 mm；齒輪的左端與軸承之間采用套筒定位，則：l34 = T+s+a+2.5+2 = 22+8+11+2.5+2 = 45.5 mml67 = 2+T+s+a+2.5-l56 = 2+22+8+11+2.5-6=39.5 mm七鍵的選擇計(jì)算及說明結(jié)果鍵的類型主要根據(jù)扭矩的大小、零件的對中要求以及其它工作要求和裝配要求確定。減速器中軸上零件與軸多采用平鍵聯(lián)接。因此在此也采用了平鍵聯(lián)接。高速軸上裝有大帶

26、輪，直徑為30-38mm,查表得鍵的公稱尺寸為：10*8低速軸上裝有大齒輪，直徑為44-50mm,查表得鍵的公稱尺寸為：14*9鍵1用鍵2用八 減速器的潤滑說明與計(jì)算結(jié) 果7.1 潤滑的選擇確定7.1.1潤滑方式 1.齒輪V=2.212 m/s 應(yīng)用噴油潤滑，但考慮成本及需要，選用浸油潤滑。 2.軸承選用脂潤滑。7.2密封形式 1.箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法 2.觀察孔和油孔等處接合面的密封在觀察孔或螺塞與機(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封 3.軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對應(yīng)的軸承外部 軸的外伸端與透蓋的間隙，由于V<3（m/s），故選用半粗羊毛

27、氈加以密封4.軸承靠近機(jī)體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M(jìn)入軸承內(nèi)部減速器的潤滑1、齒輪的潤滑本減速器采用的是浸油潤滑。齒輪的浸油深度既不能太深，也不能太淺。浸油太深，攪油損失太大，將降低傳動效率；浸油太淺則潤滑不充分。九減速器箱體尺寸的設(shè)計(jì)名 稱符 號數(shù) 值中心距180箱坐壁厚10箱蓋壁厚10箱坐凸緣厚度15箱蓋凸緣厚度15 箱坐底凸緣厚度24箱座肋厚8.5箱蓋肋厚8.5軸承旁凸臺高度20軸承旁凸臺半徑14箱體外壁至軸承坐端面距離48地腳螺釘直徑20地腳螺釘數(shù)量6軸承旁螺栓直徑14凸緣聯(lián)接螺栓直徑10檢查孔螺釘直徑10定位銷直徑8設(shè)計(jì)小結(jié) 這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的一級圓柱齒輪減速器的課程設(shè)

28、計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過程的實(shí)踐活動，對于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。通過12天的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使我對機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識.為我們以后的工作打下了很好的基礎(chǔ)。 作為一名機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化大三的學(xué)生，我覺得能做這樣的課程設(shè)計(jì)是十分有意義。在已度過的一年大學(xué)生活里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎(chǔ)課。我們在課堂上把握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面，如何往面對現(xiàn)實(shí)中的各種機(jī)械設(shè)計(jì)？如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識用到實(shí)踐中往呢？我想做類似的大作業(yè)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺。 這次的課程設(shè)計(jì),對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想、訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)和解決工程實(shí)際問題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識等方面有重要的作用。 本次設(shè)計(jì)得到了于老師的細(xì)心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助。設(shè)計(jì)中還存在不少錯誤和缺點(diǎn)，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計(jì)習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計(jì)實(shí)踐操作能力。參考文獻(xiàn)【1】 楊可楨，程光蘊(yùn)，李仲生，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）?！?】 陳立德。機(jī)械設(shè)