機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器說(shuō)明書(shū)

1、目 錄l 設(shè)計(jì)任務(wù).2 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算.3 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算.4 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.5 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算.6 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.7 減速器高速軸的校核.8 減速器高速軸滾動(dòng)軸承的選擇及其壽命計(jì)算.9 高速鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算.10 聯(lián)軸器的選擇.11 潤(rùn)滑與密封.12 參考文獻(xiàn).13 設(shè)計(jì)體會(huì). .一 設(shè)計(jì)任務(wù)1總體布置簡(jiǎn)圖 1電動(dòng)機(jī)；2皮帶；3齒輪減速器；4帶式運(yùn)輸機(jī)；5鼓輪；6聯(lián)軸器2 工作情況：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)原始數(shù)據(jù)鼓輪的扭矩TNm：鼓輪的直徑Dmm：400運(yùn)輸帶速度Vm/s：帶速允許偏差：5使用年限年：10工作制度班/日：24 設(shè)計(jì)內(nèi)容電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算；斜齒輪傳動(dòng)

2、設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承的選擇鍵和連軸器的選擇與校核；裝配圖、零件圖的繪制設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)5設(shè)計(jì)任務(wù)減速器總裝配圖一張齒輪、軸零件圖各一張?jiān)O(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份6 設(shè)計(jì)進(jìn)度第一階段：總體計(jì)算和傳動(dòng)件參數(shù)計(jì)算第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計(jì)第三階段：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)二、電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算如圖2-1所示的膠帶運(yùn)輸帶的有效拉力F=6500N，工作速度v=m/s,傳動(dòng)滾動(dòng)直徑D=400mm,載荷平穩(wěn)，電源為三相交流，空載啟動(dòng)，室內(nèi)工作有粉塵,使用期限10年。帶速允許誤差大于-5%且小于5%,試選擇電動(dòng)機(jī)。圖2-1按工作要求及工作條件選用三相異步

3、電動(dòng)機(jī),封閉自扇冷式結(jié)構(gòu),電壓為380V,Y系列。 2.選擇電動(dòng)機(jī)功率卷筒所需的有效功率：= kw傳動(dòng)裝置的總效率： V帶傳動(dòng)的效率 帶5閉式齒輪的傳動(dòng)效率 齒輪7一對(duì)滾動(dòng)軸承的效率 軸承8聯(lián)軸器的效率 聯(lián)軸器傳動(dòng)滾筒效率 滾筒=0.96傳動(dòng)總效率582所需電動(dòng)機(jī)功率 =kw由表9-39指導(dǎo)書(shū)209頁(yè)可選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)Y180L-6型，額定功率P0 =15kw或選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)Y160L-4型，額定功率P0 =15kw,均滿足P0 Pr。3.選取電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速滾筒轉(zhuǎn)速 =r/min根據(jù)滾筒所需的功率和轉(zhuǎn)速，可選擇功率為15KW，同步轉(zhuǎn)速分別為1500r/min和1000r/min

4、兩種型號(hào)的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及傳動(dòng)比方案號(hào)電機(jī)型號(hào)額定功率/KW同步轉(zhuǎn)速/r/min滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)總傳動(dòng)比1Y160L-415150014602Y180L-6151000970通過(guò)比擬決定選擇第2種方案，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y180L-6, 同步轉(zhuǎn)速為1000r/min，所選電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)和安裝尺寸如下表額定功率P0/kw15電動(dòng)機(jī)外伸軸直徑D/mm38滿載轉(zhuǎn)速n0r/min970電動(dòng)機(jī)外伸軸長(zhǎng)度E/mm80額定扭矩電動(dòng)機(jī)中心高H/mm132三、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1、分配傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)數(shù)n0=970r/min總傳動(dòng)比 i總 = n0/nw = 970/=取i帶 =2.5 那么減

5、速器的傳動(dòng)比 i齒輪= i總/i帶=/2.5=5.4162、各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算0軸：即電機(jī)軸P0=Pr=kwn0=970r/minT0=9550P0/n0=9550/970=軸：即減速器高速軸采用帶聯(lián)接傳動(dòng)比i帶 =2.5，帶傳動(dòng)效率帶=0.95， P1= P001= P0帶 =0.95=kwn1= n0/i 01=970/2.5=388r/minT1=9550P1/n1=9550/388=軸：即減速器的低速軸，一對(duì)滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)比效率為軸承8 閉式齒輪傳動(dòng)的效率為齒輪7那么127P=P12=0.95=kwn=n/i=388/5.r/minT=9550P/n=9550=軸：即傳動(dòng)滾筒軸

6、 軸承8 聯(lián)軸器=0.99 齒輪 23P=P23=kwn= n/i=/1r/minT3=9550P/n=9550=各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)軸序號(hào)功率P/kw轉(zhuǎn)速n/(r/min)轉(zhuǎn)矩T/Nm傳動(dòng)型式傳動(dòng)比效率0970V帶傳動(dòng)2.51388閉式齒輪傳動(dòng)5.41627彈性聯(lián)軸器3四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)算(1)確定設(shè)計(jì)功率PC , 載荷有輕度沖擊， 2班制， =書(shū)218PC=P=18kw(2)選取V帶的型號(hào) 根據(jù)PC和n0，因工作點(diǎn)處于B型區(qū)，應(yīng)選B型帶。課本圖13-15(3)確定帶輪基準(zhǔn)直徑、選擇小帶輪直徑由表10-4書(shū)P214頁(yè)確定=140mm驗(yàn)算帶速V書(shū)P211V=m/s在5m/s

7、25m/s之間，故符合要求。書(shū)P220確定從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑(書(shū)P211)=(1-)=140(1-0.02)=343mm按表10-5書(shū)215頁(yè)取從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為=355mm (4)確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld初定中心a書(shū)P220取初定中心距0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)a=1.8(+(140+355)=891mm確定帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld按式 L=2a+( +)+=2由表10-2書(shū)213頁(yè)取標(biāo)準(zhǔn)Ld =2500確定實(shí)際中心距=+=891+=855(5)驗(yàn)算包角180-=180-=1651200 符合要求(6)確定帶根數(shù)z根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n=970和小帶輪直徑140mm，由圖10-7

8、書(shū)P214頁(yè)查得 P=2.2kw ，再由表13-5書(shū)216頁(yè)得P=0.3 (i=2.5)由表13-7書(shū)P217頁(yè)查得 K由表13-2書(shū)P212頁(yè)查得KZ=0根取Z=3根 7、計(jì)算作用于軸上的載荷F單根V帶的初拉力：F0=500(-1)+q=500=N式中q由表10-1指導(dǎo)書(shū)140頁(yè)查得q=0.17Kg/m。F=2FZ=23=N8 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 帶速V30m/s 材料用灰鑄鐵 用HT150或HT200 300mm 用輪輻式9 帶輪輪槽尺寸由表4-2指導(dǎo)書(shū)224頁(yè)得 h=15mm,h=,e=19mm,f= Bd=14mm,=B=(z -1)e+2f=(3-1)19+211.5=61mm圖4-1 小

9、帶輪結(jié)構(gòu)圖圖4-2 大帶輪結(jié)構(gòu)圖五、齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算：材料精度等級(jí)齒輪減速器為一般機(jī)械，小齒輪材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理， 小齒輪45調(diào)質(zhì),=650MPa,=360Mpa，硬度217255HB； 大齒輪45正火, =580MPa, =290MPa,硬度162217HB。齒輪精度等級(jí)為8級(jí).計(jì)算循環(huán)次數(shù)NN=60nj=603881(1036516)=1360000000工作十年，兩班制N=10由表11-5P171頁(yè)取載荷系數(shù)S由圖11-1書(shū)166頁(yè)查得 =600Mpa ， =380MPa計(jì)算許用接觸應(yīng)力= =600Mpa= =380Mpa因 計(jì)算中取=380MPa小輪輪距 TT1010=270000

10、Nm由表11-3P169取得K=1.8，由表11-6P175取得=0.8，由表11-4P171取得Za =mm取中心距a=mm 取小輪齒數(shù)=21那么大齒輪數(shù)=114所以計(jì)算得到=5.428-5.416/5.416=0.18%在正負(fù)5%之間，故合理。模數(shù)m=/齒寬b=m=m=741mm388/60對(duì)照表11-2P168可知，選用8級(jí)精度是適宜的。3驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度按電機(jī)驅(qū)動(dòng)載荷輕度沖擊由表11-3得k由圖11-2b指導(dǎo)書(shū)177頁(yè)按8級(jí)精度和vZ25/100=3 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度=360MPa=240MPa=MPa2m/s所以滾動(dòng)軸承采用油潤(rùn)滑高速軸密封處的圓周速度V由于V2m/s，所以采

11、用氈圈密封。低速軸密封處的圓周速度V由于V 計(jì)算軸承A的壽命PA= 預(yù)期壽命滿足要求大帶輪裝在高速軸軸端，需用鍵進(jìn)行周向定位和傳遞轉(zhuǎn)矩。由前面設(shè)計(jì)計(jì)算得知：V帶帶輪材料為鋼 ，軸的材料為45鋼，V帶與軸的配合直徑為35mm，V帶輪轂長(zhǎng)為70mm，傳遞轉(zhuǎn)矩T=Nm1.選擇鍵的材料、類型和尺寸。a.鍵的材料選用45鋼，b.選擇最常用的A型普通平鍵，因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)中性好，裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)。c.鍵的截面尺寸由鍵所在軸段的直徑 d=35mm由標(biāo)準(zhǔn)中選定，鍵的長(zhǎng)度由輪轂長(zhǎng)確定，查表得bh=8*7,L=65mm.2.鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算普通平鍵的主要失效形式是鍵，軸和輪轂三個(gè)零件中較弱零件的壓潰。由于帶輪

12、材料是鋼，許用擠壓應(yīng)力由表9-7指導(dǎo)書(shū)135頁(yè)查得=100MPa。鍵的計(jì)算長(zhǎng)度l=L-b=65-8=57mm =100Mpa平安十 聯(lián)軸器的選擇在減速器低速軸與工作機(jī)之間需采用聯(lián)軸器聯(lián)接。由于工作機(jī)和減速器之間可能產(chǎn)生一定的徑向位移和角位移。應(yīng)選用彈性柱銷聯(lián)軸器。由式Tc=Nm n=7r/min由表2-14-1(課設(shè)指導(dǎo)書(shū)114頁(yè)) LH4聯(lián)軸器4084 GB/T50142003其公稱轉(zhuǎn)矩 Tn=1250 Nm Nm，許用轉(zhuǎn)矩n=2800r/min7r/min 十一 減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參照參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)?修訂版 鄂中凱，王金等主編 東北工學(xué)院出版社 1992年第19頁(yè)表1.5-1可

13、計(jì)算得，箱體的結(jié)構(gòu)尺寸如表8.1： 減速器箱體采用HT200鑄造，必須進(jìn)行去應(yīng)力處理。設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì) 算 公 式計(jì)算結(jié)果箱座壁厚度=56mm取=8mm箱蓋壁厚度18=6.4608取1=8mm機(jī)座凸緣厚度b8=12mmb=12mm機(jī)蓋凸緣厚度b1b118=12mmb1=12mm箱底座凸緣厚度P8=20mmP=20mm地腳螺釘直徑和數(shù)目Df=16mm n=4Df=16mm n=4 通氣孔直徑Df=20mmDf=20mm地腳沉頭座直徑D0D0=45mmD0=45mm底座凸緣尺寸C1min=25mm C1min=25mm C2min=23mmC2min=23mm軸承旁連接螺栓直徑d1d1= 12mmd1=

14、12mm定位銷直徑d =()d =7mm箱座蓋連接螺栓直徑d 2 =(0.50.6)16=8mmd 2 =8mm大齒輪頂園與箱內(nèi)壁距離8mm=10mm上下箱連接螺栓通孔直徑d28 1015mm=10mm軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目n,d3n=4, d3=8mmn=4d3=8mm檢查孔蓋螺釘直徑d4d4=0.316=4.8mmd4=6mm軸承端蓋外徑D1D1=(55.5) 7+62=取D1=100mm凸緣箱體外壁至軸承座端面距離KK= C1+ C2+(58)=32mmK=32mm機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1,mm11=mm=mmm1=7mm, m=7mm十二 潤(rùn)滑與密封1減速器齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑方式和潤(rùn)滑油的選擇a.減速器齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑方式:油潤(rùn)滑；b.潤(rùn)滑油的選擇：工業(yè)