一級(jí)圓柱傳動(dòng)齒輪減速器畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目:一級(jí)圓柱齒輪減速器院系:電子信息工程學(xué)系專業(yè) :班級(jí) :學(xué)號(hào) :設(shè)計(jì)者:指導(dǎo)老師:成績(jī) :2015 年 6月目 錄緒論2一、初步設(shè)計(jì)31.設(shè)計(jì)任務(wù)書32.原始數(shù)據(jù)33.傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定3二、電動(dòng)機(jī)的選擇31.電動(dòng)機(jī)的容量選擇32.確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速43.電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選定4三、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)61.計(jì)算總傳動(dòng)比62.合理分配各級(jí)傳動(dòng)比63.各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩的計(jì)算6四、傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算71.帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) ( 普通V 帶)72.齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)9五、軸的設(shè)計(jì)與校核111.輸入軸最小直徑的設(shè)計(jì)和作用力計(jì)算112.輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核123.輸出軸

2、最小直徑的設(shè)計(jì)和作用力計(jì)算144.輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核14六、軸承、鍵、聯(lián)軸器的選擇與校核171.軸承的選擇與校核172.鍵的選擇計(jì)算與強(qiáng)度校核183.聯(lián)軸器的選擇18七、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19八、減速器的潤(rùn)滑與密封201.潤(rùn)滑的選擇與確定202.密封的選擇與確定20九、箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算21十、減速器附件的選擇與設(shè)計(jì)22總結(jié)23機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)一級(jí)齒輪減速器緒論本論文主要內(nèi)容是進(jìn)行一級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，在設(shè)計(jì)計(jì)算中運(yùn)用到了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制圖、工程力學(xué)、公差與互換性 等多門課程知識(shí)， 并運(yùn)用 AUTOCAD 軟件進(jìn)行繪圖， 因此是一個(gè)非常重要的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié), 也是一次全面的、規(guī)范的

3、實(shí)踐訓(xùn)練。通過這次訓(xùn)練，使我們?cè)诒姸喾矫娴玫搅隋憻捄团囵B(yǎng)。主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1）培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練了綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行分析和解決工程實(shí)際問題的能力， 鞏固、深化和擴(kuò)展了相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。2）通過對(duì)通用機(jī)械零件、常用機(jī)械傳動(dòng)或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)，使我們掌握了一般機(jī)械設(shè)計(jì)的程序和方法，樹立正確的工程設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。3）另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計(jì)算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的能力。4）加強(qiáng)了我們對(duì) Office 軟件中 Word功能的

4、認(rèn)識(shí)和運(yùn)用。2機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)一級(jí)齒輪減速器一、初步設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)課題：帶式運(yùn)輸機(jī)上的一級(jí)閉式圓柱齒輪減速器。設(shè)計(jì)說明： 1) 運(yùn)輸機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作負(fù)荷平穩(wěn)，空載起動(dòng)。運(yùn)輸機(jī)滾筒效率為 0.96，滾動(dòng)軸承（一對(duì)）效率 =0.98-0.99 。3)工作壽命 10 年，每年 300個(gè)工作日，每日工作16 小時(shí)（大修期3 年）。4)電力驅(qū)動(dòng)，三相交流電，電壓380/220V5)運(yùn)輸容許速度誤差為 5%。原始數(shù)據(jù)參數(shù)編號(hào)21運(yùn)輸帶拉力 F（ N）1850滾筒直徑 D （ mm）500運(yùn)輸帶速度 V（ m/s）2.00傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定DFV254231（一級(jí)展開式圓柱齒輪減速器帶式運(yùn)輸機(jī)的

5、傳動(dòng)示意圖）二、電動(dòng)機(jī)的選擇按照工作要求和條件，選用三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)，Y 系列，額定電壓380V 。電動(dòng)機(jī)的容量選擇電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為3機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)一級(jí)齒輪減速器PdPw kWa工作機(jī)所需工作功率為PwFv kW1000因此PdFvkW1000a由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為a312345式中：1、2 、3、 4、5 分別為帶傳動(dòng)、軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器和滾筒的傳動(dòng)效率。取10.96， 20.98 ( 滾子軸承 ) ，3 0.97 ( 齒輪精度8 級(jí)，不包括軸承效率) ，40.99 (齒輪聯(lián)軸器 )，5 0.96，則a0.960.9830.970.990.960.83所以PdFv

6、18502.004.5kW1000a10000.83確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速滾筒軸工作轉(zhuǎn)速為n601000v60 10002.0076.39r / minD5002 4 ，一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i3 612取 V 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i，則總傳動(dòng)比合理范圍為 ia6 24 ，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為ndia n(6 24)76.39458.34 1833.36r / min電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選定根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有三種傳動(dòng)比方案，如下表一：綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、傳動(dòng)比，可見第2 方案比較適合。因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M2-6 ，其主要性能如下表二：4機(jī)械

7、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)一級(jí)齒輪減速器表一：額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min電動(dòng)機(jī)方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)PedkW同步滿載重 量總傳動(dòng)比N轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速1Y132S-45.5150014406818.852Y132M2-65.510009608512.573Y160M2-85.57507201159.43表二：起動(dòng)轉(zhuǎn)起動(dòng)電流最大轉(zhuǎn)額定額定效功率矩矩重轉(zhuǎn)速功率電流率因數(shù)額定轉(zhuǎn)額定轉(zhuǎn)量型號(hào)額定電流矩矩kWAr/min%cos倍倍倍kgY132M2-65.512.696085.30.82.06.52.285電動(dòng)機(jī)主要外形和安裝尺寸列于下表：(mm)中心外形尺寸底腳安裝地腳螺栓孔軸伸裝鍵部位ACADADL尺寸直徑尺寸尺寸高

8、H(/ 2)ABKDEFGD13251534531521617812388010415機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)一級(jí)齒輪減速器三、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)由電動(dòng)機(jī)的型號(hào)Y132M2-6 ，滿載轉(zhuǎn)速nmr/ minD960計(jì)算總傳動(dòng)比總傳動(dòng)比FV54nm96022i a76.3912.57n2. 合理分配各級(jí)傳動(dòng)比由式3i a i0 i1式中 i0、i 分別為帶傳動(dòng)和減速器（齒輪）的傳動(dòng)比。為使 V 帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過大，初步取i 0 2.8 ，則減速器傳動(dòng)比為：ia12.57i4.49i 02.8各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩的計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速軸nm960342.86/ minn2.8ri0nnm9

9、6076.36 / min軸nri1i0 i14.492.8滾筒軸 n n76.36r / min各軸輸入功率軸PPd01Pd14.50.964.32kW軸12234.320.98 0.974.11kWPPP滾筒軸PPP4.110.980.993.992424kW（ 軸的輸出功率則分別為輸入功率乘軸承效率0.98.）各軸輸入轉(zhuǎn)矩6機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)一級(jí)齒輪減速器電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩Td9550 Pd95504.544.77N mnm960軸TTdi001Tdi0144.772.80.96 120.34Nm軸TTiTi120.344.490.980.97513.631223N m11滾筒軸24513

10、.630.98 0.99498.32mTTN（ 軸的輸出轉(zhuǎn)矩則分別為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩乘軸承效率 0.98.）運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)結(jié)果整理于下表：功率 P轉(zhuǎn)矩 T轉(zhuǎn)速 n傳動(dòng)比效率軸名kWN ?mr/mini輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸4.544.779602.8軸4.324.23120.34117.93342.86軸4.114.03513.63503.3676.364.49滾筒軸3.993.91498.32488.3576.361.00四、傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)( 普通 V 帶)P4.5,960 / min,i2.8;kW n1r工作壽命10 年,每年 300 個(gè)工作日，每日工作16 小時(shí)；單向運(yùn)轉(zhuǎn)

11、，工作負(fù)荷平穩(wěn)，空載起動(dòng)。確定計(jì)算功率Pc由教材P218，表 13-8查得工作情況系數(shù)K A1.2 ,則Pc K AP1.24.5 5.4kW選擇 V 帶型號(hào)根據(jù)5.4kW ，960 / min ，由教材P219，圖 13-15 選取 A 型。Pn1cr確定帶輪基準(zhǔn)直徑d1、d27機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)一級(jí)齒輪減速器由教材 P214，表 13-3，A 型 V 帶帶輪最小直徑dmin 75mm中A型帶推，又根據(jù)圖 13-15薦 1 的范圍及下表三，取1140，從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑d2id12.8 140392mm，ddmm由表三，基準(zhǔn)直徑系列取d2400mm。傳動(dòng)比 i n1d24002.86 ，傳動(dòng)比

12、誤差為n2d11402.862.82.8100%2.1%5% ，故允許。表三：普通 V 帶帶輪基準(zhǔn)直徑系列（摘自GB13575.192 ）驗(yàn)算帶的速度vd1n11409607.04 /s1000601000m60帶速在 5 25m/ s范圍內(nèi)，合適。確定中心距 a 和 V 帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld由0.7(d1d2 )a02( d1d2 )得3780.7(140400)a02(140400)1080則初取中心距a0420mm初算 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L02a0(d1d2 )(d2d1 ) 24a022 420(140400)( 400140) 21764.9724460mm查教材 P212，表 13-2，

13、對(duì) A 型帶選用 Ld1800mm8機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)一級(jí)齒輪減速器再計(jì)算實(shí)際中心距LdL04201800 1764.97a 460mma a0437.52mm22，取驗(yàn)算小帶輪上包角11180d2d157.318040014057.3147.61120 合適。a460確定 V 帶根數(shù)d1140，n1960 / min ，查教材 P214，表 13-3，A 型單根 V 帶所能傳遞的基本由P0kW00.36額定功率1.42,；查教材 P217，表 13-6，功率增量PkW；查表 13-7，包角修正系數(shù) K0.91；查 13-2，帶長(zhǎng)修正系數(shù)K L1.01zPcPc5.43.3取 z 4 根P0

14、P0P0K K L1.420.360.911.01確定初拉力 F0由表 13-1，得qkgm0.1/F0500Pc2.51qv25005.42.510.16.642185.13NzvK46.640.91確定作用在軸上的壓軸力FQFQ2zF0sin124185.13 sin 147.611422.23N22帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸由 Y132M2-6 電動(dòng)機(jī)知，其軸伸直徑d=38mm ，長(zhǎng)度 L=80mm 。故小帶輪軸孔直徑d038mm，轂長(zhǎng)應(yīng)小于80mm。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，表14.1-24 查得，小帶輪結(jié)構(gòu)為實(shí)心輪。大帶輪直徑 d2400mm350mm，選用輪輻式齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)選擇齒輪材料及確定許用應(yīng)力小齒

15、輪選用 45 號(hào)鋼 ( 調(diào)質(zhì)），齒面硬度為 197 286HBS；580,450MPa （表 11-1）。H lim 1MPaFE大齒輪選用 45 號(hào)鋼（正火），齒面硬度為 156 217HBS ,9機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)一級(jí)齒輪減速器H lim 2375FE320MPa （表 11-1）MPa，由教材P171，表 11-5，取 SH1.0 ， SF1.25H1H lim 1580580SH1.0MPaH 2H lim 2375375SH1.0MPaF 1FE1450360SF1.25MPaF 2FE2320256SF1.25MPa按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)查教材 P169, 表 11-3，取載荷系

16、數(shù)K1.1；查教材P175，表 11-6，寬度系數(shù)d 1.0 。小齒輪上的轉(zhuǎn)矩T16P64.2359.55109.55 101.28n1320.010 N mm查教材 P171，表 11-4，取 ZE162.0小齒輪分度圓直徑2KT1u1ZE ZH22 1.11.281052.82331 162 2.557.369mmd1u1.02.8580dH1齒數(shù)取 z1 26，則 z24.49261170.2%9.6mm ，D 4=76mm,D 5=96mm,D 6=98mm 。視孔和視孔蓋窺視孔用于檢查傳動(dòng)零件的嚙合、潤(rùn)滑及輪齒損壞情況，并兼作注油孔，可向減速器箱體內(nèi)注入潤(rùn)滑油。查手冊(cè)，據(jù)A=120m

17、m ， d4=8mm則 A 1=A+ （ 5 6） d4,取 A 1=160mm ， A 2=（ A+A 1） /2=140mm ； B1=箱體寬 -（15 20）=80mm ，則 B=B 1-（ 56） d4=40mm ， B2 =（ B+B 1） /2=60mm ；取 R=8mm ，h=4mm ， ? =4mm 。油標(biāo)用來指示箱內(nèi)油面的高度，應(yīng)設(shè)置在便于檢查和油面較穩(wěn)定處。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)油尺在減速器上安裝，采用螺紋連接。油尺上兩條刻線的位置，分別對(duì)應(yīng)最高和最低油面。據(jù)手冊(cè)，選擇d=M12 ， d1=4mm ， d2=12mm ，d3=6mm,h=28mm,a=10mm,b=6mm,c=

18、4mm,D=20mm,D1=16mm 。放油孔和螺塞為排了將減速器箱體內(nèi)污油排放干凈，應(yīng)在油池的最低位置處設(shè)置放油孔，放油孔應(yīng)安裝在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油。 平時(shí)放油孔用螺塞堵住，并配有封油墊圈。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，選擇d=M161.5系列。啟蓋螺釘為防止漏油，在箱座與箱蓋接合面處涂有密封用的水玻璃或密封膠，因而在拆卸時(shí)往往22機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)一級(jí)齒輪減速器因膠結(jié)緊密難于開蓋，旋動(dòng)啟箱螺釘可將箱蓋頂定位銷對(duì)由箱蓋和箱座通過聯(lián)接而組成的剖分式箱體，為保證其各部分在加工及裝配時(shí)能夠保持精 確位置，特別是為保證箱體軸承座孔的加工精度及安裝精度。定位銷直徑d=（ 0.7 0.8）d2， 故取 d=8mm 。軸承蓋螺釘軸承蓋螺釘，軸承蓋旁連接螺栓，箱體與箱蓋連接螺栓：用作