課程設(shè)計(jì)---同軸式二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器#甲類精制

1、目錄一、傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明3二、電動(dòng)機(jī)選擇3三、計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比5四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)6五、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算8六、齒輪減速器設(shè)計(jì)11七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算15八、軸的校核17九、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算20十、鍵聯(lián)接的選擇22十一、鑄件減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算表及附件選擇22十二、聯(lián)軸器的選擇23十三、潤(rùn)滑方式的確定24十四、設(shè)計(jì)小結(jié)24十五、參考資料24課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的同軸式二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器（見(jiàn) 圖1）。設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括：傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)；傳動(dòng)零件、軸、軸承、聯(lián)軸器等的設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇；減速器裝配圖和零件工作圖設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書的編寫。圖1 參

2、考傳動(dòng)方案課程設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù)已知條件： 1運(yùn)輸工作扭矩： T=725Nm 2運(yùn)輸帶工作速度： v=0.8m/s 3卷筒直徑： D=350mm 4使用壽命： 10年； 5工作情況：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)。運(yùn)輸帶允許的速度誤差為5% 甲類優(yōu)選#設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果一、傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明傳動(dòng)方案給定為三級(jí)減速器（包含帶輪減速和兩級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)減速），說(shuō)明如下：為了估計(jì)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比范圍，以便選擇合適的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和擬定傳動(dòng)方案，可先由已知條件計(jì)算其驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速，即一般常選用同步轉(zhuǎn)速為或的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，根據(jù)總傳動(dòng)比數(shù)值，可采用任務(wù)書所提供的傳動(dòng)方案就是以帶輪傳動(dòng)加二級(jí)圓柱直齒輪傳動(dòng)。

3、二、電動(dòng)機(jī)選擇1電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y132S-4系列三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)。2電動(dòng)機(jī)容量1、卷筒軸的輸出功率 2、 電動(dòng)機(jī)輸出功率d 傳動(dòng)裝置的總效率 式中聯(lián)軸器效率； 軸承傳動(dòng)效率（球軸承）； 齒輪的傳動(dòng)效率，齒輪精度8級(jí)；卷筒的傳動(dòng)效率；則故3、電動(dòng)機(jī)額定功率選取電動(dòng)機(jī)額定功率4、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速查有關(guān)手冊(cè)，取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比范圍，二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比，則總傳動(dòng)比合理范圍為，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍：6988.8r/min根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出一種使用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，此種傳動(dòng)比方案如下表： 電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比Y132S45

4、.5同步滿載總傳動(dòng)比V帶減速器1500144032.972.53.633.63三、計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比1）總傳動(dòng)比2）分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比： 式中，分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。 為使V帶外廓尺寸不致過(guò)大，初步?。▽?shí)際的傳動(dòng)比要在V帶設(shè)計(jì)時(shí)，由選定大小帶輪標(biāo)準(zhǔn)直徑之比計(jì)算），則減速器的傳動(dòng)比： 3） 分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比。按同軸式布置，則四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1、各軸轉(zhuǎn)速減速器傳動(dòng)裝置各軸從高速軸至低速軸依次編號(hào)為：軸、軸、軸。各軸轉(zhuǎn)速為電動(dòng)機(jī)軸：軸： 軸： 軸： IV軸： 卷筒軸： 2、各軸輸入功率電機(jī)軸：軸：軸：軸：IV軸：卷筒軸：3、各軸輸入轉(zhuǎn)矩T(Nm)電動(dòng)機(jī)輸

5、出轉(zhuǎn)矩：軸輸入轉(zhuǎn)矩：軸輸入轉(zhuǎn)矩：軸輸入轉(zhuǎn)矩：IV軸輸入轉(zhuǎn)矩： 卷筒軸輸入轉(zhuǎn)矩： 將計(jì)算結(jié)果匯總列表備用。軸名功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比效率電機(jī)軸5.536.4614402.50.96I軸5.2887.5457610.99II軸5.2386.715763.630.96III軸5.02302.12128.683.630.96IV軸4.821053.1043.71卷筒軸4.721031.2543.7110.96五、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)的主要參數(shù)：已知帶傳動(dòng)的工作條件：兩班制（共16h），連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，所需傳遞的額定功率p=5.5kw小帶輪轉(zhuǎn)速 大帶輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括選擇帶的型號(hào)、確

6、定基準(zhǔn)長(zhǎng)度、根數(shù)、中心距、帶的材料、基準(zhǔn)直徑以及結(jié)構(gòu)尺寸、初拉力和壓軸力等等（因?yàn)橹耙呀?jīng)按選擇了V帶傳動(dòng)，所以帶的設(shè)計(jì)按V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行）1）、計(jì)算功率： =2)、選擇V帶型 根據(jù)、由機(jī)械設(shè)計(jì)選擇普通B型帶。3）、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速v（1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑，取小帶輪基準(zhǔn)直徑（2）驗(yàn)算帶速v 因?yàn)?m/s10.55m/s30m/s,帶輪符合推薦范圍（3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 ，初定=355mm（4）確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 a、 0.7 取 初定中心距=700mm b、由式8-22計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 =2+=2700+ 2193.66由表選基準(zhǔn)長(zhǎng)度=2240 mmC、計(jì)

7、算實(shí)際中心距a+( -)/2700+(2240-2193.66)/2=723.17 mm（5）驗(yàn)算小帶輪包角 180-（-）/a57.3180-（355-140）/723.1757.3 163120包角滿足條件（6）計(jì)算帶的根數(shù)單根V帶所能傳達(dá)的功率 根據(jù)=1440r/min 和=140mm 用插值法求得=2.81kw單根v帶的傳遞功率的增量 已知B帶，小帶輪轉(zhuǎn)速=1440 r/min 得=0.46kw計(jì)算B帶的根數(shù)包角修正系數(shù)=0.95帶長(zhǎng)修正系數(shù)=1.00=(+)=(2.81+0.46) 0.951.00=3.1065KWZ= =6.6/3.1065=2.124 故取3根.（7）計(jì)算單根V

8、帶的初拉力和最小值（8）計(jì)算帶傳動(dòng)的壓軸力=2Zsin(/2)=1120.52N（9）帶輪的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)A.帶輪的材料為:HT200B. B帶輪的結(jié)構(gòu)形式為:腹板式. C結(jié)構(gòu)圖 （略）六、齒輪減速器設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)選定兩組相同的齒輪作為兩級(jí)減速，并校核第二級(jí)齒輪。（1）選擇材料小齒輪材料選用40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，長(zhǎng)時(shí)間氣體或液體氮化，齒面硬度241286HBS。大齒輪材料選用45，調(diào)質(zhì)處理，長(zhǎng)時(shí)間氣體或液體氮化，齒面硬度217255HBS。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N查有關(guān)材料得： （允許有一定點(diǎn)蝕）查有關(guān)材料得：取取取按齒面硬度和查有關(guān)材料得：；計(jì)算許用接觸應(yīng)力因 計(jì)算中取ZN接觸疲勞強(qiáng)度的壽命系數(shù)，其值可根

9、據(jù)所設(shè)計(jì)齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60nkth（n為齒輪轉(zhuǎn)速，k為齒輪每轉(zhuǎn)一周同側(cè)齒面嚙合的次數(shù)，th為齒輪設(shè)計(jì)的工作小時(shí)數(shù)），由接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)ZN查取。ZW工作硬化系數(shù)；考慮軟（大齒輪）硬（小齒輪）齒面組合傳動(dòng)過(guò)程中，小齒輪對(duì)大齒輪齒面產(chǎn)生冷作硬化，使大齒輪的許用接觸應(yīng)力得以提高，故引進(jìn)該系數(shù)。其值可按下式計(jì)算：Zw=1.2-(HB-130HBS)/1700HBS式中HB為大齒輪齒面的布氏硬度值；當(dāng)HB130HBS時(shí)，取ZW=1.2；當(dāng)HB470HBS時(shí)，取ZW=1；ZX接觸疲勞強(qiáng)度的尺寸系數(shù)，考慮尺寸增大使材料強(qiáng)度降低的系數(shù),其值由圖查?。籞LVR潤(rùn)滑油油膜影響系數(shù)（2）按齒面接觸強(qiáng)度確

10、定中心距小齒輪扭矩 初取查相關(guān)資料得,減速傳動(dòng),u=i=3.63取=0.4取中心距a=160mm估算模數(shù)(0.0070.02)=1.123.2，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)=2mm小齒輪數(shù) =34.56 34.56=125.5取=35 =127實(shí)際傳動(dòng)比=3.729，傳動(dòng)比誤差0.05%2%在允許范圍內(nèi)。齒輪分度圓直徑mmmm齒頂圓直徑圓周速度 查相關(guān)資料 取齒輪精度為9級(jí)（3）驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度按電機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，查相關(guān)資料取。查相關(guān)資料，按9級(jí)精度和齒寬 b=查相關(guān)資料，按考慮軸的剛度較大和齒輪相對(duì)軸承的非對(duì)稱布置， 得 查相關(guān)資料，得載荷系數(shù)，K=1.30端面齒頂壓力角由式計(jì)算 計(jì)算齒面接觸應(yīng)力 (4

11、)驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由,查相關(guān)資料得；m=25mm, 取計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力由式計(jì)算，由式計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力（2）齒輪主要幾何參數(shù)七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算一、高速軸軸設(shè)計(jì)1、軸的材料取與高速級(jí)小齒輪材料相同，45，調(diào)質(zhì)處理，取2、初算軸的最小直徑首先確定個(gè)段直徑A段：有鍵槽，則軸應(yīng)放大，取，由于與聯(lián)軸器配合，根據(jù)所選聯(lián)軸器為彈性柱銷聯(lián)軸器LX2，查表 取 B段：=34，（取軸肩高）C段：=40，與軸承（深溝球軸承6208）配合，取軸承內(nèi)徑D段：=45，（取R20系列）E段：=51，（取軸肩高）F段， =40, 與軸承（深溝球軸承6208）配合，取軸承內(nèi)徑3、確定各段軸的長(zhǎng)度A段：=62,由聯(lián)軸器確定。B段

12、：=50，考慮軸承端蓋取42C段：=38, 與軸承（深溝球軸承6208）配合,加上軸套長(zhǎng)度D段：=70mm, 由小齒輪寬度確定E段： F段：與軸承（深溝球軸承6208）配合根據(jù)以上方法可以分別確定剩下的兩個(gè)軸的尺寸二、軸L1=33 , L2=61, L3=8 ,L4=49 ,L5=7，L6=70，L7=43(在實(shí)際圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)F段較粗必須做成齒輪軸，實(shí)際中E段軸肩沒(méi)有)三、IV軸 L1=18 , L2=5 , L3=5 ,L4=61 ,L5=38, L6=63, L7=112八、軸的校核 通過(guò)分析，軸受力最復(fù)雜，較危險(xiǎn)。一、軸受力分析：軸：大齒輪處：圓周力：徑向力：小齒輪處：圓周力：徑向力：

13、二、.軸的校核：選軸校核。1、水平面：軸受力圖如下：水平支承反力： 則有：水平受力和彎矩圖（單位）：垂直受力：彎矩圖：合成彎矩圖：轉(zhuǎn)矩圖：當(dāng)量彎矩：由于扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力取則： 查表得：45號(hào)鋼 查表得: （插入法）則: 故軸的強(qiáng)度足夠。 八、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算軸承壽命校核：選用軸承：II軸： 深溝球軸承 6208 III軸：深溝球軸承 6008 IV軸：深溝球軸承 6013（1）對(duì)軸承6208校核：查手冊(cè) 基本額定動(dòng)載荷： ， L=31年滿足使用要求。（2）對(duì)軸承 6008校核。查手冊(cè) 基本額定動(dòng)載荷： L=12年 滿足使用要求。(3) ）對(duì)軸承 6013校核。查手冊(cè) 基本額定動(dòng)載

14、荷： L=11年 滿足使用要求九、鍵聯(lián)接的選擇與聯(lián)軸器LT8連接的鍵d55mm選用A型普通鍵bh=1610長(zhǎng)度L=112mm與軸大齒輪連接的鍵 選用A型普通鍵bh=149長(zhǎng)度L=50mm與IV軸大齒輪連接的鍵 選用A型普通鍵bh=2012長(zhǎng)度L=56mm十、鑄件減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算表及附件選擇鑄件減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算表減速器機(jī)體是用以支持和固定軸系零件并保證傳動(dòng)件的嚙合精度和良好的潤(rùn)滑及軸系可靠密封的重要零件。本設(shè)計(jì)減速器機(jī)體采用鑄造機(jī)體，由鑄鐵HT150制成，鑄鐵具有較好的吸振性，容易切削且承壓性能好。減速器機(jī)體才喲個(gè)割分式結(jié)構(gòu)，其剖分面與傳動(dòng)件平面重合。 查有關(guān)手冊(cè)，鑄鐵減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)

15、尺寸名稱計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果機(jī)座壁厚機(jī)蓋壁厚機(jī)座凸緣厚度機(jī)蓋凸緣厚度機(jī)座底凸緣厚度地腳螺釘直徑軸承旁聯(lián)接螺栓直徑機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑0.6）軸承端蓋螺釘直徑0.5）窺視孔蓋螺釘直徑0.4）至外機(jī)壁距離查手冊(cè)至凸緣邊緣距離查手冊(cè)軸承旁凸臺(tái)半徑查手冊(cè)凸臺(tái)高度h便于扳手操作為準(zhǔn)外機(jī)壁距軸承座端面距離（510）大齒輪頂緣與內(nèi)機(jī)壁距離齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離機(jī)蓋、機(jī)座肋厚軸承端蓋外徑 （55.5）軸承旁聯(lián)接螺栓距離十一、聯(lián)軸器的選擇查手冊(cè)，減速器輸入端聯(lián)軸器選用型號(hào)LX2彈性柱銷聯(lián)軸器，輸出端選用LT8彈性柱銷聯(lián)軸器。十二、潤(rùn)滑方式的確定因傳動(dòng)裝置為輕型傳動(dòng)，且傳速較低，故軸承采用脂潤(rùn)滑，齒輪采用浸油潤(rùn)滑。十三、設(shè)計(jì)小結(jié)通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，將所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)理論知識(shí)和理論力學(xué)理論知識(shí)，并在實(shí)踐中對(duì)所學(xué)加以鞏固，將機(jī)械設(shè)計(jì)的很多知識(shí)得到了利用，同時(shí)熟練掌握了查手冊(cè)和表格和計(jì)算相關(guān)的問(wèn)題，尤其在手工繪圖能力上有了很大的提高，同時(shí)也考驗(yàn)?zāi)托暮鸵懔?。在繪圖和計(jì)算中遇到了很多問(wèn)題，于是自己上圖書館查閱資料和問(wèn)老師，特別感謝老師的細(xì)心指導(dǎo)，從中獲得了很多的知識(shí)和一些制圖技巧。十四、參考資料1、機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）濮良貴