單級(jí)圓柱齒輪減速器 設(shè)計(jì)書

1 單級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)書 課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置 1 已知條件：運(yùn)輸帶工作拉力 F = 3200 N。 運(yùn)輸帶工作速度 v= 2 m/s 滾筒直徑 D = 375 作情況 兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)。，室內(nèi)，工作，水分和灰度正常狀態(tài)，環(huán)境最高溫度 35 。要求齒輪使用壽命十年 。 一、 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 一、 傳動(dòng)方案 1） 外傳動(dòng)用 v 帶傳動(dòng) 2） 減速器為單級(jí)圓柱齒輪齒輪減速器 3） 方案如圖所示 二、 該 方案的優(yōu)缺點(diǎn)： 該工作機(jī)有輕微振動(dòng)，由于 V 帶有緩沖吸振能力，采用 V 帶傳動(dòng)能減小振動(dòng)帶來(lái)的影響，并且該工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大，可以采用 且價(jià)格便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了成本。減速器部分單級(jí)漸開(kāi)線圓柱齒輪減速器。軸承相對(duì)于齒輪對(duì)稱，要求軸具有較大的剛度。原動(dòng)機(jī)部分為 步電動(dòng)機(jī)。 總體來(lái)講，該傳動(dòng)方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、成本低傳動(dòng)效率高。 計(jì)算 與說(shuō)明 2 （一）電機(jī)的選擇 工作機(jī)所需要的功率 F v=6400w =6.4 kw m i n. 傳動(dòng)裝置總效率： 總 = 帶輪 齒輪 軸承 軸承 聯(lián)軸器 =機(jī)輸出功率 P = 總 = 以取電機(jī)功率 P =術(shù)數(shù)據(jù)： 額定功率 7.5 滿載轉(zhuǎn)速 970 R/定轉(zhuǎn)矩 2.0 nm 最大轉(zhuǎn)矩 2.0 nm 選用 外形查表 19程設(shè)計(jì)書 A:254 B:210 C:108 D:42 E:110 F:12 G:37 H:160 K:15 30 2 55 85 70 L:600 二、 V 帶設(shè)計(jì) 總傳動(dòng)比 19 7 0 ni n 齒輪傳動(dòng)比 外傳動(dòng)帶選為 由表 12得 a P = 以 選用 帶 設(shè)小輪直徑 25 H a 1111 6100060 125970100060 大帶輪直徑 d2=125=以取 00 所以 i1=d2/以大帶輪轉(zhuǎn)速 n2=n1/03(R/確定中心距 0 d1+ a 2（ d1+ a 1050 所以初選中心距 00 3 2)()(22221210a =1861 查表 12 2000 中心距 La d 0 中心距調(diào)整范圍 a+29.5 a 帶輪包角 1 2 0 121 確定 V 帶根數(shù) Z 參考 12取 表 12得 查表得 12得包角系數(shù) K 由表 12210)查得長(zhǎng)度系數(shù) 算 V 帶根數(shù) Z，由式（ 5設(shè)） ( 00 Z=5 根 計(jì)算單根 V 帶初拉力 式（ 12設(shè)。 )(00 20 由式 12設(shè)） q=算對(duì)軸的壓力 式（ 12設(shè)）得 F Q 2 4 9 621 6 0s i 8522s i 0 小帶輪基準(zhǔn)直徑 25 用實(shí)心式結(jié)構(gòu)。大帶輪基準(zhǔn)直徑 400 用孔板式結(jié)構(gòu)。 三、 各齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇，因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材 4 料按表 7取，都采用 45 號(hào)鋼，鍛選項(xiàng)毛坯，大齒輪、正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。齒輪精度用 8 級(jí)，輪齒表面精糙度為 齒面閉式傳動(dòng)，失效形式為占蝕，考慮傳動(dòng)平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取 1 ，則 1 3=93 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，按齒根疲勞強(qiáng)度校核。 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（ R/ 70/03 R/ n1/03/3=101 R/ 計(jì)算各軸的功率（ 帶輪 =2= 軸承 齒輪 =遞扭矩（ N 610 P1/ 610 03 = 510 載荷系數(shù) k 由表（ 10 因載荷平穩(wěn)取 k=寬系數(shù) a 輕型減速器 a=用接觸應(yīng)力 H 由圖 10c） 00 60較小值代入 安全系數(shù)由表（ 10設(shè)）查的 H=600 = H=560 齒面解除疲勞強(qiáng)度計(jì)算式（ 10設(shè)） 5 a=(u+1) 定齒輪參數(shù)及重要尺寸 圓整中心距 取 a=180數(shù) m=2a/(z1+ 由表（ 10 取 m=3 齒輪分度圓直徑 93 79核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 確定有關(guān)參數(shù) 由上可知 K=25N.m b= a a=180=54 圓整后取 5 0 許用彎曲應(yīng)力 F由圖 10c）得 =210 180全系數(shù)由表 10 圖 10 計(jì)算齒輪的圓周速度 V V= 0 1000=s V 6m/s 所以 8級(jí)精度合適 6 四、 軸的設(shè)計(jì) 1 選擇軸的材料及熱處理 由于減速器傳遞的功率不大，對(duì)其重量和尺寸也無(wú)特殊要求故選擇常用材料 45 鋼 ,調(diào)質(zhì)處理。 由表 16設(shè)） 強(qiáng)度極限 b=650 屈服極限 s=360 彎曲疲勞極限 300 由表 16設(shè)） 可知 118 c 107 取 c=118 從動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 1 按扭矩初估軸的直徑 單級(jí)齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接，從結(jié)構(gòu)要求考慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為： d d=50 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式。 1）、聯(lián)軸器的選擇 已知從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩 T=由表 19設(shè)）查得運(yùn)輸機(jī)的工作情況系數(shù) 7 故 A T=975 N m 由表 18設(shè)）選用彈性柱銷聯(lián)軸器， 材料為鐵 許用轉(zhuǎn)速為 2800r/允許軸孔直徑 D 取4056 滿足要求 2）軸承選擇 初選用 6212 深溝球軸承 技術(shù)數(shù)據(jù) 基本尺寸 : d=60 D=110 B=22 安裝尺寸 : 9 01 3) 各軸段直徑的確定 （ 1） 用于安裝聯(lián)軸器 0 （ 2） 用于聯(lián)軸器的軸間定位 5 （ 3） 軸承的安裝 0 （ 4） 安裝齒輪 5 （ 5） 齒輪的軸肩定位 0 （ 6） 用于軸承的軸肩定位 5 （ 7） 安裝軸承 0 4) 各軸段長(zhǎng)度的確定 （ 1）查表 18設(shè) )得 4 （ 2）考慮軸承端蓋 0 （ 3）考慮軸承取套筒為 29 3 （ 4）齒輪齒寬為 55 3 （ 5）軸肩 0 8 （ 6）保持兩軸承對(duì)稱 0 （ 7）考慮軸承寬度 6 5） 按彎曲復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 齒輪上作用力的計(jì)算 齒輪所受的轉(zhuǎn)矩： T=610 P/n=6. 5 510 N 50N m 齒輪作用力：圓周力： T/d=向力： 輪分度圓直徑 d=279為兩軸承對(duì)稱，所以 4 （ 1） 繪制剪力圖 a (2)繪制垂直面彎矩圖 b 和水平面彎矩圖 c 軸承支座反力 r/2= 由兩邊對(duì)稱知，截面 C 的玩具也對(duì)稱，截面 =面 C 在水平面最大彎矩為 =3)繪制復(fù)合彎矩圖 d 最大彎矩為 1862221 m （ 4）繪制當(dāng)量彎矩圖 e 2 69)( 22 N m （ 5）繪制扭矩圖 f 9 T=6)校核危險(xiǎn)截面 C 的強(qiáng)度 e=269/ e 所以 ( )計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 1= 2= 3)計(jì)算軸承壽命 1= =3 由表 18設(shè)） 查得 由表 18設(shè)） 查得 式 18設(shè)） 06/60n( =81255h 預(yù)期壽命足夠，此軸承合格 2鍵的校核： 鍵 1 18 11 L=50 15 鍵 2 16 10 L=50 鍵 3 14 8 L=80 查表 14設(shè)）得 p=120 p=4T/得 510 /60 11 (501032m/s，所以采用飛濺潤(rùn)滑方式 六、 主要尺寸及數(shù)據(jù) 箱體尺寸 底座壁厚 = 取 =蓋壁厚 1=座上部凸緣厚度 蓋凸緣厚度 =座下部凸緣厚度 腳螺栓直徑 16 16 地腳螺栓數(shù)目 n=6 底座與箱蓋連接螺栓直徑 8 軸承蓋螺栓直徑 8 軸承座聯(lián)接螺栓直徑 12 螺栓間距 L=150 定位鞘直徑 d=6 地腳螺栓孔凸緣配置尺寸 5 5 凸緣螺栓孔配置直徑 5 3 軸承旁凸臺(tái)半徑 3 凸臺(tái)高度根據(jù)低速螺栓軸承 座外半徑確定 外箱壁至軸承端面距離 0 大齒輪圓與內(nèi)箱壁距離 1=9 齒輪斷面與內(nèi)箱壁的距離 2=20 底座深度 H=0=170 齒輪結(jié)構(gòu)尺寸 （ =1 C = 主動(dòng)齒輪 從動(dòng)齒輪 齒數(shù) z 31 93 模數(shù) m 3 3 分度圓直徑 d= 93 279 齒頂高 ha=m 3 3 齒根高 + C ) 全高 h=ha+ 17 齒頂圓直徑 da=m(z+2 ) 99 285 齒根圓直徑 df=m( ) 度圓齒距 P= m 度圓齒寬 e=1/2 m 度圓齒厚 e=1/2 m 圓直徑 dn= 87 262 七、 設(shè)計(jì)小結(jié) 由于第一次設(shè)計(jì)，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，所以這次的設(shè)計(jì)存在許多缺點(diǎn)，比如說(shuō)箱體結(jié)構(gòu)龐大，重量也很大。齒輪的計(jì)算不夠精確，以及軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不及湊等缺陷，我相信，通過(guò)這次的實(shí)踐，能使我在以后的設(shè)計(jì)中避免很多不必要的工作，有能力設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)更緊湊，傳動(dòng)更穩(wěn)定精確的設(shè) 備。 參考