一級閉式圓柱齒輪減速器設(shè)計說明書

1、精密機械畢業(yè)設(shè)計題目：一級閉式圓柱齒輪減速器指導(dǎo)老師：設(shè)計人:學(xué)號：設(shè)計日期：2010-9-20目 錄設(shè)計任務(wù)書3傳動方案的擬定及說明4電動機的選擇4計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)6v帶傳動設(shè)計7傳動零件的設(shè)計計算-齒輪設(shè)計10軸的設(shè)計與校核計算11鍵聯(lián)接的選擇及校核計算15滾動軸承的選擇及計算16聯(lián)軸器的選擇17潤滑與密封18設(shè)計小結(jié)18參考文獻(xiàn)20精密機械設(shè)計基礎(chǔ)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目：設(shè)計用于帶式運輸機的傳動裝置二、設(shè)計要求：帶式運輸機連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，空載啟動，運輸帶速允許誤差為+_4%。使用期限為8年，大修期三年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作。1-電動機 2-聯(lián)軸器3-一級圓柱齒

2、輪減速器 4-開式齒輪傳動 5-卷筒 6-運輸帶 三、設(shè)計任務(wù) 減速器裝配圖1張（a0圖紙）； 零件工作圖2張（大齒輪、軸，a3圖紙）； 設(shè)計計算說明書1份，說明書內(nèi)容應(yīng)包括：擬定機械系統(tǒng)方案，進(jìn)行機構(gòu)運動和動力分析，選擇電動機，進(jìn)行傳動裝置運動動力學(xué)參數(shù)計算，傳動零件設(shè)計，軸承壽命計算、軸（許用應(yīng)力法和安全系數(shù)法）、鍵的強度校核，聯(lián)軸器的選擇、設(shè)計總結(jié)、參考文獻(xiàn)、設(shè)計小結(jié)等內(nèi)容。、四、設(shè)計進(jìn)度1、 第一階段：總體計算和傳動件參數(shù)計算2、 第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計3、 第三階段：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制4、 第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計算說明書的編寫。每日工作小時數(shù)/h1

3、6運輸帶工作壓力f/(kn)6.5運輸帶工作速度v/(m/s)1.9滾筒直徑d(/mm)400 設(shè)計項目計算及說明 主要結(jié)果傳動方案的擬定及說明一， 電動機選擇2、 電動機類型的選擇：2.確定電動機的功率和型號二，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算1.計算總傳動比及分配各級的傳動比2計算傳動裝置的運動參數(shù)及動力參數(shù) 三，v帶傳動設(shè)計計算1設(shè)計帶傳動的主要參數(shù)。四 ，傳動零件的設(shè)計計算1、大小齒輪均采用硬齒面2，按齒面接觸疲勞強度設(shè)計3,確定主要幾何尺寸4,校核齒根彎曲強度五， 軸的設(shè)計計算及校核1軸的選材及其許用應(yīng)力2.估算軸的最小直徑3裝配草圖設(shè)計1）各軸段的直徑確定（高速軸）2）,各軸段長度

4、確定低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）各軸段直徑確定（2）各軸段長度4軸的校核 主動軸的設(shè)計計算六，鍵聯(lián)接的選擇及校核計算1.高速軸鍵的選擇2.低速軸鍵的選擇3.各軸鍵的校核七，滾動軸承的選擇及校核1、低速軸滾動軸承的選擇及校核2，高速軸滾動軸承的選擇及校核八，聯(lián)軸器的選擇九， 減速器潤滑密封一.潤滑方式二.潤滑油牌號及用量三.密封形式 合理的傳動方案首先應(yīng)滿足工作機的性能（例如傳遞功率、轉(zhuǎn)速及運動方式）的要求。另外，還要與工作重要條件（例如工作環(huán)境。工作場地、工作時間）相適應(yīng)。同時還要求工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，傳動效率高，使用維護(hù)方便，工藝性和經(jīng)濟性。合理安排和布置傳動順序是擬定傳動方案中的另外一個

5、重要環(huán)節(jié)由題目所知傳動機構(gòu)類型為：一級閉式圓柱齒輪減速器。故只要對本傳動機構(gòu)進(jìn)行分析論證。本傳動機構(gòu)的特點是：成本較低，減速器橫向尺寸較小，兩大吃論浸油深度可以大致相同。結(jié)構(gòu)較簡單，中心距較小，兩軸的徑向尺寸相對較大。 y系列160l-4封閉式三相異步電動機：三角帶傳動效率：圓柱齒輪傳動效率：平帶傳動效率由參考書機械零件課程設(shè)計22頁表2-4查得： =0.95, =0.95(8級精度), =0.90, （1）傳動裝置的總效率：=.=0.950.950.90=0.82（2）計算電動機所需功率 =p/=12.35/0.82=15kw電動機的額定功率=15kw (4)確定電動機轉(zhuǎn)速按參考書機械零件課

6、程設(shè)計p19表2-1 推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍=35。取v帶傳動比=24，則總傳動比理時范圍為=620，故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為：= n筒=（620）76=4561520r/min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000、和1500r/min。 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出有三種適用的電動機型號，綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，可見第2方案比較適合，則選n=1500r/min 。 （5）確定電動機型號 由所選的電動機的類型，結(jié)構(gòu)，容量和同步轉(zhuǎn)速n查參考書表2-1確定電動機型號為y160l-4其主要性能：額定功率：15kw，滿載轉(zhuǎn)速1

7、460r/min：具體外型尺寸見參考書機械設(shè)計課程設(shè)計表20-6(1)總傳動比：=1460/91.25=16(2)分配各級傳動比 =. ,取=4，=/ =16/4=4 （1）各軸轉(zhuǎn)速軸1：=n=1460r/min軸2：=/=1460/4=365r/min軸3：=/=365/4=91.25r/min卷筒軸: =91.25r/min (2)各軸功率軸1： = =150.95=14.25kw軸2：=.=14.250.95=13.53kw軸3：=13.530.90=12.35 kw卷筒軸：=12.35 kw 3）計算各軸轉(zhuǎn)矩（n;m） t1=9550/=955015/1460=98.117 nm t2

8、=9550/=955013.53/365=354nmt3=9550/=955012.35/91.25=1292.52nm 已知帶傳動的工作條件：共16h，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，所需傳遞的額定功率p=14.25kw小帶輪轉(zhuǎn)速 大帶輪轉(zhuǎn)速，傳動比。設(shè)計內(nèi)容包括選擇帶的型號、確定基準(zhǔn)長度、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（因為之前已經(jīng)按選擇了v帶傳動，所以帶的設(shè)計按v帶傳動設(shè)計方法進(jìn)行）1）、計算功率 =2)、選擇v帶型 根據(jù)、由機械基礎(chǔ)p174選擇b型帶3）、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗算帶速v(1)、初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑，由（機械基礎(chǔ)p174圖9-10，取小帶輪基準(zhǔn)直

9、徑，則參考機械基礎(chǔ)p175表94取標(biāo)準(zhǔn)值=800mm（2）、驗算帶速v 帶輪符合推薦范圍（3）、確定v帶的中心距a和基準(zhǔn)長度 0.7 0.7 700a2000 初定中心距=700mmb、計算帶所需的基準(zhǔn)長度 =2+=2700+0.5（200+800）+（800-200）（800-200）/47003098mm由機械基礎(chǔ)p178表98選帶的基準(zhǔn)長度=3150mmc.計算實際中心距a+( -)/2700+（3150-3098）/2726mm中心距滿足變化范圍:7002000mm（5）.驗算小帶輪包角 180-（-）/a57.3180-（800-200）/72657.3 132.65120 包角滿足

10、條件（6）.計算帶的根數(shù)參考機械基礎(chǔ)p176表95綜合，n1,查得p15.15kw參考機械基礎(chǔ)p177表96綜合帶型和i查得0.46kw參考機械基礎(chǔ)p177表970.82參考機械基礎(chǔ)p177表981.00故取z43 、帶輪設(shè)計參考機械基礎(chǔ)200頁表113得出帶輪寬度b（z-1)e+2f=40mm齒輪設(shè)計及結(jié)構(gòu)說明以高速級齒輪傳動為基準(zhǔn)進(jìn)行兩對齒輪選擇和校核設(shè)計已知：傳遞功率=14.25 kw ， =365 r/min ，=4，=372.84 nm選擇齒輪材料，熱處理，齒面硬度，精度等級及齒數(shù):小齒輪：45鋼 表面調(diào)質(zhì)處理 齒面硬度220hbs大齒輪：45鋼 表面正火， 齒面硬度 190hbs初

11、步估計齒輪線速度v6m/s選8級精度參考機械基礎(chǔ)201頁表1151） 許用接觸應(yīng)力，按中等質(zhì)量參考，機械基礎(chǔ)200頁表113得485mpa2） 小齒輪轉(zhuǎn)矩 t19550p1/n1=14.25/365=372.84n/m3） 齒寬系數(shù) 單級減速器中齒輪相對軸承對稱布置，由于是軟齒面的閉式齒輪傳動，參考機械基礎(chǔ)200頁114選取1.54） 載荷系數(shù)k 因載荷有中等沖擊參考機械基礎(chǔ)203頁表116取k1.55） 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 計算小輪直徑d1 =71.5mm1） 選擇齒輪齒數(shù)模數(shù) 選擇小齒輪數(shù)z124，則小齒輪z224*496 m=d1/z1=2.98機械基礎(chǔ)p193表111取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=

12、32） 計算主要幾何尺寸 分度圓d1=mz1=324=70mm d2=mz2=396=276mm 中心距am(z1+z2)/2=3(24+96)/2=180mm 齒寬b2= d1=1.572=108mm b1=b2+(510)=112mm 按中等質(zhì)量參考機械基礎(chǔ)p200表113310mpa =290mpa參考機械基礎(chǔ)p204表118得 =2.65 =2.212 =1.5 =1.781) 齒根許用彎曲應(yīng)力=2kt/bz1.=(21.5372.842/108924)2.651.59=202mpa= . =2022.2121.78/2.651.59=188mpa滿足彎曲強度要求 估計軸的毛坯直徑d1

13、00mm使用強度韌性中等的重要軸參考機械基礎(chǔ)p259表1416選45號鋼，正火處理，強度極限=600mpa,屈服極限=300mpa,1）主動軸查教材機械基礎(chǔ)p263表1419得，c=118，參考機械基礎(chǔ)p262式146， =40.03mm若考慮鍵槽直徑增大10%15%取d1min=45mm2）從動軸=62.46 mm若考慮軸端有兩個鍵槽直徑增大10%15%，選擇標(biāo)準(zhǔn)直徑=70 mm 根據(jù)軸上零件的結(jié)構(gòu)定位，裝配關(guān)系軸向?qū)挾燃傲慵g的相對位置等要求參考機械設(shè)計課程設(shè)計p17表41，p23圖410初步設(shè)計減速器裝配草圖1最小安裝大帶輪的端d11=dmin=45mm滾動軸承處軸承及端蓋得為55mm5

14、9mm滾動軸承選6211其尺寸為ddb=5510021參考機械設(shè)計課程設(shè)計p99表121齒輪處軸由于小齒輪直徑較小采用齒輪軸d=m(z+2ha)=3*(24+2)=78mm 軸承處軸段d15=d13=59mm軸承處軸段d16=d12=55mm由大帶輪的轂孔寬度b40mm確定38mm由箱體結(jié)構(gòu)軸承端蓋確定107mm由滾動軸承等確定10mm，由裝配關(guān)系確定112mm由齒輪寬確定4mm裝配關(guān)系確定=28mm滾動軸承處軸段90mm滾動軸承選6218其尺寸為ddb=9016030軸環(huán)根據(jù)齒輪的軸向定位要求120mm低速級大齒輪軸段100mm滾動軸和處軸段90mm密封處軸段根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求以及密封

15、圈的標(biāo)準(zhǔn)85mm安裝聯(lián)軸器的外伸端dmin=70mm由滾動軸承擋油盤及裝配關(guān)系確定57mm軸環(huán)寬度設(shè)計為10mm由大齒輪寬度b2108mm確定112mm由滾動軸承擋油盤及裝配關(guān)系等確定63mm由箱體結(jié)構(gòu)軸端蓋，裝配關(guān)系確定63mm由聯(lián)軸器的轂孔寬l1107mm確定105mm參考機械基礎(chǔ)p202直齒圓柱齒輪式圓周力= 參考機械基礎(chǔ)p193式115得d=mz得分度圓d1=324=72mm1） 計算齒輪受力： 轉(zhuǎn)矩t9.551000000.p/n955000014.25、365372.842n.m 圓周力= =2372.842/72=10.358n.m徑向力=10.358tan20*=3770n2)

16、軸強度校核：. 求支反力： 水平支反力水平面彎矩校核 水平面彎矩垂直面彎矩=641922.5123040n.m=危險載面的當(dāng)量彎矩參考機械基礎(chǔ)p266例題=nmm校核危險載面的直徑參考機械基礎(chǔ)264表142155mpa則增大3%則d36.6mm因結(jié)構(gòu)設(shè)計軸徑為45mm故滿足強度條件。 由高速軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)并參考機械設(shè)計課程設(shè)計87頁表101選定高速軸皮帶輪處鍵為b*h-l=14*9-36(t=5.5mm r=0.3mm) 標(biāo)記為：鍵14*36gb/t1096-1979由低速軸細(xì)部結(jié)構(gòu)并參考機械設(shè)計課程設(shè)計87頁表101選定低速軸大齒輪處鍵為b*h-l=28*16-100(t=10mm r=0.5

17、mm)標(biāo)記為：鍵28*100gb/t10961979低速軸聯(lián)軸器處鍵選定為：b*h-l=20*12-100(t=7.5mm r=0.5mm)標(biāo)記為：鍵20*100gb/t10961979高速軸皮帶輪處鍵的校核d=45mm 鍵的工作長度 =lb=3614=22鍵的接觸高度k=0.5h=0.5*9=4.5mm傳遞轉(zhuǎn)矩t=354nm參考機械設(shè)計故此間符合使用要求。由于低速軸上兩鍵在同一軸上，傳遞轉(zhuǎn)矩相同所以只需校核短鍵即可，低速軸d=100mm 鍵工作長度=lb=10028=72 鍵的接觸高度k=0.5h=0.5*16=8mm 鍵的傳遞轉(zhuǎn)矩t=98.17n.m=100mpa故符合使用要求。根據(jù)載荷及

18、速度情況，擬選用球軸承在軸的設(shè)計中軸承選為6218其參數(shù)參考機械設(shè)計課程設(shè)計99頁121得 由于則查機械基礎(chǔ)251頁表1410 149得x=1 y=0 查機械課程設(shè)計對于球軸承軸承壽命故軸承符合使用要求。根據(jù)載荷及速度情況，擬選用球軸承在軸的設(shè)計中軸承選為6210其參數(shù)參考機械設(shè)計課程設(shè)計99頁121得 由于則查機械基礎(chǔ)251頁表1410 149得x=1 y=0 軸承壽命軸承符合使用要求。根據(jù)工作要求，為了緩和沖擊保證減速器正常工作，輸出軸選用彈性軸銷聯(lián)軸器?？紤]到轉(zhuǎn)矩變化很小取則按照計算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)gb/t50141985選用hl6型彈性軸銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為315

19、0n.m孔徑70mm l=142mm 許用轉(zhuǎn)速為2100r/min故適用。標(biāo)記為：hl6聯(lián)軸器（1）齒輪v=2.122m/s12m/s,應(yīng)用噴油潤滑，但考慮成本及需要選用浸油潤滑。（2）軸承采用脂潤滑（1）齒輪潤滑選用150號機械油（gb 443-1989）最低最高油面距（大齒輪）10-20mm，需要油量1.5l左右。（2）軸承潤滑選用2l-3型潤滑脂（gb 7324-1987）用油量為軸承間隙的1/31/2為宜。（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，在與機體間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封。（3）軸承孔的密封，悶蓋和透蓋作密封與

20、之對應(yīng)的軸承外部，軸的外伸端與透蓋間的間隙，由于v3m/s，故選用半粗半毛氈加以密封。（4）軸承靠近機體內(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。十.設(shè)計小結(jié)課程設(shè)計是機械設(shè)計當(dāng)中的非常重要的一環(huán)，本次課程設(shè)計時間不到兩周略顯得倉促一些，還好老師在上課期間就有意的結(jié)合課程設(shè)計來上課，并且在上課期間就已把課程設(shè)計中的大部分計算弄出來了。由于理論知識的不足，再加上平時沒有什么設(shè)計經(jīng)驗，一開始的時候有些手忙腳亂，不知從何入手。在老師的諄諄教導(dǎo)，和同學(xué)們的熱情幫助下，我克服了重重困難。深知完美總是可望而不可求的，不在同一個地方跌倒兩次才是最重要的。抱著這個心理我一步步走了過來，最終完成了我的任務(wù)

21、。在設(shè)計的過程中，遇到了許多問題，幸好都 能改正或有所改良。在設(shè)計齒輪模數(shù)時，因所用的材料是表面正火的45鋼，因此所算出的模數(shù)較小，但為了方便，用了較大有模數(shù)，從而導(dǎo)致校校核時遠(yuǎn)小于許用極限值，缺乏經(jīng)濟性、實用性。除此之外，在我設(shè)計減速器的裝配草圖時我沒有太注意箱體的相關(guān)尺寸，致使我設(shè)計的箱體出現(xiàn)了較大的結(jié)構(gòu)錯誤，間接導(dǎo)致了我以后的裝配圖的步履維艱。我所算出的中心距為95mm，過于小，在選用軸承端蓋時，一昧的參照參考書上的例子，選用凸緣式軸承蓋，因位置不夠?qū)е聝奢S承蓋部分重合在一起。后來在老師的指導(dǎo)下,我找到了問題所在之處,將之解決了.同時我還對一級閉式圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu)分析有了更進(jìn)一步的了解

22、。雖然種種困難我都已經(jīng)克服，但是還是難免我有些疏忽和遺漏的地方。在設(shè)計過程中培養(yǎng)了我的綜合運用機械設(shè)計課程及其他課程理論知識和利用生產(chǎn)時間知識來解決實際問題的能力，真正做到了學(xué)以致用。在此期間我我們同學(xué)之間互相幫助，共同面對機械設(shè)計課程設(shè)計當(dāng)中遇到的困難，培養(yǎng)了我們的團隊精神。在這些過程當(dāng)中我充分的認(rèn)識到自己在知識理解和接受應(yīng)用方面的不足，特別是自己的系統(tǒng)的自我學(xué)習(xí)能力的欠缺，將來要進(jìn)一步加強，今后的學(xué)習(xí)還要更加的努力。本次課程設(shè)計不僅僅是對自己所學(xué)的知識的一次系統(tǒng)總結(jié)與應(yīng)用，還是鍛煉我的耐力和意志力的過程。因為課程設(shè)計過于難，我和幾個同學(xué)在教室都曾通宵畫圖。 另外，通過每天都過得很充實的課程設(shè)計，從中得到的收獲還是非常多的。參考資料：1.教材機械基礎(chǔ)。 。3.機械