一級減速器的設(shè)計書

1、課程設(shè)計說明書題目 一級圓柱齒輪減速器指導(dǎo)教師: 周艷瓊 2013 年 7 月 10 日機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書需要完成項目包括：一、傳動方案擬定.2二、電動機(jī)的選擇2三、傳動裝置的總體設(shè)計.3四、設(shè)計計算傳動零件3五、設(shè)計計算箱體的結(jié)構(gòu)尺寸5六、設(shè)計計算軸.8七、選擇滾動軸承及壽命計算.12八、選擇和校準(zhǔn)鍵聯(lián)接.13九、選擇聯(lián)軸器.14十、選擇潤滑方式.14十一、潤滑劑牌號及密封件1411材料一班負(fù)責(zé)設(shè)計人員：蔡國宇 學(xué)號：1 岑智煒 學(xué)號：2 陳坤 學(xué)號：3計算過程及計算說明一、傳動方案擬定第三組：設(shè)計單級圓柱齒輪減速器和一級帶傳動（1） 工作條件：使用年限8年，二班工作制，載荷平穩(wěn)，室

2、內(nèi)工作，輕度污染。（2） 原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=4KN；帶速V=1.5m/s；滾筒直徑D=300mm； 二、電動機(jī)選擇1、電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇：選擇Y系列三相異步電動機(jī)，此系列電動機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價格低廉，維護(hù)方便，適用于不易燃，不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械。2、電動機(jī)功率選擇：（1）傳動裝置的總功率：總=帶2軸承齒輪聯(lián)軸器滾筒 =0.950.9920.970.990.94=0.84（2） 運輸機(jī)主軸上所需要的功率：Pw= FV/1000=(40001.5)/1000=6(kw)電機(jī)所需的工作功率：Pd= FV/1000總 =(40001

3、.5)/(10000.84)=7.14 (kw)3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速：計算滾筒工作轉(zhuǎn)速：n卷筒601000V/（D）=(6010001.5)/（30） =95.5 r/min 按手冊P7表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Ia=36。取V帶傳動比I1=24，則總傳動比理時范圍為Ia=624。故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范為 Nd=Ian卷筒=(624)95.5 =5732293 r/min則符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有：750、1000和1500r/min4、綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器傳動比，選定電動機(jī)型號為Y132S-4。其主要性能：額定功率：5.5K

4、W，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.2。三、計算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比： ia=Nm/n=nm/n卷筒=1440/95.5=15.1 2、分配各級傳動比據(jù)指導(dǎo)書P7表1，取齒輪i齒輪=4.4（單級減速器i=36合理）所以i帶=i總/i輪=15.1/5.2=3.43四、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算(1) 計算各軸得輸入功率電動機(jī)軸：Pd=7.14kw 軸（減速器高速軸）P= Pd1=6.78kw， 軸（減速器低速軸）P= P23=6.51kw(2) 計算各軸得轉(zhuǎn)速 電動機(jī)軸 軸 ：nI=nm/ i1=1440/3.43=419.8 （r/min）軸 ：n= n/ i2 =419

5、.8/4.4=95.4 ( r/min)（3）計算各軸得轉(zhuǎn)矩電動機(jī)軸 Td=9550Pd/nm=47.3N.m軸 T=9550PI/nI=154.24N.m軸 T=9550PII/nII=651.68N.m參數(shù)輸入功率（kw）轉(zhuǎn)速（r/min）扭矩 (Nm)傳動比電動機(jī)7.14144047.3帶齒輪高速軸6.78419.8154.243.434.4低速軸6.5195.4651.68五、傳動零件的設(shè)計計算1、 普通V帶傳動得設(shè)計計算 確定計算功率則： ，Pc=Pd=8.568KW式中，工作情況系數(shù)取1.2 根據(jù)計算功率與小帶輪的轉(zhuǎn)速nI，查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)圖10-10普通V帶型號選擇線圖，選擇A型V

6、帶。 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑因為取小帶輪直徑 ，大帶輪的直徑 dd2=308.7mm 驗證帶速 在之間。故帶的速度合適。確定V帶的基準(zhǔn)直徑和傳動中心距初選傳動中心距范圍為：，即 199.35a0797.4取 V帶的基準(zhǔn)長度： L0=2a0+/2（d1+d2）+（d2-d1）2/(4a0) =1649.87 mm 查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表10-2，選取帶的基準(zhǔn)直徑長度 實際中心距：a=a0+(Ld-L0)/2=500+(1600-1649.87)/2=475.07 mm有48mm的調(diào)整量 驗算主動輪的最小包角 1=180-(d2-d1)57.3/a=153.62 故主動輪上的包角合適。 計算V帶的根數(shù)z 由

7、nI=419.8r/min ，查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表10-5，得，由i=3.43，查表10-6，得，查表10-7，得，查表10-2，得， 圓整取根。 計算V帶的合適初拉力 查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表10-1，取得 計算作用在軸上的載荷 V帶輪采用鑄鐵HT150或HT200制造，其允許的最大圓周速度為25m/s.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （單位）mm 帶輪尺寸小帶輪大帶輪槽型AA基準(zhǔn)寬度1111基準(zhǔn)線上槽深2.752.75基準(zhǔn)線下槽深8.78.7槽間距150.3150.3槽邊距99輪緣厚66外徑da=da1+2ha=95.5da=da1+2ha=314.3內(nèi)徑40 40帶輪寬度帶輪結(jié)構(gòu) 實心式 腹板式2、 齒輪傳動設(shè)計計

8、算（1）擇齒輪類型，材料，精度，及參數(shù) 選用閉式斜齒圓柱齒輪傳動（外嚙合） 選擇齒輪材料；小齒輪材料都取為45號鋼，調(diào)質(zhì)，；大齒輪材料取為：45號鋼,正火處理， 選取齒輪為8級的精度（GB 100951998）齒面精糙度Ra1.63.2m 初選螺旋角 選 小齒輪的齒數(shù)；大齒輪的齒數(shù) （2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計中心距 式中： 查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)圖7-26 式中：；查表7-5 ：查表7-4 ：；齒寬系數(shù)?。河嬎隳?shù) 查表7-1取模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值 計算中心距， 圓整中心距，取 修正螺旋角： 計算兩齒輪分度圓直徑 小齒輪 大齒輪 計算齒寬 取小齒輪齒寬 （齒輪軸）；大齒輪齒寬（大齒輪） （3）校核彎曲疲勞強(qiáng)度

9、校核 其中查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表7-4：；查圖7-23：；查圖7-24：；查表7-5：。這里使用當(dāng)量齒數(shù)。 ，故滿足。 齒輪傳動的幾何尺寸，制表如下：(詳細(xì)見零件圖)名稱 代號計算公式結(jié)果小齒輪大齒輪中心距 240傳動比5.2法面模數(shù)設(shè)計和校核得出3端面模數(shù) 3.07法面壓力角螺旋角一般為 齒數(shù)Z 略25130分度圓直徑 查表7-679.77400.22齒頂圓直徑略85.77406.22齒根圓直徑 df查表7-672.27392.72齒輪寬b查表7-67472螺旋角方向 查表7-6左旋右旋三，減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計。 查設(shè)計基礎(chǔ)表3-1經(jīng)驗公式，及結(jié)果列于下表。名稱結(jié)果（mm）名稱結(jié)果(m

10、m)底座壁厚8軸承蓋固定螺釘直徑8箱蓋壁厚8軸承蓋螺釘分布圓直徑130底座上部凸圓厚度12軸承座凸緣端面直徑150箱蓋凸圓厚度12螺栓孔凸緣的配置尺寸22，20，30底座下部凸圓厚度20地腳螺栓孔凸緣尺寸25，23，45底座加強(qiáng)筋厚度8箱體內(nèi)壁與齒輪距離12底蓋加強(qiáng)筋厚度7箱體內(nèi)壁與齒輪端面距離12地腳螺栓直徑16底座深度230地腳螺栓數(shù)目6外箱壁至軸承端面距離47軸承座聯(lián)接螺栓直徑12視孔蓋固定螺釘直徑6箱座與箱蓋聯(lián)接螺栓直徑10六：軸的設(shè)計1. 高速軸的設(shè)計。 選擇軸的材料：選取45號鋼，調(diào)質(zhì)，HBS230 240 初步估算軸的最小直徑 根據(jù)教材公式，取，則 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 考慮帶輪的機(jī)構(gòu)要

11、求和軸的剛度，取裝帶輪處軸徑，根據(jù)密封件的尺寸，選取裝軸承處的軸徑為 兩軸承支點間的距離：，式中： 小齒輪齒寬， 箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的間隙， 箱體內(nèi)壁與軸承端面的距離， 軸承寬度，選取6308型深溝球軸承，查表13-3，得到得到：帶輪對稱線到軸承支點的距離 式中：軸承蓋的凸緣厚度， （） 螺栓頭端面至帶輪端面的距離， 軸承蓋M8螺栓頭的高度，查表可得帶輪寬度，得到：2.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。 計算作用在軸上的力 小齒輪受力分析 圓周力： 徑向力： 軸向力： 計算支反力 水平面：垂直面： 得： 作彎矩圖 水平面彎矩： 垂直面彎矩： 合成彎矩：作轉(zhuǎn)矩圖 當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪力為脈動循環(huán)應(yīng)變力時，取系數(shù)

12、， 則： 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 軸的材料是45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，其拉伸強(qiáng)度極限，對稱循環(huán)變應(yīng)力時的許用應(yīng)力。 由彎矩圖可以知道，A剖面的計算彎矩最大 ，該處的計算應(yīng)力為： (安全)D 剖面的軸徑最小，該處的計算應(yīng)力為：（安全）軸的結(jié)構(gòu)圖見零件圖所示2. 低速軸的設(shè)計。 選擇軸的材料：選取45號鋼，調(diào)質(zhì)，HBS230 240 初步估算軸的最小直徑 根據(jù)教材公式，取，則 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 考慮帶輪的機(jī)構(gòu)要求和軸的剛度，取裝帶輪處軸徑，根據(jù)密封件的尺寸，選取裝軸承處的軸徑為 兩軸承支點間的距離：，式中： 小齒輪齒寬， 箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的間隙， 箱體內(nèi)壁與軸承端面的距離， 軸承寬度，選取6312型

13、深溝球軸承，查表13-3，得到得到：2.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。 計算作用在軸上的力 小齒輪受力分析 圓周力： 徑向力： 軸向力： 計算支反力 水平面：垂直面： 得： 作彎矩圖 水平面彎矩： 垂直面彎矩： 合成彎矩：作轉(zhuǎn)矩圖 當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪力為脈動循環(huán)應(yīng)變力時，取系數(shù)， 則： 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 軸的材料是45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，其拉伸強(qiáng)度極限，對稱循環(huán)變應(yīng)力時的許用應(yīng)力。有彎矩圖可知，C處彎矩最大，假設(shè)C處為最小直徑，若 ，則軸其他地方都必符合要求。 (安全)軸的結(jié)構(gòu)圖見零件圖所示七 滾動軸承的選擇和計算1.高速軸選取滾動軸承 選取的軸承：型號為6308深溝球軸承（每根軸上安裝一對）查課程

14、設(shè)計表13-3和查機(jī)械基礎(chǔ)表18-11， 軸承A的徑向載荷軸向載荷： 軸承B的徑向載荷：軸向載荷： ;由此可見，軸承A的載荷大，應(yīng)該驗算軸承A.計算軸承A 的徑向當(dāng)量動載荷, 其中, 查表13-3得到：，取，故查表18-11得：則其徑向當(dāng)量動載荷因兩端選擇同樣尺寸的軸承，故選軸承A的徑向當(dāng)量動載荷為計算依據(jù)。工作溫度正常，查機(jī)械基礎(chǔ)表18-8得；按中等沖擊載荷，查表18-9得，按設(shè)計要求，軸承得壽命為：則： 由查課程設(shè)計表13-3,6309深溝球軸承得額定動載荷,所以選取得軸承合適。2.低速軸選取滾動軸承 選取的軸承：型號為6312深溝球軸承（每根軸上安裝一對）查課程設(shè)計表13-3和查機(jī)械基礎(chǔ)

15、表18-11， 軸承A的徑向載荷軸向載荷： 軸承B的徑向載荷：軸向載荷： ;由此可見，軸承A的載荷大，應(yīng)該驗算軸承A.計算軸承A 的徑向當(dāng)量動載荷, 其中, 查表13-3得到：，取，故查表18-11得：則其徑向當(dāng)量動載荷因兩端選擇同樣尺寸的軸承，故選軸承A的徑向當(dāng)量動載荷為計算依據(jù)。工作溫度正常，查機(jī)械基礎(chǔ)表18-8得；按中等沖擊載荷，查表18-9得，按設(shè)計要求，軸承得壽命為：則： 由查課程設(shè)計表13-3,6312深溝球軸承得額定動載荷,所以選取得軸承合適。八：鍵聯(lián)接得選擇和強(qiáng)度校核。1、 高速軸與V帶輪用鍵聯(lián)接 選用圓頭普通平鍵（C型）按軸徑d=30mm，及帶輪寬，查表10-1選擇C856（

16、GB/T 1096-1979）強(qiáng)度校核鍵得材料選為45號鋼，V帶輪材料為鑄鐵，查表得鍵聯(lián)接得許用應(yīng)力鍵得工作長度，擠壓應(yīng)力 （安全）2、 低速軸與齒輪用鍵聯(lián)接 選用圓頭普通平鍵（A型）軸徑d=70mm,及齒輪寬，查表10-1選鍵2063（GB/T 1096-1979） 強(qiáng)度校核鍵材料選用45號鋼，齒輪材料為鑄鋼，查表得許用應(yīng)力鍵得工作長度；，擠壓應(yīng)力：（安全）3、 聯(lián)軸器鍵聯(lián)接 選用圓頭普通平鍵（A型）軸徑d=50mm,及輪轂，查表10-1選鍵1680（GB/T 1096-1979） 強(qiáng)度校核鍵材料選用45號鋼，齒輪材料為鑄鋼，查表得許用應(yīng)力鍵得工作長度；，擠壓應(yīng)力：（安全）九聯(lián)軸器得選擇和計

17、算聯(lián)軸器得計算轉(zhuǎn)矩，因在前面已經(jīng)考慮功率備用系數(shù)1.2，故 式中：查表取工作系數(shù)根據(jù)工作條件，選用十字滑塊聯(lián)軸器，許用轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速；配合軸徑，配合長度。十減速器的潤滑 齒輪傳動的圓周速度因為：，所以采用浸油潤滑；由表14-1，選用LAN32全損耗系統(tǒng)用油（GB443-1989）,大齒輪浸入油中的深度大約1-2個齒，單不應(yīng)少于10mm。對軸承的潤滑， 因 為：，采用脂潤滑，由表14-2選用鈣基潤滑酯LXAAMHA2(GB491-1987)只需要填充軸承空間的1/21/3.并在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)擋油環(huán)F=4KNV=1.5m/sD=300mm總=0.84P工作=7.14KWn滾筒=95.5r/min電動機(jī)型號Y132S-4i總=15.1據(jù)手冊得i齒輪=4.4i帶=3.43Pd=7.14kwP=6.78kwP=6.51kwnI =419.8r/minn=95.4r/min=47.3