一級(jí)減速器課程設(shè)計(jì)

1、 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 設(shè)計(jì)題目：?jiǎn)渭?jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)組別：第二小組指導(dǎo)老師：李曄 設(shè)計(jì)時(shí)間：2012年七月目 錄一 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 . 2二 設(shè)計(jì)要求 . 2三 設(shè)計(jì)步驟 .21. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 .22. 電動(dòng)機(jī)的選擇.33. 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 .44. 齒輪的設(shè)計(jì) .65. 滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì).8 附：兩根軸的裝配草圖.166.鍵聯(lián)接設(shè)計(jì).187. 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì).198.潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì) .20四 設(shè)計(jì)小結(jié) .20五 參考資料 .21序小組成員介紹以及工作分配（一）小組成員介紹組長(zhǎng)：付圓圓副組長(zhǎng)：周云波組員：王航 蔣欣桃 陳星江 母仕彬 張興剛 班艷

2、峰（二）工作分配第一章 課程設(shè)計(jì)的目標(biāo)課程設(shè)計(jì)目的及要求如下：1. 培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn) 題的能力。2. 學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握通用機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)過(guò)程和進(jìn)行方式。3. 設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練。如計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。 4. 研究分析設(shè)計(jì)題目和工作條件，明確設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)內(nèi)容。5. 認(rèn)真復(fù)習(xí)與設(shè)計(jì)有關(guān)的章節(jié)內(nèi)容，提倡獨(dú)立思考、深入鉆研，主動(dòng)地、創(chuàng)造性地進(jìn)設(shè)計(jì)。6. 設(shè)計(jì)態(tài)度嚴(yán)肅認(rèn)真，一絲不茍，反對(duì)照抄照搬，抄襲他人設(shè)計(jì)，容忍錯(cuò)誤等問(wèn)題。7. 通過(guò)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)技能等方面得到良好的訓(xùn)練。第二

3、章 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1.課程設(shè)計(jì)題目：?jiǎn)渭?jí)圓柱齒輪減速器（用于帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置中）2.設(shè)計(jì)條件：1） 機(jī)器功用 由輸送帶運(yùn)送物料；2） 工作情況 單項(xiàng)運(yùn)輸，載荷輕度振動(dòng)；3） 運(yùn)動(dòng)要求 輸送帶運(yùn)動(dòng)速度誤差不超過(guò)5%；4） 使用壽命 10年，每年365天，每天16小時(shí)；5） 檢修周期 一年小修，三年大修；6） 生產(chǎn)廠型 中小型機(jī)械制造廠；7）生產(chǎn)批量 單件小批量生產(chǎn)；2.原始數(shù)據(jù)：運(yùn)送帶工作拉力F/KN運(yùn)輸帶工作速度v/(m/s)卷筒直徑D/mm51.24003.設(shè)計(jì)的工作量.傳動(dòng)方案運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖12張（A4附在說(shuō)明書里）。.減速器裝配草圖1張（A1）。.完成減速器二維裝配圖一張（計(jì)算機(jī)繪圖，A1）

4、。.完成二維主要零件圖兩張（計(jì)算機(jī)繪圖，A3）。.設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份（20頁(yè)25頁(yè)）三、設(shè)計(jì)步驟 1.傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案1）外傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為V帶傳動(dòng)。2）減速器為一級(jí)展開式圓柱齒輪減速器。3) 方案簡(jiǎn)圖如下圖： 1輸送帶；2滾筒；3聯(lián)軸器； 4減速器；5V帶傳動(dòng)；6電動(dòng)機(jī)4）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V帶這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，并且價(jià)格便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了成本。減速器部分一級(jí)圓柱齒輪減速，這是一級(jí)減速器中應(yīng)用最廣泛的一種。原動(dòng)機(jī)部分為Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)?？傮w來(lái)講，該傳動(dòng)方案滿足工

5、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。第三章課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果（一）電動(dòng)機(jī)的選擇選擇電動(dòng)機(jī)的類型按工作要求和工作條件選用Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380V。u=380v選擇電動(dòng)機(jī)已知工作機(jī)器的阻力F(N)，圓周速度(m/s)，則Pw=F*V/1000工作機(jī)的有效功率為由機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)表9-1可知： ： V帶傳動(dòng)效率 0.96 ：滾動(dòng)軸承效率 0.99（球軸承） ：齒輪傳動(dòng)效率 0.97 （7級(jí)精度一般齒輪傳動(dòng)） ：聯(lián)軸器傳動(dòng)效率 0.99（彈性聯(lián)軸器）所以電動(dòng)機(jī)所需工作功率為 =6kw=0.9

6、6=0.96=0.97=0.99=6.7kw確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速按表5-1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為： 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為750的電動(dòng)機(jī)。=60r/minn=750r/min根據(jù)電動(dòng)機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)表16-2選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160L-8。電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y160L-8 P額=7.5kwN滿載=720r/minT啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩=2.0N.mT最大轉(zhuǎn)矩=2.0N.m(二)總傳動(dòng)比i 及其分配i1、i2總傳動(dòng)比=12分配傳動(dòng)比 考慮潤(rùn)滑條件等因素，初

7、定 各軸的轉(zhuǎn)速I軸 II軸III軸卷筒軸=720r/min=240r/min=60r/min=60r/min各軸的輸入功率I軸II軸III軸卷筒軸=6.7kw=6.37kw=6.12kw=6kw各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為I軸II軸III軸卷筒軸=（三）V型帶及帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)比i1=3i1=3工作情況系數(shù)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-8得到工作情況系數(shù)kA=1.3kA=1.3功率pc=kAPI=1.36.70.96=8.36kwPc=8.36kw選擇帶的型號(hào)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖13-15得到選V型帶型號(hào)為B型帶，d1=140mm,d2=n1/n2d1(1-)=411.6mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表

8、13-9取d2=425mmB型帶 d1=140mm d2=425mm驗(yàn)算V帶速度v=d1n1/(601000)=5.28m/s帶速在525m/s范圍內(nèi)，合適。V=5.28m/s初定中心距a0=1.5(d1+d2)=847.5mmm取a0=850mm,符合0.7（d1+d2）a0120合適。1=162.72包角修正系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-7得到包角修正系數(shù)k=0.95k=0.95帶長(zhǎng)修正系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-2得到帶長(zhǎng)修正系數(shù)kL=1.05kL=1.05單根傳遞功率查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-7得到單根傳遞功率P0=1.82kwP0=1.82kw單根帶傳遞功率增量查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-5得到單根

9、帶傳遞功率增量P0=0.22kwP0=0.22kwV帶根數(shù)計(jì)算V帶根數(shù) Z= 取5跟V帶。Z=4.108V帶對(duì)軸的拉力V帶對(duì)軸的拉力F0=其中q根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-1得到0.17F0=263.07N兩帶輪的寬度B計(jì)算兩帶輪的寬度B 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-10得到fmin=11.5,e=19由B=101.7（四）齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算材料選擇按簡(jiǎn)圖所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-1選擇小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為260HBS，,大齒輪為45鋼（正火），硬度為210HBS，,二者材料硬度差為50HBS。小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為260HBS大齒輪材料為45

10、鋼（正火），硬度為210HBS由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-5,取， 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)齒輪按7級(jí)精度制造，取載荷系數(shù)為1.3(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-3)。齒寬系數(shù)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-6)小齒輪上的轉(zhuǎn)矩取Z=188(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-4) 齒數(shù)取，則模數(shù)齒寬 取,按機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表4-1取m=4mm,實(shí)際的中心距= =99.6mm=25 =100m=3.984mmb=79.68mm=100mm=400mma=250mm驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖11-8和圖11-9可得） ， ，校驗(yàn)：校驗(yàn)合格=90.8MPa=81.6MPa齒輪圓周速度計(jì)算齒輪圓周速度 v=1.88m/s齒頂高、齒根高

11、和齒高等計(jì)算 =4mm=5mmh=9mm基圓直徑b1=d1cos=100cos20=93.97mmdb2=d2cos=400cos20=375.88mm=93.97mm =375.88mm匯總齒輪計(jì)算結(jié)果附表（1）（五）軸的設(shè)計(jì)高速軸的設(shè)計(jì)輸在軸上的功率和轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩由上可知：，=6.37kw=240r/min求作用在齒輪上的力因已知高速小齒輪的分度圓直徑圓周力：徑向力：軸向力: =100mm=50800N=1849.7N=0初步確定軸的最小直徑材料為45鋼，正火處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表14-2，取，于是，由于鍵槽的影響，故輸出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處的直徑，取，根據(jù)帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸，取。=32

12、.81mm=35mm=102mm齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度為了滿足帶輪的軸向定位要求，1段右端需制出一軸肩，故取2段的直徑； =39mm初步選擇滾動(dòng)軸承因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。按照工作要求并根據(jù)，查手冊(cè)選取單列角接觸球軸承7209AC，其尺寸為，故。=39mmd3=d6=49mm齒輪處的軸端由小齒輪尺寸可知，齒輪處的軸端4的直徑 =49mm軸承端蓋的總寬度軸承端蓋的總寬度為(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故根據(jù)安裝時(shí)齒輪中心要在一條線上=9

13、5mm=50mm初步確定了軸的各段和長(zhǎng)度附表2軸上零件的周向定位由機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)表11-1查得帶輪與軸的周向定位采用平鍵連接。按平鍵截面。齒輪與軸的連接，選用平鍵截面確定軸上圓角和倒角尺寸參考機(jī)械設(shè)計(jì)表15-2，取軸端圓角軸上的載荷軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖軸的彎矩圖和扭矩圖。首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，再根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。附圖1求垂直面的支撐反力=924.485N=924.485N求水平面的支撐反力N=2540N繪制垂直面的彎矩圖= 繪制水平面的彎矩圖= 求合成彎矩圖=128.13N.m求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T=88.9N.m求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩從圖可以看出面a-a面最危險(xiǎn)，

14、其當(dāng)量彎矩為：取折合系數(shù)，代入上式得=138.8N.m計(jì)算危險(xiǎn)截面處的軸的最小直徑軸的材料為45鋼，正火處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表14-1查得由表14-3查得考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將最小直徑加大5%而實(shí)際設(shè)計(jì)的危險(xiǎn)截面處的因此該軸符合要求=30.8mm低速軸的設(shè)計(jì)輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由上可知，求作用在齒輪上的力因已知低速大齒輪的分度圓直徑圓周力：徑向力：軸向力：=400mm=4880N=1776.17N=0初步確定軸的最小直徑材料為45鋼，正火處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表14-2，取，于是，由于鍵槽的影響，故 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需

15、同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查機(jī)械課程設(shè)計(jì)表6-5，取，則： 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查機(jī)械課程設(shè)計(jì)表6-8，選用HL5型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑 ，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度dmin=53.97mmKA=1.5=1464N.mL=142mm軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度為了滿足辦聯(lián)軸器的軸向定位要求，1段右端需制出一軸肩d2=d1+2h1=57(h1=1)，故取2段的直徑；左端用軸端擋圈定位。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故第1段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取

16、d2=57mmL=142mmL1=140mm初步選擇滾動(dòng)軸承因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。按照工作要求并根據(jù)，查手冊(cè)選取單列角接觸球軸7212AC，其尺寸為，故d3=d6=60mm。d2=57mmd3=d7=60mm齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位取安裝齒輪處的軸端第4段的直徑；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的跨度為75mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸端應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，齒輪的軸向定位軸肩(其中h4=1-2mm,d4=2h4+d)。軸環(huán)寬度，取。l4=78mml5=12mm端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離根

17、據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故根據(jù)安裝時(shí)齒輪中心要在一條線上，有設(shè)計(jì)軸的草圖可得 l2=30mm確定了軸的各段和長(zhǎng)度附表3軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按由機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)表6-1查得齒輪與軸的連接，選用平鍵截面b=18mml=75mm確定軸上圓角和倒角尺寸參考機(jī)械設(shè)計(jì)表15-2，取軸端圓角。求軸上的載荷(L=120mm,K=125mm)求垂直面的支撐反力=888N=888N求水平面的支撐反力=2440N求F點(diǎn)在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力=5208N=10208N繪制垂直面的彎矩圖=53.28N.m繪制水平面的

18、彎矩圖=146.4N.mF力產(chǎn)生的彎矩圖危險(xiǎn)截面F力產(chǎn)生的彎矩為： =625N.m=312.48N.m求合成彎矩圖=468.27N.m求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T=976N.m求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩從圖可以看出面a-a面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為：取折合系數(shù)，代入上式得=588.02N.m計(jì)算危險(xiǎn)截面處的軸的最小直徑軸的材料為45鋼，正火處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表14-1查得由表14-3查得考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將最小直徑加大5%而實(shí)際設(shè)計(jì)的危險(xiǎn)截面處的因此該軸符合要求dmin=62mm兩根軸的裝配草圖附圖滾動(dòng)軸承的校核（軸承的預(yù)計(jì)壽命）計(jì)算輸入軸承已知，兩軸承的徑向反力由選定的角接觸球軸承7209AC，軸承內(nèi)部的軸向力因?yàn)椋怨剩?，查手冊(cè)可得由于，故; 計(jì)算當(dāng)量載荷、由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表16-9，取1.8，則 軸承壽命計(jì)算由于，取，角接觸球軸承