單級斜齒圓柱齒輪減速器畢業(yè)設(shè)計

1、單級斜齒圓柱齒輪減速器課程設(shè)計說明書目 錄1 .前言2 .設(shè)計方案擬定3 .電動機的選擇計算24 .傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算 35 .傳動零件的設(shè)計計算46 .齒輪的設(shè)計計算 77 .軸的設(shè)計計算108 .減速器高速軸的校核 139 .減速器高速軸滾動軸承的選擇及其壽命計算 1510 .高速鍵聯(lián)接的選擇和驗算1611 .減速箱箱體的設(shè)計 1712 .潤滑與密封1913 .參考資料20第16頁共22頁機械設(shè)計基礎(chǔ)這門課是培養(yǎng)學(xué)生機械設(shè)計能力的技術(shù)基 礎(chǔ)課。機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計是機械設(shè)計課程重要的環(huán)節(jié)， 是我們學(xué)習(xí)這門課程后進行的一項綜合訓(xùn)練。 其主要目的是:(1) 通過課程設(shè)計綜合運用機械設(shè)

2、計課程和其他先修課 程的理論和實際知識 掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律，樹立正確 的思想，培養(yǎng)分析和解決實際問題的能力(2) 學(xué)會從機器功能的要求出發(fā)，合理選擇傳動機構(gòu)類型 制定設(shè)計方案，正確計算零件的工作能力，確定它的尺寸、形 狀、結(jié)構(gòu)、及材料，并考慮制造工藝、使用、維護、經(jīng)濟和安 全問題等，培養(yǎng)設(shè)計能力。(3 )通過課程設(shè)計，學(xué)習(xí)運用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊和 查閱有關(guān)的技術(shù)資料等培養(yǎng)機械設(shè)計的基本技能。通過這次設(shè)計使我鞏固、加深了在機械技術(shù)課程中所學(xué)到 的知識，提高了我綜合運用這些知識去分析和解決問題的能 力。同時學(xué)會了機械設(shè)計的一般方法，了解和掌握了常用機 械零部件、機械傳動裝置和簡單機械的設(shè)計

3、方法與步驟，為 今后學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)知識打下必要的基礎(chǔ)。同時在這個過程中 我遇到了很多波折，有很多問題解決不了，讓我學(xué)會了和同 學(xué)們的團結(jié)全作與交流 最終解決了問題。培養(yǎng)了我一種團隊意識。也讓我重新審視我的學(xué)習(xí)過程，眼高手低，讓我知 道在今后的學(xué)習(xí)和工作中一定要踏實一、設(shè)計方案擬定（選擇設(shè)計題目1）1,設(shè)計題目名稱單級斜齒圓柱齒輪減速器2,運動簡圖iih3,工作條件每日工作班數(shù)為1 ,傳動工作年限為8年，工作場所為 車間，成批生產(chǎn)。4 ,原始數(shù)據(jù)1 ,輸出軸的功率為5k w2,輸出軸的轉(zhuǎn)速為4 5r/min二、電動機的選擇計算1 .選擇電動機系列按工作要求及工作條件選用三相異步電動機，封閉自扇冷式

4、 結(jié)構(gòu)，電壓為380v,y系列2 .選擇電動機功率傳動裝置的總效率：v帶傳動的效率x帶=0.96閉式齒輪的傳動效率t齒輪=0.97一對滾動軸承的效率t軸承=0.99傳動總效率4=0.96x0.97 x 0.99 2=0.9127;所需電動機功率pr=pw/ x =5/0.9127=5.478kw可選用y系列三相異步電動機y160m-鋰，額定功率p0=7.5kw,滿足p0 pro3 .選取電動機的轉(zhuǎn)速輸出軸的轉(zhuǎn)速4 w=4 0 r/min根據(jù)滾筒所需的功率和轉(zhuǎn)速，可選擇功率為3.5kw同步轉(zhuǎn)速為1000r/min型號的電動機。電動機數(shù)據(jù)及傳動比電機型額定同步轉(zhuǎn)速/滿載轉(zhuǎn)速總傳動號功率/kw(r/

5、min )/(r/min)比y160m-67.510009707.6二、傳動裝置的運動及動力參數(shù)計算1、分配傳動比電動機的滿載轉(zhuǎn)數(shù)no=970r/min總傳動比i 總=no/nw= 970/130=7.46取i帶=2,則減速器的傳動比i齒輪=i總/i帶=7.46/2=3.732、各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計算0軸：即電機軸pr=7.5kwnw=970r/mintr =9550x pr/nw=95507.5/970=59.27n mi軸：即減速器高速軸采用帶聯(lián)接傳動比i帶=2,帶傳動效率刀帶=0.96 ,p 1= p。刀 01= p。刀帶=7.5 x 0.96=5.78kwni= n 0/i 01

6、=970/2=485r/min丁=9550x r/n 1=9550x 5.78/485=113.81 n mii軸：即減速器的低速軸，一對滾動軸承的傳動比效率為不軸 承=0.99閉式齒輪傳動的效率為1齒輪=0.97 則刀12=0.99 0.97=0.96p2=p1 刀 12=5.78 x 0.96=5.55kwn2=n1/i 12=485/3.73=130.03r/mint2=9550x p2/n 2=9550x5.55/130.03=407.62 n m各軸運動及動力參數(shù)軸功率p/kw轉(zhuǎn)速n/(r/min)轉(zhuǎn)矩t/nm傳動型式比效率刀電動機7.597059.27v帶傳動20.96高速軸5.7

7、8480113.81閉式齒輪傳動3.730.97低速軸5.55130.08407.62三、傳動零件的設(shè)計計算1、v帶傳動的設(shè)計算(1)確定設(shè)計功率r ,載荷有輕度沖擊，2班制，ka = 1.2fc=kaxp=7.22kw選取v帶的型號根據(jù)pc和n。，因工作點處于b型區(qū)，故選b型帶。(3)確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2選擇小帶輪直徑dd1確定 dd1=125mm驗算帶速v二 ddinv=60 1000 =6.35m/s在5m/s25m/s之間，故合乎要求。確定從動輪基準(zhǔn)直徑dd2(書p211)nidd2 = n2 dd1(1- &)=2 x 125m(1-0.02)=245mm取從動輪基準(zhǔn)直徑為

8、dd2 =250mm確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度ld初定中心a0 (書p220)取初定中心距 0.7(d d1+dd2) a0120符合要求(6)確定帶根數(shù)z根據(jù)電機的轉(zhuǎn)速n=970和小帶輪直徑125mm查得 p0=1.67kw ,p0=0.30 (i=2) , ka =0.95 , kl=0.90pcz=(b +ap。)ka 凡=72=4.29 根(1.67 0.03) 0.95 0.90取z=5根(7)、計算作用于軸上的載荷fr單根v帶的初拉力：立空f0=500 z ( ka -1)+q 2 =500 7.22 (-2.5- -1) 0.17 6.352 =192.6.35 50.9537n

9、式中q查得q=0.17kg/m。sin 3fr=2f0z2 =1900.90n(8)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計dd1300mm用孔板式輪緣與小輪相同，輪轂與軸同時設(shè)計。四、齒輪的設(shè)計計算：1 .選擇齒輪材料精度等級齒輪減速器為一般機械，小齒輪材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)，硬度210220hb取220hbs大齒輪45鋼正火，硬度170210hb取200hbs計算循環(huán)次數(shù)nn=60n1j 必=60父485父1父（10 父365m16）=1.27 x109nn2= i =3.42 108取載荷系數(shù)shmin=1.1由圖 11-1 （書 166頁）查得 仃him1=500mpa , %im2 =460

10、mpa計算許用接觸應(yīng)力h lim 1s sh 1= shmin =454.55mpah lim 2l h 2 = sh min =418.18mpa取:h=420mpa2 .按齒面接觸強度確定中心距小輪輪距pt1=9.55 父106 2=9.55x10x578=1.14 x 105n m485取得k=1.4,得中a=1,=133.66mm取中心距a=140mm取小輪齒數(shù)乙=20 則大齒輪數(shù)z2=75所以屋=75/20=3.75計算得到 ai = (3.75-3.72 ) /3.72=0.8%也在正負(fù)5炕間，故合理。模數(shù) mn = 2a cos =2.87mm取 m=3mm 乙2a=m(z1z2

11、) =142.5mm2齒寬 b= a d1 =60mm分度圓直徑：d1=m 乙=60mmd2=m z2=225mm圓周速度 v=3.14 60 485/60 1000=1.52m/s應(yīng)選用9級精度3 .驗算齒面接觸疲勞強度按電機驅(qū)動載荷輕度沖擊由表11-3得ka=1.25由圖 11-2(b)按9級精度和 vz1/100=1.024 x25/100=0.256m/s得 kv=1.02齒寬b= a a =0.35 155 = 54.25mm由圖113（a）（指導(dǎo)書 177頁）按 b/di =54.25/50.987 = 1.064考慮到軸的剛度較大和 齒輪相對軸承為非對稱 布置，得kp = 1.1

12、8 由表11 一4（指導(dǎo)書178頁）得k1.2載荷系數(shù) k = kakvk .k ： =1.25 1.02 1.18 1.2 =1.80533由表 11 一4（指導(dǎo)書 178頁）zv1 =zcosp =25/cos11.29 =26.51一 一3 - 一3 一 zv2 =z2/cos ; 127/cos 11.29 =134.7得:1 二0.796, =0.822二=1h =0.796 0.822 = 1.61854.25 sin11.293.14 2= 1.69由圖11 -6（指導(dǎo)書180頁）得z, = 0.754入nzhzez z： 2kt1（u 1） =2.45 188.9 0.754

13、0.98、2 饞5 嗎/08。 :bd12u54.25 50.9872 5.08-611mpa ”二h -632.8mpa4校核齒根彎曲疲勞強度按zv1 =26.51,zv2 =134.7由圖 11 8（書 173m）查得 yfa1 = 2.9,yfa2 =2.23 由圖11 -11（指導(dǎo)書 184頁）查得 ysa1 =1.58,ysa2 =1.82由表 11 -1（書 166頁）查的 yfe1 = 450mpa, yfe2 = 300mpa, sf =1.25由圖11-16（b）（指導(dǎo)書 187頁）查得 c，m1 =290mpa,；mm2 -220mpa 由圖11 -18 指導(dǎo)書 188頁）

14、查得 yxi =yx2 =1.0,取 yst =2.0,sfmin =1.4 由圖11 -17（指導(dǎo)書188頁）查得yni =yn2 =1.045011 l=1.25=360mpa300入2 l1.25 =240mpa2kt1二 fi bm mz yfa1 %2 1.8 270000= 104 6.5 6.5 212.9 1.58=48.27mpabf1 =360 mpa,安全yfa2ysa2二 f2=；：f1 yfalysal48.272.23 1.822.9 1.58 =42.76mpabf2=240mpa 安5.齒輪主要參數(shù)及幾何尺寸計算z1 =21z2 =114 m n =6.5mm

15、u=5.428 d1 = 136.5mm d2=741mm a =438.75mm ha ha* hf c*ha = ha* m =1 65. = 6.5mm hf =(ha* c*)m =1.25 6.5 =8.125mm da1 = d1 2ha = 149.5m m da2 = d2 2ha = 754mm df1 =d1 -2hf = 120.25mm df2 =d2 -2hf = 724.75mm齒寬 b2 = b =54.25, b1 =b2 +(510)= 59.24 64.24mm,取60mm五、軸的設(shè)計計算i .減速器高速軸的設(shè)計計算高速軸傳遞的功率 pi=5.78kw 轉(zhuǎn)速

16、n1=485r/min ,分度 圓直徑d1=60mm齒寬b=60,轉(zhuǎn)矩t1=113.81n - m,軸的材料 為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。c=12q d1a c3jp=27.41mm 因鍵梢要擴大 3%5%d1=27.41 x ( 1.031.05 ) =28.2328.78mmi 取 d1=28.5mm帶輪輪轂寬度(1.52.0 ) d1=42.7557mm 取 50mml1略小于轂孔l1=48mm軸肩高 h= (0.070.1 ) d1=1.9952.85mm軸頸 d2= d i+2h=32.4934.2mm md2=35mm用球軸承6008內(nèi)徑 d=40mm 外徑 d=68mm寬度 b=15m

17、m da=46mm da=62mm貝 u d3 =40mm擋油環(huán) b=2mm a =14mm貝u l3 =b+a + b =31mmd7=d3=40mm l7 = l3 =31mms =0.025 x a1+3=7.16mm 取 8 =8mm上箱壁厚 61 = 0.98 s =7.2mm 取 61=8mma1 = 166.25mn c3 產(chǎn)=38.44mm增大 3%5% d=38.44 (1.031.05 ) =39.5940.36mm取 a =40mmka =1.5, t=kat2=611.43n m軸段略小于轂孔的長度l1=82mm軸肩 h= (0.07-0.1 ) 6=2.84mmd2

18、= d1+2h=45.648mm 取 d2=45mm選取深溝球軸承 6010 d=50mm d=80mm b=16m(m=56mmda =74mm a貝u d3 = d6=50mmd4=55mmb2=60mml4=58mm k=13mml2= l+e+k+a t- a-b=45mmh= (0.07-0.1 ) d4=3.855.5mm取 h=5mm 貝u d5=65mm：3=，+bl-ib2=12.5mm4=2.5mm l5= 3- 4 = 10mml6=b+-a + 4=32.5mml6=32mml3”- l4 + 3 +a +b=44.5mml3=44mml=l +l2 + l3+l4 +

19、 l + l6=271mm(4)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)六、減速器高速軸的校核1.對軸進行分析，作當(dāng)量彎矩圖(1).計算作用于齒輪軸上的作用力t 轉(zhuǎn)矩6 p= 9.55 106- -270994n mmn1圓周力2t _ 2 270994ft = d 137-3596n徑向力 fr=ft =3596n軸向力 fa = ft tan =3596 tan0 =0(2).求支座反力.a.鉛直面內(nèi)的支座反力-ray(l1l2) ftl2 =0據(jù)z mb=0,得rayli l23596 6570 65-1731n據(jù) y =0,得 rby = ft - ray =3596-1731 = 1865nb.水平面內(nèi)的支座反

20、力據(jù)，mb=0,得-raz(li l2) - fa d frl2 =02frl2 - fa d 3596 65-0 137raz22 =1731nli l270 65據(jù)工 z=0,得rbz =fr_raz =3596-1731 = 1865n(3) .作彎矩圖a.鉛直面內(nèi)彎矩my圖mcy =rayl1 =1731 70 =121170n mmb.水平面內(nèi)彎矩mz圖在 c 電左邊 乂以=raz l1 =1773m70 = 121170n mm在c點右邊mcz =rbzl2 = 1865 65 = 121225n mmc.作合成彎矩圖在c點左邊mc = mcy mcz = (12117。2 (12

21、117。2 =171334m mm在c點右邊mc = mcy mcz = .(121170)2 (121225)2 = 172061 n mm(4) .作轉(zhuǎn)矩圖t=270994n mm(5) .作當(dāng)量彎矩圖該軸單向工作轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)考慮取a =0.6當(dāng)量彎矩mv= m 2 (：t)2在c點左邊mvc = jmc +(at)2 =:(171334)2 +(0.6父270994)2 =231537n mm 在c點右邊mvc = mc2 (= t)2 = (172061)2 (0.6 0)2 = 172061n mm在d點mvd =：t =0.6 270994 = 162596n mm(6) .按當(dāng)

22、量彎矩計算軸的直徑由mv圖看出c點的當(dāng)量彎矩mv最大。d點軸的斷面尺寸較 小。所以該軸的危險斷面是c點和d點。由45鋼（調(diào)制處理） 查表13-1 （指導(dǎo)書218頁）得冊=650mpa在查表13-2查表得瓦 l=60mpa按式（13-4）計算c點軸的直徑de之 3mvc = 33.78mm,0.1二b考慮鍵梢影響，有一個鍵梢，軸徑加大 5%dc =33.78 (1 0.05) = 35.47mm該值小于原設(shè)計該點處軸的直徑，安全。d點軸的直徑dd 之3-mvd- = 30.04mm1.0.1 -b4考慮鍵梢影響，有一個鍵梢，軸徑加大 5%dd =30.04 (1 0.05) = 31.54mm該

23、值小于原設(shè)計該點處軸的直徑，安全。七、減速器高速軸滾動軸承的選擇及其壽命計算已知:6210軸承(50 x90x20)?；绢~定動載荷 c=27kn基本額定靜載荷 g=19.8kn,e=0.21,y=23由前面計算得知：該對軸承的水平支反力分別為：raz =1731, rbz =1865垂直支反力分別為：ray =1731n, rby =1865n合成支反力：ra= ray raz = 17132 17132 = 2422 nrb=jry +r；z =由8652 +18652 = 2637nsara2y24222 2.3二 527nsb 二rb2y26372 2.3= 573nsb fa =57

24、3 0 =573n sa =527naa =573n,ab =527naa573a = =0.24 e =0.21ra 2422所以取 xa=0.9, ya=0.9軸承承受輕度載荷沖擊，支反力a處有彎矩。所以取fd=1.2,fm =1.5pa=fd fm(xara yaaa)= 1.2 1.5 (0.9 2422 0.9 527) = 4777.3nab _ 527rb - 2637= 0.20 :二 e =0.21所以取xb=1,yb=0pb二 fd fm rb =1.2 1.5 2637 = 4746.6n第25頁共22頁papb計算軸承 a 的壽命106pa=60 nftc18106/1m 27000、i =()8= (6.4-608