朱聰課程設(shè)計說明書一級圓柱齒輪減速器

1、目錄一、刖弓 21. 作用意義22. 傳動方案規(guī)劃2二、電機(jī)的選擇及主要性能的計算31. 電機(jī)的選擇 32. 傳動比的確定33. 傳動功率的計算4三、結(jié)構(gòu)設(shè)計61. 齒輪的計算62. 軸與軸承的選擇計算93. 軸的校核計算114. 鍵的計算 145. 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計14四、加工使用說明 161. 技術(shù)要求162. 使用說明16五、結(jié)束語17參考文獻(xiàn) 18、刖呂1. 作用及意義機(jī)器一般是由原動機(jī)、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動 機(jī)的運動和動力、變換其運動形式以滿足匸作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成部 分。傳動裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方 案除滿足工作

2、裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率 高和使用維護(hù)方便。本設(shè)計中原動機(jī)為電動機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動方案采用了兩級傳動, 第一級傳動為二級直齒圓柱齒輪減速器，第二級傳動為鏈傳動。齒輪傳動的傳動效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現(xiàn)代機(jī)器 中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計釆用的是二級直齒輪傳動（說明直齒輪傳動 的優(yōu)缺點）。說明減速器的結(jié)構(gòu)特點、材料選擇和應(yīng)用場合。綜合運用機(jī)械設(shè)訃基礎(chǔ)、機(jī)械制造基礎(chǔ)的知識和繪圖技能，完成傳動裝置的 測繪與分析，通過這一過程全面了解一個機(jī)械產(chǎn)品所涉及的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、制造、 裝配以及表達(dá)等方面的知識，培養(yǎng)綜合分析、實際解決工程問題的

3、能力，2. 傳動方案規(guī)劃原始條件：膠帶運輸機(jī)山電動機(jī)通過減速器減速后通過鏈條傳動（傳動比為 2,傳動效率為0.88）,連續(xù)單向遠(yuǎn)傳輸送谷物類散粒物料，工作載荷較平穩(wěn)，設(shè) 計壽命10年，每天工作8小時，每年300工作日，運輸帶速允許誤差為5%。原始數(shù)據(jù)：運輸機(jī)工作拉力F/（N）2800運輸帶工作轉(zhuǎn)速1.4卷筒直徑 Dhnm350二、電機(jī)的選擇及主要性能參數(shù)計算1-電動機(jī)的選擇電機(jī)類型的選擇，按已知工作要求和條件選用Y系列一般用途的全封閉 自扇鼠籠型三相異步電動機(jī)，電壓38OV電動機(jī)的選擇滾筒工作所需功率為：Pco- Fv =000*14 =3.92 加1000 1000確定各個部分的傳動效率為：

4、鏈條傳動效率7 =0.88 ,滾動軸承效率(一對) “2=0.98,閉式齒輪傳動效率仏=0.97,二級減速器傳動效率久=0.96,帶入 得 =0.88x0.984 x0.972 x 0.96 = 0.733p 3 Q2所需電動機(jī)功率為：乙=上=冷二=5348好Vrj 0.733因載荷平穩(wěn)，電動機(jī)額定功率Ped大于Pd，查電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)選擇電動機(jī)的 額定功率為5.5kW。確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速為：60 x 1000v/% = 76.43 ?/ minzzf)根據(jù)書1中表2-1推薦的傳動比范圉，二級圓柱齒輪減速器為840,鏈傳動比為2,總傳動比匚=1680,故電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圉為nd =

5、 ifanw = (16 80) x 76.4 = 1222 .4 3056 r/niin符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1500和3000r/nin兩種，考慮到傳動裝置及電 動機(jī)的價格和質(zhì)量，查1中表8-169中Y系列電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動機(jī)選用 1500r/niin電動機(jī)，型號為Y132S-4。額定功率5.5kW,轉(zhuǎn)速1440min ,額定 轉(zhuǎn)矩2.2 o2.傳動比的確定總傳動比為：% _ 1440叫 76.4= 18.85分配傳動比：鏈傳動傳動比為2,則減速器的傳動比為:1&85= 9.425取二級圓柱齒輪減速器低速級傳動比匚=1 兀所以高速級傳動比.=7/13 = 79.425/1.3 = 2

6、.69低速級傳動比_ 9.4252.69= 3.53. 傳動功率計算軸1：P、= 11；x 0.01644 = 1.719mV2獷對比計算結(jié)果，山齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)m大于山齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 計算的模數(shù)，山于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能 力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲疲勞 強(qiáng)度算得的模數(shù)1.719,并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值2mm,按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直 徑山=54.39 mm算出小齒輪齒數(shù):心 54.39 xz=心 27m 2大齒輪齒數(shù)：乙=Z X/ = 27 x 2.69 = 735455取乙=73。(4) 幾何尺寸計算dx =

7、Z? = 2 x 27 = 54皿d2 = z2f = 73 x 2 = 146”+厶54 + 146 “ca- 1二2=務(wù) 1OO/7/7?2齒寬:b =Mi = 1 x 54 = 54mm所以取小齒輪齒寬： =60?？大齒輪齒寬：B2 = 55 mm齒輪3和齒輪4的確定：同理，通過計算，取齒輪3的齒數(shù)為5=31,齒輪4的齒數(shù)為z4=109,模數(shù)為弘=2訃算兒何尺寸:dy = w】=31x2 = 62 mm = z4m2 = 1 旳 x 2 = 21862 + 2182=140”齒寬：b =ad3 = 1 x62 = 62nun所以取小齒輪齒寬：= 70mm ,大齒輪齒寬：B4 = 65nu

8、n齒輪 參數(shù)第一對齒輪第二對齒輪齒輪1齒輪2齒輪3齒輪4齒數(shù)Z277331109模數(shù)2222分度圓直徑d/(mm)5414662218齒寬b/(mm)60557065傳動比i2.693.5中心距a/(mm)1001402. 軸與軸承的選擇和計算輸出軸即軸3的設(shè)計訃算(1) 初步確定軸的最小直徑：已知 4 = 4.73 kw ,n3 = 153 r/min, 7 = 295 5Nm選用材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)查2表15-3,取如=125,查 表15-1得對稱循環(huán)彎曲許用應(yīng)力b = 60MP按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算，初步計算軸徑4 73 =35A5mm考慮鍵槽的影響，增大3%，則= 35 15 x (

9、1 + 0.03) = 36.2軸最小直徑輸出直徑為安裝聯(lián)軸器處，聯(lián)軸器的孔徑有標(biāo)準(zhǔn)系列，故軸最小 直徑處須與聯(lián)軸器的孔徑想適應(yīng)，所以，取軸的最小直徑為心=40切確定軸各段的直徑和長度 d ： d、= 40mm厶:根據(jù)聯(lián)軸器的長度，取厶=80?？ 厶：半聯(lián)軸器需要定位，故需設(shè)計一定位軸肩，軸肩高度h = (0.07=(0.07 0.1)x40 = 2840m, 所以取h = 3.5mm 則 = 40 + 7 = 47mmL2 :根據(jù)外伸長度確定為60mm 3：這段與軸承配合，初選軸承內(nèi)徑為d = 50mm ,初定為6209厶：根據(jù)軸承寬度b=19mm,所以L?=20mm 心：有軸承的安裝尺寸確

10、定，取d4= 57nun厶4：根據(jù)裝配草圖大齒輪和軸承在箱體內(nèi)位置取L4 = 66.5mm 7：安裝軸承，采用套筒給齒輪定位，d. = 50mmL,:根據(jù)裝配草圖，確定厶=42.5nun 6：這段安裝齒輪,取= 55mm厶6：根據(jù)齒輪寬度,取6 =65-3 = 62/1 心：這段為軸環(huán)的直徑，用來定位齒輪，故需要設(shè)計定位軸肩，厶=65mm 厶“軸環(huán)長度，按厶al.52確定，所以這里取厶=2rnm圖3(3)軸承的選擇對軸進(jìn)行受力分析，軸承上受到的力為FF2,如圖3FhiFv2FH2F,i2T _ 2x295.555-=107457VFr= Ft tan a = 3910 9N求支反力垂直方向：p

11、m+F2 YjF/n= 5776/V=F2 182片61 = 0 fII2 = 2912N水平方向:frvl+FV2=Fr fFVI= 2102/Vfvi 182-甩61=0厲2 =1060N所以軸承上受到的力為：耳=昭+尺2 =6146N ,巧=JF： +用2 = 3099/V軸承只受到徑向力，沒有軸向力，計算當(dāng)量動載荷P，根據(jù)2中公式13-8 P = fp(XF+YFJ取fp =1.2,X =1,貝ij P = 1.2x6146 = 7375.2N根據(jù)書2公式13-6,求軸承應(yīng)有的基本額定動載荷值60x153 x2400010=44544 7V查機(jī)械設(shè)計手冊選擇C=52800N的6309軸

12、承。 同理，對另外兩對軸承進(jìn)行計算選擇，得：深溝球軸承參第一對第二對第三對型號630564056309內(nèi)徑(mm)252545額定動載荷Cr(KN)22.23&352.83. 軸的校核及計算考慮到箱體的結(jié)構(gòu)，對齒輪以及軸進(jìn)行修正。(1)齒輪修改模數(shù)，第一對齒輪取“=25,第二對齒輪模數(shù)取3則齒輪 參數(shù)、第一對齒輪第二對齒輪齒輪1齒輪2齒輪3齒輪4齒數(shù)Z308331109模數(shù)m/(mm)2.52.533分度圓直徑d/(mm)75207.593327齒寬b/(mm)546090843 +4 .23 + 327 訕2中心距:心+2.75 + 207.5 2心 140mm(2) 根據(jù)齒輪，修改輸岀軸3

13、各段尺寸如圖4：12.0024.5049.5081.00178.00157.50aoOOOO廠Ocr iSV)守-(Vir)寸in寸LCco圖4同理計算，可等輸入軸，與中間軸的各段尺寸: 輸入軸1：中間軸厶5056117601911J- sTQIQI03Q9 b* Q040圖5對輸入軸1進(jìn)行校核計算：直齒圓柱齒輪傳動，將受到的法向載荷分解為圓周力行和徑向力巴，受力 如圖所示，得27； _ 2 x 25530732= 1596NFr = Fj tan a = 1596 x 0.364 = 581N垂直方向：Pv + fvi = FtFV2 -212-/; -155 = 0Fvl = 429NFV

14、2 =1167N15557ZrHi/FhzFvx“2Ft垂直方向最大彎矩Mv = FV x 155 = 66495 N mm彎矩圖如圖所示水平方向：+ Fh? =得F/2-212-Fr-155 = 0 ，fFin =156N片2 =425N水平方向最大彎矩Mh = FH x 155 = 24180 N nun合成彎矩：M = 70755N mm如圖所示陲M扭矩：T = 255307V 皿按照第三強(qiáng)度理論:2W0.1x32圖7所以滿足使用要求。4. 鍵的計算輸岀軸3安裝齒輪的鍵，材料為45鋼，靜載荷時b= 120150MP心根 據(jù)安裝齒輪段軸的直徑，選擇普通平鍵14X56載荷載鍵上工作面上均勻分

15、布，普通平鍵連接強(qiáng)度條件2TxlO3kid2x2172x24.5x42x50= 46MPa 89箱蓋壁厚q0.855 89箱座、箱蓋、箱座底 凸緣厚度b、bl % b2Z? = 1.5(5 = 13.5; =1.5 J, =13.5;/?2 =2.5J = 22.5地腳螺栓直徑及數(shù)目d f x na 200, df = 0.047a + &舁 4dj = 20n = 6軸承旁聯(lián)接螺栓直 徑久0.7516箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓 直徑d2(0.5 O.6)t7 z-10軸承端蓋螺釘直徑軸承外圈直D70 100110 1401012螺釘數(shù)LI46檢查孔蓋螺釘直徑雙級減速器心=6df、%、厶至箱外壁 距離

16、df. “2至凸緣邊緣卸離螺栓直徑M10M16M20Imin1622262 m in142024軸承座外徑0厶 + (55.5)3d224130150185軸承旁聯(lián)接螺栓距 離S一般取SD2軸承旁凸臺半徑&s軸承旁凸臺高度h由結(jié)構(gòu)決定，可取38mm箱外壁至軸承座端 面距離厶q + (5 8)50箱蓋、箱座肋厚mA. m也1 085;7 0.85 J“ =8m = 8大齒輪頂圓與箱內(nèi) 壁間距離d1.2510齒輪端面與箱內(nèi)壁 距離2 J102）減速器附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）檢查孔和視孔蓋檢查孔用于檢查傳動件的嚙合情況、潤滑情況、接觸斑點及齒側(cè)間隙，還可 用來注入潤滑油，檢查要開在便于觀察傳動件嚙合區(qū)的

17、位置，其尺寸大小應(yīng)便于 檢查操作。視孔蓋用鑄鐵制成，它和箱體之間加密封墊。（2）放油螺塞放油孔設(shè)在箱座底面最低處，其附近留有足夠的空間，以便于放容器，箱體 底面向放油孔方向傾斜一點，并在其附近形成凹坑，以便于油污的匯集和排放。 放油螺塞為六角頭細(xì)牙螺紋，在六角頭與放油孔的接觸面處加封油圈密封。（3）油標(biāo)油標(biāo)用來指示油面高度，將它設(shè)置在便于檢查及油面較穩(wěn)定之處。（4）通氣器通氣器用于通氣，使箱內(nèi)外氣壓一致，以避免山于運轉(zhuǎn)時箱內(nèi)溫度升高，內(nèi) 壓增大，而引起減速器潤滑油的滲漏。將通氣器設(shè)置在檢查孔上，其里面還有過 濾網(wǎng)可減少灰塵進(jìn)入。（5）起蓋螺釘為便于起蓋，在箱蓋凸緣上裝設(shè)2個起蓋螺釘。拆卸箱蓋時

18、，可先擰動此螺 釘頂起箱蓋。（7）定位銷在箱體連接凸緣上相距較遠(yuǎn)處安置兩個圓錐銷，保證箱體軸承孔的加工精度 與裝配精度。四、加工使用說明1. 技術(shù)要求 裝配之前，所有零件均用煤油清洗，滾動軸承用汽油清洗，未加工表面涂 灰色油漆，內(nèi)表面涂紅色耐油油漆； 嚙合間隙用鉛絲檢查，側(cè)隙值應(yīng)不小于0.10mm； 用涂色法檢查齒面接觸斑點，按齒高不得小于55%,按齒長不得小于50%； 安裝軸承時嚴(yán)禁用榔頭直接敲擊軸承內(nèi)、外圈，軸承裝配后應(yīng)緊貼在軸肩 或套筒端面上； 調(diào)整、固定軸承，應(yīng)使各軸上軸承留有0.05到0.10 mm的軸向游隙； 減速器注入90號工業(yè)齒輪油(SY1172-80)至規(guī)定高度； 裝配時應(yīng)在

19、蓋、座接合處用密封膠或水玻璃粘合，不允許使用任何填料； 按JB1130-70的規(guī)定進(jìn)行負(fù)荷實驗，實驗時油池溫升不得超過35度，軸承 溫升不得超過40度，密封處不得有漏油現(xiàn)象。2. 使用說明 潤滑方式、潤滑油牌號的選擇，由于兩對嚙合齒輪中的大齒輪直徑相差不 大，且它們的速度都不大，所以齒輪傳動可采用浸油潤滑，選用90號工業(yè)齒輪 油(SY1172-80)o輸入軸與輸出軸處用氈圈密封。 密封說明在試運轉(zhuǎn)過程中，所有聯(lián)接面及軸伸密封處都不允許漏油。剖分面允許涂以 密封膠或水玻璃，不允許使用任何碘片。軸伸處密封應(yīng)涂上潤滑脂。 拆裝和調(diào)整的說明在安裝調(diào)整滾動軸承時，必須保證一定的軸向游隙，因為游隙大小將影

20、響軸 承的正常工作。當(dāng)軸直徑為3050mm時，可取游隙為4070mm。在安裝齒輪或 蝸桿蝸輪后，必須保證需要的側(cè)隙及齒面接觸斑點，側(cè)隙和接觸斑點是山傳動精 度確定的，當(dāng)傳動側(cè)隙及接觸斑點不符合精度要求時，可以對齒面進(jìn)行刮研、跑 合或調(diào)整傳動件的嚙合位置。也可調(diào)整蝸輪軸墊片，使蝸桿軸心線通過蝸輪中間 平面。五、結(jié)束語通過設(shè)計，該二級圓柱齒輪減速器具有以下特點及優(yōu)點：1）能滿足所需的傳動比齒輪傳動能實現(xiàn)穩(wěn)定的傳動比，該減速器為滿足設(shè)計要求而設(shè)計了 1 ：973 的總傳動比。2）選用的齒輪滿足強(qiáng)度剛度要求山于系統(tǒng)所受的載荷不大，在設(shè)計中齒輪采用了腹板式齒輪不僅能夠滿足強(qiáng) 度及剛度要求，而且節(jié)省材料，降低了加工的成本。3）軸具有足夠的強(qiáng)度及剛度山于二級展開式齒輪減速器的齒輪相對軸承位置不對稱，當(dāng)其產(chǎn)生彎扭變形 時，載荷在齒寬分布不均勻，因此，對軸的設(shè)計要求最高，通過了對軸長時間的 精心設(shè)