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、電機的選擇及主要性能的計算31. 電機的選擇 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 18、刖呂1. 作用及意義機器一般是由原動機、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動 機的運動和動力、變換其運動形式以滿足匸作裝置的需要，是機器的重要組成部 分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作性能、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 高和使用維護方便。本設(shè)計中原動機為電動機，工作機為皮帶輸送機。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)代機器 中應(yīng)用最為廣泛的機構(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。綜合運用機械設(shè)訃基礎(chǔ)、機械制造基礎(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械產(chǎn)品所涉及的結(jié)構(gòu)、強度、制造、 裝配以及表達等方面的知識，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：膠帶運輸機山電動機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、電機的選擇及主要性能參數(shù)計算1-電動機的選擇電機類型的選擇，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，電壓38OV電動機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所需電動機功率為：乙=上=冷二=5348好Vrj 0.733因載荷平穩(wěn)，電動機額定功率Ped大于Pd，查電動機技術(shù)數(shù)據(jù)選擇電動機的 額定功率為5.5kW。確定電動機的轉(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 動機的價格和質(zhì)量，查1中表8-169中Y系列電動機技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動機選用 1500r/niin電動機，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，山齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于山齒根彎曲疲勞強度 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度所決定的承載能 力，而齒面接觸疲勞強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)定進行負荷實驗，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 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)