機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器說明書

1、北 方 民 族 大 學(xué) 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 基 礎(chǔ) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書目 錄l 設(shè)計(jì)任務(wù).2 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算.3 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算.4 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.5 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算.6 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.7 減速器高速軸的校核.8 減速器高速軸滾動(dòng)軸承的選擇及其壽命計(jì)算.9 高速鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算.10 聯(lián)軸器的選擇.11 潤滑與密封.12 參考文獻(xiàn).13 設(shè)計(jì)體會(huì). .一 設(shè)計(jì)任務(wù)1總體布置簡圖 1電動(dòng)機(jī)；2皮帶；3齒輪減速器；4帶式運(yùn)輸機(jī)；5鼓輪；6聯(lián)軸器2 工作情況：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)3 原始數(shù)據(jù)鼓輪的扭矩t（nm）：鼓輪的直徑d（mm）：400運(yùn)輸帶速度v（m/s）：1.5帶速

2、允許偏差（）：5使用年限（年）：10工作制度（班/日）：24 設(shè)計(jì)內(nèi)容1. 電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算；2. 斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算3. 軸的設(shè)計(jì)4. 滾動(dòng)軸承的選擇5. 鍵和連軸器的選擇與校核；6. 裝配圖、零件圖的繪制7. 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫5設(shè)計(jì)任務(wù)a) 減速器總裝配圖一張b) 齒輪、軸零件圖各一張c) 設(shè)計(jì)說明書一份6 設(shè)計(jì)進(jìn)度1、 第一階段：總體計(jì)算和傳動(dòng)件參數(shù)計(jì)算2、 第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計(jì)3、 第三階段：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制4、 第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算說明書的編寫二、電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算如圖2-1所示的膠帶運(yùn)輸帶的有效拉力f=6500n，工作速度v=

3、1.5m/s,傳動(dòng)滾動(dòng)直徑d=400mm,載荷平穩(wěn)，電源為三相交流，空載啟動(dòng)，室內(nèi)工作有粉塵,使用期限10年。帶速允許誤差大于-5%且小于5%,試選擇電動(dòng)機(jī)。圖2-11.選擇電動(dòng)機(jī)系列按工作要求及工作條件選用三相異步電動(dòng)機(jī),封閉自扇冷式結(jié)構(gòu),電壓為380v,y系列。 2.選擇電動(dòng)機(jī)功率卷筒所需的有效功率：= 9.75kw傳動(dòng)裝置的總效率： v帶傳動(dòng)的效率 帶=0.95閉式齒輪的傳動(dòng)效率 齒輪=0.97一對(duì)滾動(dòng)軸承的效率 軸承=0.98聯(lián)軸器的效率 聯(lián)軸器=0.99傳動(dòng)滾筒效率 滾筒=0.96傳動(dòng)總效率=0.950.970.9820.990.96=0.841所需電動(dòng)機(jī)功率 =11.59kw由表9

4、-39（指導(dǎo)書209頁）可選用y系列三相異步電動(dòng)機(jī)y180l-6型，額定功率p0 =15kw或選用y系列三相異步電動(dòng)機(jī)y160l-4型，額定功率p0 =15kw,均滿足p0 pr。3.選取電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速滾筒轉(zhuǎn)速 =71.66r/min根據(jù)滾筒所需的功率和轉(zhuǎn)速，可選擇功率為15kw，同步轉(zhuǎn)速分別為1500r/min和1000r/min兩種型號(hào)的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及傳動(dòng)比方案號(hào)電機(jī)型號(hào)額定功率/kw同步轉(zhuǎn)速/（r/min）滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)總傳動(dòng)比1y160l-4151500146020.372y180l-615100097013.54通過比較決定選擇第2種方案，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為y180l-6,

5、同步轉(zhuǎn)速為1000r/min，所選電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)和安裝尺寸如下表額定功率p0/kw15電動(dòng)機(jī)外伸軸直徑d/mm38滿載轉(zhuǎn)速n0（r/min）970電動(dòng)機(jī)外伸軸長度e/mm80額定扭矩1.8電動(dòng)機(jī)中心高h(yuǎn)/mm132三、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1、分配傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)數(shù)n0=970r/min總傳動(dòng)比 i總 = n0/nw = 970/71.66=13.54取i帶 =2.5 則減速器的傳動(dòng)比 i齒輪= i總/i帶=13.54/2.5=5.4162、各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算0軸：即電機(jī)軸p0=pr=11.59kwn0=970r/mint0=9550p0/n0=955011.59/970=11

6、4.11軸：即減速器高速軸采用帶聯(lián)接傳動(dòng)比i帶 =2.5，帶傳動(dòng)效率帶=0.95， p1= p001= p0帶 =11.590.95=11.01kwn1= n0/i 01=970/2.5=388r/mint1=9550p1/n1=955011.59/388=285.27軸：即減速器的低速軸，一對(duì)滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)比效率為軸承=0.98 閉式齒輪傳動(dòng)的效率為齒輪=0.97則12=0.97=0.980.97=0.95p=p12=11.010.95=10.46kwn=n/i=388/5.416=71.64r/mint=9550p/n=955010.46/71.64=1394.31軸：即傳動(dòng)滾筒軸 軸承=

7、0.98 聯(lián)軸器=0.99 齒輪=0.97 23=0.980.990.97=0.94p=p23=10.460.94=9.83kwn= n/i=71.64/1=71.64r/mint3=9550p/n=95509.83/71.64=1310.71各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)軸序號(hào)功率p/kw轉(zhuǎn)速n/(r/min)轉(zhuǎn)矩t/nm傳動(dòng)型式傳動(dòng)比效率011.59970114.11v帶傳動(dòng)2.50.95111.01388285.27閉式齒輪傳動(dòng)5.4160.97210.4671.641394.31彈性聯(lián)軸器1.00.9939.8371.641310.71四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、v帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)算(1)確定設(shè)計(jì)功率p

8、c , 載荷有輕度沖擊， 2班制， =1.2（書218）pc=p=18kw(2)選取v帶的型號(hào) 根據(jù)pc和n0，因工作點(diǎn)處于b型區(qū)，故選b型帶。（課本圖13-15）(3)確定帶輪基準(zhǔn)直徑、選擇小帶輪直徑由表10-4（書p214頁）確定=140mm驗(yàn)算帶速v（書p211）v=7.1m/s在5m/s25m/s之間，故合乎要求。（書p220）確定從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑(書p211)=(1-)=2.5140(1-0.02)=343mm按表10-5（書215頁）取從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為=355mm (4)確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度ld初定中心a（書p220）取初定中心距0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)

9、a=1.8(+)=1.8(140+355)=891mm確定帶的計(jì)算基準(zhǔn)長度ld按式 l=2a+( +)+=2=2572.12由表10-2（書213頁）取標(biāo)準(zhǔn)ld =2500確定實(shí)際中心距=+=891+=855(5)驗(yàn)算包角180-57.3=180-57.3=1651200 符合要求(6)確定帶根數(shù)z根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n=970和小帶輪直徑140mm，由圖10-7（書p214頁）查得 p=2.2kw ，再由表13-5（書216頁）得p=0.3 (i=2.5)由表13-7（書p217頁）查得 k=0.96由表13-2（書p212頁）查得k=1.03z=2.20根取z=3根 （7）、計(jì)算作用于軸上的載荷

10、f單根v帶的初拉力：f0=500(-1)+q=500=686.38n式中q由表10-1（指導(dǎo)書140頁）查得q=0.17kg/m。f=2fz=2686.383=4082.25n（8） 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 帶速v30m/s 材料用灰鑄鐵 用ht150或ht200 300mm 用輪輻式（9） 帶輪輪槽尺寸由表4-2（指導(dǎo)書224頁）得 h=15mm,h=3.5mm,e=19mm,f=11.5mm bd=14mm,=7.5mmb=(z -1)e+2f=(3-1)19+211.5=61mm圖4-1 小帶輪結(jié)構(gòu)圖圖4-2 大帶輪結(jié)構(gòu)圖五、齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算：1.選擇齒輪材料精度等級(jí)齒輪減速器為一般機(jī)械，小齒輪材料

11、選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理， 小齒輪45調(diào)質(zhì),=650mpa,=360mpa，硬度217255hb； 大齒輪45正火, =580mpa, =290mpa,硬度162217hb。齒輪精度等級(jí)為8級(jí).計(jì)算循環(huán)次數(shù)nn=60nj=603881(1036516)=1360000000（工作十年，兩班制）n=2.5110由表11-5（p171頁）取載荷系數(shù)s=1.0由圖11-1（書166頁）查得 =600mpa ， =380mpa計(jì)算許用接觸應(yīng)力= =600mpa= =380mpa因 計(jì)算中取=380mpa2.按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距小輪輪距 tt=9.5510=9.5510=270000nm由表11-3（p

12、169）取得k=1.8，由表11-6（p175）取得=0.8，由表11-4（p171）取得z=188.9a =130.25mm取中心距a=130.25mm 取小輪齒數(shù)=21則大齒輪數(shù)=114所以=114/21=5.428計(jì)算得到=（5.428-5.416）/5.416=0.18%在正負(fù)5%之間，故合理。模數(shù)m=/=6.5mm齒寬b=104.2查表4-1（p57），取m=6.5mm=m=136.5mm=m=741mm圓周速度v=3.14136.5388/601000=2.77m/s對(duì)照表11-2（p168）可知，選用8級(jí)精度是合適的。3驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度按電機(jī)驅(qū)動(dòng)載荷輕度沖擊由表11-3得k=

13、1.25由圖11-2（b）（指導(dǎo)書177頁）按8級(jí)精度和vz/100=1.02425/100=0.256m/s得kv=1.023 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度=360mpa=240mpa=48.27mpa2m/s所以滾動(dòng)軸承采用油潤滑高速軸密封處的圓周速度v由于v2m/s，所以采用氈圈密封。低速軸密封處的圓周速度v由于v 計(jì)算軸承a的壽命pa= 預(yù)期壽命滿足要求九.高速軸鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算大帶輪裝在高速軸軸端，需用鍵進(jìn)行周向定位和傳遞轉(zhuǎn)矩。由前面設(shè)計(jì)計(jì)算得知：v帶帶輪材料為鋼 ，軸的材料為45鋼，v帶與軸的配合直徑為35mm，v帶輪轂長為70mm，傳遞轉(zhuǎn)矩t=114.11nm1.選擇鍵的材料、類型和尺

14、寸。a.鍵的材料選用45鋼，b.選擇最常用的a型普通平鍵，因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡單，對(duì)中性好，裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)。c.鍵的截面尺寸由鍵所在軸段的直徑 d=35mm由標(biāo)準(zhǔn)中選定，鍵的長度由輪轂長確定，查表得bh=8*7,l=65mm.2.鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算普通平鍵的主要失效形式是鍵，軸和輪轂三個(gè)零件中較弱零件的壓潰。由于帶輪材料是鋼，許用擠壓應(yīng)力由表9-7（指導(dǎo)書135頁）查得=100mpa。鍵的計(jì)算長度l=l-b=65-8=57mm =100mpa安全十 聯(lián)軸器的選擇在減速器低速軸與工作機(jī)之間需采用聯(lián)軸器聯(lián)接。由于工作機(jī)和減速器之間可能產(chǎn)生一定的徑向位移和角位移。故選用彈性柱銷聯(lián)軸器。由式tc=t=1.5

15、1310.71=1966.07nm n=71.64r/min由表2-14-1(課設(shè)指導(dǎo)書114頁) lh4聯(lián)軸器4084 gb/t50142003其公稱轉(zhuǎn)矩 tn=1250 nm71.64r/min 十一 減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參照參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（修訂版） 鄂中凱，王金等主編 東北工學(xué)院出版社 1992年第19頁表1.5-1可計(jì)算得，箱體的結(jié)構(gòu)尺寸如表8.1： 表8.1箱體的結(jié)構(gòu)尺寸減速器箱體采用ht200鑄造，必須進(jìn)行去應(yīng)力處理。設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì) 算 公 式計(jì)算結(jié)果箱座壁厚度=（56）mm取=8mm箱蓋壁厚度18=（6.4608）取1=8mm機(jī)座凸緣厚度bb=1.5=1.58=12mmb=

16、12mm機(jī)蓋凸緣厚度b1b1=1.51=1.58=12mmb1=12mm箱底座凸緣厚度pp=2.5=2.58=20mmp=20mm地腳螺釘直徑和數(shù)目df=16mm n=4df=16mm n=4 通氣孔直徑df=20mmdf=20mm地腳沉頭座直徑d0d0=45mmd0=45mm底座凸緣尺寸c1min=25mm c1min=25mm c2min=23mmc2min=23mm軸承旁連接螺栓直徑d1d1= 12mmd1=12mm定位銷直徑d =(0.70.8)9=6.37.2d =7mm箱座蓋連接螺栓直徑d 2 =(0.50.6)16=89.6mmd 2 =8mm大齒輪頂園與箱內(nèi)壁距離=1.289.6mm=10mm上下箱連接螺栓通孔直徑d28 （1015）mm=10mm軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目n,d3n=4, d3=8mmn=4d3=8mm檢查孔蓋螺釘直徑d4d4=（0.30.4）16=4.86.4mmd4=6mm軸承端蓋外徑d1d1=(55.5) 7+62=97100.5取d1=100mm（凸緣）箱體外壁至軸承座端面距離kk= c1+ c2+(58)=32mmk=32mm機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1,mm1=0.851=6.8mm, m=0.85=6.8mmm1=7mm, m=7mm十二 潤滑與密封1減速