機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)單級圓柱齒輪減速器

1、各專業(yè)全套優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙西安交通大學(xué)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目：單級圓柱齒輪減速器能動學(xué)院核工01班學(xué)生指導(dǎo)老師日期2013年3月26日目錄1.設(shè)計(jì)任務(wù)書2（1）設(shè)計(jì)任務(wù)2（2）原始數(shù)據(jù)2（3）工作條件22.傳動系統(tǒng)方案的擬定23.電動機(jī)的選擇3（1）電動機(jī)容量的選擇3（2）電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇3（3）電動機(jī)型號的確定34.傳動比的分配45.傳動系統(tǒng)的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算46.減速器傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算5（1）高速級斜齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算57.減速器軸的設(shè)計(jì)8（1）繪制軸的布置簡圖和初定跨距8（2）高速軸的設(shè)計(jì)9（3）低速軸的設(shè)計(jì)118.減速器軸承裝置的設(shè)計(jì)14（1）高速軸上滾動軸承的選擇14（

2、2）低速軸上滾動軸承的選擇159.鍵連接和聯(lián)軸器的選擇15（1）高速軸上鍵連接和聯(lián)軸器的選擇15（2）低速軸上鍵連接和聯(lián)軸器的選擇16計(jì)算及說明結(jié)果1. 設(shè)計(jì)任務(wù)書（1） 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動系統(tǒng)，采用兩用圓柱齒輪減速器和開式圓柱齒輪傳動。（2） 原始數(shù)據(jù)輸送帶有效壓力 f=7200n輸送帶工作速度 v=1.0m/s（允許誤差5%）輸送帶滾筒直徑 d=400mm減速器設(shè)計(jì)壽命為5年（3） 工作條件兩班制工作，空載啟動，載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向）運(yùn)轉(zhuǎn)，工作環(huán)境多塵；三相交流電源，電壓為380/220v。2. 傳動系統(tǒng)方案的擬定帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)方案如下圖所示。圖1 帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)簡

3、圖1電動機(jī)；2聯(lián)軸器；3單級圓柱齒輪減速器；4聯(lián)軸器；5開式圓柱齒輪傳動；6滾筒；7輸送帶帶式輸送機(jī)由電動機(jī)驅(qū)動。電動機(jī)1通過聯(lián)軸器2將動力傳入減速器3，再經(jīng)過聯(lián)軸器4及開式齒輪5將動力傳至輸送機(jī)滾桶6，帶動輸送帶7工作。傳動系統(tǒng)中采用單級圓柱齒輪減速器，其結(jié)構(gòu)簡單。3. 電動機(jī)的選擇（1） 電動機(jī)容量的選擇由已知條件可以計(jì)算出工作機(jī)所需的有效功率聯(lián)軸器效率=0.99閉式圓柱齒輪傳動效率=0.97開式圓柱齒輪傳動效率=0.95一對滾動軸承效率=0.99輸送機(jī)滾筒效率=0.96估算傳動系統(tǒng)總效率；=0.8329電動機(jī)所需輸出功率取電動機(jī)額定功率（2） 電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇輸送機(jī)滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速考慮到

4、整個傳動系統(tǒng)為兩級減速，和齒輪軸設(shè)計(jì)問題，選同步轉(zhuǎn)速的電動機(jī)為宜。（3） 電動機(jī)型號的確定根據(jù)工作條件：工作環(huán)境多塵、單向運(yùn)轉(zhuǎn)、兩班制連續(xù)工作，工作機(jī)所需電動機(jī)功率及電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速等，選用y系列三相異步電動機(jī)，臥式封閉結(jié)構(gòu)，型號為y160l6型，其主要性能數(shù)據(jù)如下：電動機(jī)額定功率電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速電動機(jī)軸伸直徑 d=42mm電動機(jī)軸伸長度 e=110mm4.傳動比的分配帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)的總傳動比查表取開式圓柱齒輪傳動的傳動比則閉式圓柱齒輪傳動的傳動比傳動系統(tǒng)各傳動比分別為：，5.傳動系統(tǒng)的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算傳動系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下：0軸（電動機(jī)軸）：1軸（減速器高速軸）2軸（減速

5、器低速軸）3軸（開式圓柱齒輪傳動高速軸）4軸（開式圓柱齒輪傳動低速軸，即輸送機(jī)滾筒軸）將上述計(jì)算結(jié)果和傳動比及傳動效率匯總?cè)缦卤恚?.減速器傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）高速級斜齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算選擇齒輪材料及熱處理方法大、小齒輪都選用45鋼，表面淬火。確定許用彎曲疲勞應(yīng)力由上表知小齒輪轉(zhuǎn)矩初取載荷系數(shù)：一般可在范圍內(nèi)選??；選取齒寬系數(shù)及：齒輪相對于軸承對稱布置，取可以計(jì)算出；齒面許用接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算：許用接觸疲勞應(yīng)力，按圖查最小安全系數(shù)h=hlimshlimzn接觸壽命系數(shù)，可計(jì)算出，。中心距計(jì)算：彈性系數(shù)，按表查節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，按圖查估計(jì)重合度=1.7重合度系數(shù)=0.88 中心距mm取標(biāo)準(zhǔn)值

6、a=160mm齒數(shù)計(jì)算：設(shè)模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值m=2，=31.601，=128.399取互質(zhì)的值=31，=129實(shí)際載荷系數(shù)k=1.55 實(shí)際重合度系數(shù)偏于安全傳動比誤差（在5%允許范圍內(nèi)）驗(yàn)算彎曲疲勞應(yīng)力：確定齒形系數(shù)及應(yīng)力修正系數(shù)：查圖知，;確定許用彎曲疲勞應(yīng)力：查圖知，由式得f=2000ktdbmyfaysayf由式小于許用應(yīng)力，偏于安全匯總主要設(shè)計(jì)結(jié)果中心距；模數(shù)；齒數(shù)，；齒寬，；分度圓直徑，；齒輪精度等級：8級精度；齒輪材料：45鋼，表面淬火。7.減速器軸的設(shè)計(jì)（1）繪制軸的布置簡圖和初定跨距圖2 減速器軸的布置簡圖考慮齒輪與箱體內(nèi)壁沿軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸，為保證滾動軸承放入箱體軸承座孔

7、內(nèi)，計(jì)入尺寸。初取軸承寬度分別為，。兩根軸的支撐跨距分別為：（2）高速軸（1軸）的設(shè)計(jì)選擇軸的材料及熱處理軸上小齒輪的直徑較?。ǎ?，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，軸的材料及熱處理和齒輪的材料及熱處理一致，選用45號鋼調(diào)質(zhì)。軸的受力分析畫出軸的受力簡圖如圖所示圖3 高速軸的受力簡圖圖中，a) 計(jì)算齒輪嚙合力b) 求水平面內(nèi)支承反力，作水平面內(nèi)的彎矩圖，29431.52圖4 高速軸水平面彎矩圖c) 求垂直面內(nèi)的支承反力,做垂直面內(nèi)的彎矩圖,80862.44圖5 高速軸的垂直平面彎矩圖d) 求支承反力，做軸的合成彎矩圖、扭矩圖。，8605284260圖6 軸的合成彎矩、扭矩圖軸的初步計(jì)算軸的材料為45號鋼調(diào)質(zhì)處理

8、，查表，插值法可得出，取折算系數(shù)計(jì)算截面直徑軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因電動機(jī)輸送軸直徑，參考lt型彈性套柱銷聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑取lt6型，查表可知減速器高速軸的軸端直徑為40mm考慮安裝聯(lián)軸器處軸肩結(jié)構(gòu)尺寸，設(shè)計(jì)高速軸結(jié)構(gòu)如下圖7 高速軸結(jié)構(gòu)簡圖（3）低速軸（2軸）的設(shè)計(jì)選擇軸的材料及熱處理同樣選軸的材料為45號鋼調(diào)質(zhì)軸的受力分析圖8低速軸的受力簡圖其中，a) 計(jì)算齒輪的嚙合力b) 求水平面內(nèi)的支承反力，作水平面的彎矩圖，25973.06圖9低速軸水平面彎矩圖c) 求垂直面內(nèi)的支承反力，作垂直面的彎矩圖,71360.3圖10 低速軸垂直面彎矩圖d) 求支承反力，作軸的合成彎矩圖、扭矩圖,，84260759

9、40圖11 低速軸的彎矩、扭矩圖軸的初步計(jì)算dea3p/n =37.41同上計(jì)算軸的直徑在此軸段上開有一鍵槽，直徑增大4%，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮安裝齒輪、聯(lián)軸器處軸肩結(jié)構(gòu)尺寸，設(shè)計(jì)低速軸結(jié)構(gòu)如下圖12 低速軸的結(jié)構(gòu)簡圖8.減速器軸承裝置的設(shè)計(jì)（1）高速軸（1軸）上滾動軸承的選擇支撐跨距不大，采用兩端固定式軸承組合方式，軸承類型選為深溝球軸承，軸承預(yù)期壽命取為由前計(jì)算結(jié)果知，軸承所受當(dāng)量動載荷,軸向力，軸承工作轉(zhuǎn)速基本額定動載荷,選滾動軸承60106011軸承：，（2）低速軸（2軸）上滾動軸承的選擇同高速軸，軸承工作轉(zhuǎn)速，徑向力，基本額定動載荷選滾動軸承6011，6208軸承：，9.鍵連接和聯(lián)軸器的

10、選擇（1）高速軸（1軸）上鍵連接和聯(lián)軸器的選擇由前計(jì)算結(jié)果知：高速軸（1軸）的工作轉(zhuǎn)矩，工作轉(zhuǎn)速。查表知工作情況系數(shù),取。計(jì)算轉(zhuǎn)矩選tl型彈性套柱銷聯(lián)軸器，由電機(jī)軸直徑和輸入軸端直徑選擇tl6型聯(lián)軸器。該聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩，許用轉(zhuǎn)速因,，故該聯(lián)軸器滿足要求。選a型普通平鍵。初選鍵：，鍵的許用擠壓應(yīng)力取為。分別驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度鍵的擠壓強(qiáng)度滿足要求（2）低速軸（2軸）上鍵連接和聯(lián)軸器的選擇低速軸的工作轉(zhuǎn)矩，工作轉(zhuǎn)速。計(jì)算轉(zhuǎn)矩查表選lx3型彈性柱銷聯(lián)軸器。該聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩，許用轉(zhuǎn)速因,，故該聯(lián)軸器滿足要求。對于固定齒輪的鍵，選a型普通平鍵。初選鍵：，同樣鍵的許用擠壓應(yīng)力和許用剪應(yīng)力分別取為，。驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度對于周向固定聯(lián)軸器的鍵，選a型普通平鍵。查表初選鍵：，鍵的