機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)雙級(jí)直齒圓柱齒輪減速器

1、 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程設(shè)計(jì)題目：二級(jí)圓柱齒輪減速器 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 班 級(jí)： 專 業(yè)：指導(dǎo)教師：11年12月22日 目錄1. 題目12. 傳動(dòng)方案的分析23. 電動(dòng)機(jī)選擇，傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算34. 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算65. 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算126. 軸承的選擇和校核227. 鍵聯(lián)接的選擇和校核238. 減速器的潤(rùn)滑、密封和潤(rùn)滑牌號(hào)的選擇259. 減速器箱體設(shè)計(jì)及附件的選擇和說明2610. 設(shè)計(jì)總結(jié)2811. 參考文獻(xiàn)29題目：設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)使用圓柱齒輪減速器。設(shè)計(jì)參數(shù)如下表所示。1、基本數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)編號(hào)2運(yùn)輸帶工作拉力f/n1800運(yùn)輸帶工作速度v/(m/s)2.5卷筒

2、直徑d/mm360滾筒效率0.962.工作情況 單班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微震動(dòng)；3.工作環(huán)境 鍋爐房運(yùn)煤。4.工作壽命10年，每年300個(gè)工作日，每日工作8小時(shí)5.制作條件及生產(chǎn)批量: 一般機(jī)械廠制造，可加工78級(jí)齒輪；加工條件：小批量生產(chǎn)。6.部件：1.電動(dòng)機(jī)，2.減速器,3.聯(lián)軸器,4.輸送帶5.輸送帶鼓輪7.工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，室內(nèi)工作； 運(yùn)輸帶速度允許誤差5%； 單班制工作，3年大修，使用期限10年。8.設(shè)計(jì)工作量：1、減速器裝配圖1張(a0； 2、零件圖2張； 3、設(shè)計(jì)說明書一份。 2傳動(dòng)方案的分析1電動(dòng)機(jī)，2彈性聯(lián)軸器，3兩級(jí)圓柱齒輪減速器，4高速級(jí)齒

3、輪，5低速級(jí)齒輪 6剛性聯(lián)軸器 7卷筒方案分析:由經(jīng)濟(jì)上考慮可選擇常用電機(jī)為1500r/min .功率為5.5kw.又可知總傳動(dòng)比為10.86.因有輕微振動(dòng),因而用彈性聯(lián)軸器與電機(jī)相連.兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速器的特點(diǎn)及應(yīng)用：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪相對(duì)于軸承的位置不對(duì)稱，因此要求軸有較大的剛度。高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣，軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形可部分地互相抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。從性能和尺寸以及經(jīng)濟(jì)性上考慮選擇兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速.卷筒同輸出軸直接同聯(lián)軸器相連就可以,因?yàn)檫@樣可以減少能量的損耗.3電動(dòng)機(jī)選擇，傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算一、

4、電動(dòng)機(jī)的選擇1.確定電動(dòng)機(jī)類型 按工作要求和條件,選用y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。2.確定電動(dòng)機(jī)的容量（1）工作機(jī)卷筒上所需功率pwpw = fv/1000 =1800x 2.5/1000 =4.5kw(2)電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率為了計(jì)算電動(dòng)機(jī)的所需的輸出功率pd，先要確定從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間的總功率總。設(shè)1、2、3、4、分別為彈性聯(lián)軸器、閉式齒輪傳動(dòng)（設(shè)齒輪精度為8級(jí)）、滾動(dòng)軸承、工作機(jī)的效率，查得1 = 0.99，2 = 0.97，3 = 0.98，4 = 0.96，則傳動(dòng)裝置的總效率為總=1224324 = 0.992 x 0.984 x 0.972 x 0.96=0.82 4.5/0.82

5、=5.5kw3.選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 i總= i聯(lián)i齒1i齒2 i總=110.86=10.86電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nw=60x1000x2.5/3.14x360132.629r/minnd=i總nw=10.86nw=1440r/min根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和同步轉(zhuǎn)速，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)常用電動(dòng)機(jī)規(guī)格，符合這一范圍的常用同步加速有3000、1500、1000。選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為y132s-4。二、傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配1.傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 i總= nm / nw=10.86 式中nm-電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速，1440 r/min; nw-工作機(jī)的轉(zhuǎn)速，132.629

6、 r/min。2.分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比 i總= i齒1i齒2分配原則： i齒1=（1.31.4）i齒2減速器的總傳動(dòng)比為 i = i總=10.86 雙級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比為 i齒1 = =3.75 低速級(jí)的傳動(dòng)比 i齒2 = i/i齒1 = 10.86/3.75 =2.896 三、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 1.各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 n0= nm =1440 r/min n= nm =1440 r/min n= n / i齒1 = 1440/3.75=384 r/minn= n / i齒2= 384/2.896=132.6r/minniv= n=132.6 r/min2.各軸輸入功率 p= p

7、d1=5.5 x0.99=5.445 kwp= p12 = 5.445x0.98 x0.97=5.176kwp= p23 =5.176x0.98x0.97=4.92kwpiv= p34 =4.92x0.98x0.99=4.77kw3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩t0 = 9550p/ n=36.11t = 9550p/ n=128.73t = 9550p/ n= 354.34t = 9550piv/ niv = 343.54表1 傳動(dòng)裝置各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)表 項(xiàng)目軸號(hào)功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)比 軸5.445144036.113.75 軸5.176384128.732.896 軸4.92132.6354.341iv

8、軸 4.77 132.6343.544傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算一、漸開線斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)（一）高速級(jí)直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表項(xiàng)目計(jì)算（或選擇）依據(jù)計(jì)算過程單位計(jì)算（或確定）結(jié)果1選齒輪精度等級(jí)查表傳輸機(jī)為一般工作機(jī)速度不高級(jí)82材料選擇查表小齒輪45鋼(調(diào)質(zhì))大齒輪45鋼(調(diào)質(zhì))小齒輪280hbs,大齒輪250hbs3選擇齒數(shù)zz1=26z2=3.75x26=98u=98/26=3.75個(gè)2698u3.755按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）試選kt試選1.449kt=1.449(2)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩t1t=9550xp1/n1t=36.11nmmt1=3.611x 10(3)齒寬系數(shù)d查表表d=0.7

9、1.15d=0.9(4)材料的彈性影響系數(shù)ze查表鍛鋼mp1/2ze=189.8(5) 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限查圖680600680600（6）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n由公式n1=60n1jlh=60x1440x8x300x10=2.0736x109 =2.0736x109/3.75=5.5296x108n1=2.0736x109n2=5.5296x108（7）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力h取失效概率為，安全系數(shù)為s=1，h1= =680h2= =600h1= 680h2= 600（8）試算小齒輪分度圓直徑按公式38.9mm38.9（9）計(jì)算圓周速度vv=3.14x41.24x1440/60x1000=2.6

10、7m/sv=2.67（10）計(jì)算齒寬bb = dd1tb=0.939=35.1mmb1=44b2=38（11）模數(shù)38.9/261.3771.5mm度=1.5（12）計(jì)算載荷系數(shù)k由表查得使用系數(shù)根據(jù)v= 2.67級(jí)精度，由圖查得動(dòng)載荷系數(shù)1.05由表查得kb=1.15由圖查得ka=1.2載荷系數(shù)k=kakvkbka=1.449k=1.449（13）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑由公式d1= =39d2= =147d1=39d2=1476按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1)計(jì)算載荷系數(shù)kk=kakvkbkak=kakvkbka=1.449k1.449(2)齒形系數(shù)fsa由表得fsa1=2.7fsa2=

11、2.2fsa1=2.7fsa2=2.2(3)應(yīng)力系數(shù)ysa由表得ysa1=1.6ysa2=1.8ysa1=1.6 ysa2=1.8(4)齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限由圖342.86321.43342.86321.43(6)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力f由公式得f1=131.8f2=120.8f1=131.8f2=120.83幾何尺寸計(jì)算(1)計(jì)算中心距aa=(39+147)/2=93mma=93（2）計(jì)算齒輪的分度圓直徑dd=zmnd1=1.5 x 26=39d2=1.5x98=147mmd1=39d2=1473）計(jì)算齒輪的齒根圓直徑df=36=144mmdf1=36df2=144（4）計(jì)算齒輪寬度bb =

12、 dd1圓整后?。篵1 =44b2 = 38mm b1 = 44b2 = 38（二）低速級(jí)直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表項(xiàng)目計(jì)算（或選擇）依據(jù)計(jì)算過程單位計(jì)算（或確定）結(jié)果1選齒輪精度等級(jí)查表傳輸機(jī)為一般工作機(jī)速度不高級(jí)82材料選擇查表小齒輪45鋼(調(diào)質(zhì))大齒輪45鋼(調(diào)質(zhì))小齒輪280hbs,大齒輪250hbs3選擇齒數(shù)z=26=2.896x26=76u=76/26=2.923個(gè)=23=86u=2.9235按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）試選kt試選1.449kt=1.449(2)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩tiiitiii=9550p/n3tiii=128.73nmmtiii=1.2873x103(3)齒寬系

13、數(shù)d由表得d=0.70.115d=0.9(4)材料的彈性影響系數(shù)ze由表得鍛鋼mpa1/2ze=189.8(5) 齒輪接疲勞強(qiáng)度極限查圖680600680600（6）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n由1式10-13 n3=60n3jl=5.5296x108n4=n3/i3=1.9x108n3=5.5296x108n4=1.9x108（7）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力h取失效概率為，安全系數(shù)為s=1h3= 680h4= 600 h3=680h4=600（8）試算小齒輪分度圓直徑按公式65mm65（10）計(jì)算圓周速度vv=3.14x384x65/60x1000=0.99787m/sv=1.3（11）計(jì)算齒寬bb = d

14、d3t b=0.965=58.5mmb3=66b4=60（12）模數(shù)mn=60.65/26=2.3322.5度mn=1.5（12）計(jì)算載荷系數(shù)k由表查得使用系數(shù)根據(jù)v= 2.67級(jí)精度，由圖查得動(dòng)載荷系數(shù)1.05由表查得kb=1.15由圖查得ka=1.2載荷系數(shù)k=kakvkbka=1.449k=1.449（14）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑d3由公式d3= 65 d4=190d3= 65 d4=1906按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1)計(jì)算載荷系數(shù)kk=kakvkbkak=kakvkbka=1.449k1.449(2)齒形系數(shù)fsa由表得yfa3=2.7yfa4=2.3yfa3=2.7yfa4=2.

15、3（3）應(yīng)力校正系數(shù)ysa由表得ysa3=1.6ysa4=1.8ysa3=1.6ysa4=1.8（4）齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限由圖500380240225（5）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力f由公式得f3=104.35f4=97.23f3=104.35f4=97.233幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距aa=(65+190) /2=127.5mma=127.5（2）計(jì)算齒輪的分度圓直徑dd=zmnd3=65d4=190mmd3=65d4=190（3）計(jì)算齒輪的齒根圓直徑df=60=139mmdf1=60df2=139（4）計(jì)算齒輪寬度bb = dd3圓整后?。篵3 =66b4 =60mm b3 =66b4 =6

16、0（三）直齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)表傳動(dòng)類型模數(shù)齒數(shù)中心距齒寬高速級(jí)直齒圓柱輪1.52698 934438低速級(jí)直齒圓柱輪2.52676127.566605軸的設(shè)計(jì)計(jì)算減速器軸的結(jié)構(gòu)草圖一、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1選擇軸的材料及熱處理方法查表選擇軸的材料為40cr；根據(jù)齒輪直徑，熱處理方法為正火。2確定軸的最小直徑查1式15-2的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑的公式：=16.67mm考慮鍵：有一個(gè)鍵槽，d16.67（1+5）=17.5035mm3確定各軸段直徑并填于下表內(nèi)名稱依據(jù)單位確定結(jié)果大于軸的最小直徑17.5035且考慮與聯(lián)軸器內(nèi)孔標(biāo)準(zhǔn)直徑配合22聯(lián)軸器定位d2=d1+2=24考慮密封圈查表d=2525考慮軸承d3

17、 d2選用6206軸承b=16mm， da=36mm，d3=30mm30考慮軸承定位查表da3636考慮到齒輪分度圓與軸徑相差不大齒跟查表36（同一對(duì)軸承） 304選擇軸承潤(rùn)滑方式，確定與軸長(zhǎng)有關(guān)的參數(shù)。選用脂潤(rùn)滑。將與軸長(zhǎng)度有關(guān)的各參數(shù)填入下表名稱依據(jù)單位確定結(jié)果箱體壁厚 小于8選88地腳螺栓直徑及目ndf=0.036a+12a,考慮聯(lián)軸器定位觸式密封d=4242考慮與軸承公稱直徑配軸承代號(hào)：6209 b19 da5245d4=da5252考慮到齒輪定位,d5=d6+(510)=60查表60=5050= 454選擇軸承潤(rùn)滑方式選用了脂潤(rùn)滑 5.計(jì)算各軸段長(zhǎng)度名稱計(jì)算公式單位計(jì)算結(jié)果與聯(lián)軸器配

18、合長(zhǎng)度短23mm112-（23）110110707019194444軸肩1060-25858 19-2+4.5+10+2.5+23535四、校核軸的強(qiáng)度齒輪的受力分析：齒輪2上的圓周力小齒輪上的經(jīng)向力小齒輪上的軸向力=n972.549*=353.979n0齒輪3上的圓周力小齒輪上的經(jīng)向力小齒輪上的軸向力=n2736.552*=996.023n01求支反力、繪彎矩、扭矩圖軸的跨度和齒輪在軸上的位置的受力如上圖。ac=8.5+17+=48 cd=+10+=72.5bd=8.5+4.5+10+40=63在xay平面上：x48+x（72.5+48）=（48+72.5+63）972.549x48+273

19、6.552x120.5=183.5所以，=2051.427n =+=1657.674n所以，c斷面 =48=79.568x d斷面 =63=129.24x在xaz平面上：x48+x183.5=x（48+72.5）353.979x48+x183.5=996.023x120.5 所以，=561.47n =80.574n所以，c斷面 =x48=3.868x =x63=35.373x合成彎矩c斷面 =79.662x合成彎矩d斷面 =133.99x因?yàn)?, 所以d斷面為危險(xiǎn)截面。=22.91mpa查表15-1得=60mpa,因?yàn)?1630015)h=72000h結(jié)論：所選的軸承滿足壽命要求。7鍵聯(lián)接的選

20、擇和校核一、軸大齒輪鍵1鍵的選擇選用普通 圓頭平鍵 a型,軸徑d=40mm ,查1表6-1，得寬度b=12mm,高度h=8mm, 2鍵的校核鍵長(zhǎng)度小于輪轂長(zhǎng)度且鍵長(zhǎng)不宜超過，前面算得大齒輪寬度 45 ,根據(jù)鍵的長(zhǎng)度系列選鍵長(zhǎng)l=36mm 。(查1表6-1)鍵，軸，輪轂的材料都為鋼，查16-2得許用擠壓應(yīng)力p=100120mpa,取p=100mpa.鍵的工作長(zhǎng)度 =lb=3612=24mm,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.58=4mm由式得p=51.67mpa所以所選用的平鍵強(qiáng)度足夠。8減速器的潤(rùn)滑、密封和潤(rùn)滑牌號(hào)的選擇一、傳動(dòng)零件的潤(rùn)滑1齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑因?yàn)辇X輪圓周速度，故選擇浸油潤(rùn)滑。2

21、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑因?yàn)殄e(cuò)誤！未找到引用源。軸錯(cuò)誤！未找到引用源。軸齒輪圓周速度v2m/s,滾動(dòng)軸承采用油潤(rùn)滑而錯(cuò)誤！未找到引用源。軸的齒輪圓周速度v2m/s,由于第一軸選用了油潤(rùn)滑,故也用油潤(rùn)滑,但由于齒輪不能飛濺潤(rùn)滑,故要用刮油板把油從三軸大齒輪邊引到槽從而達(dá)到潤(rùn)滑軸承目的。二、減速器密封1.軸外伸端密封軸：與之組合的軸的直徑是25mm，查表，選d=25mm氈圈油封軸：無(wú)需密封圈軸：與之配合的軸的直徑是45mm，查表，選d=45mm 選氈圈油封2.箱體結(jié)合面的密封軟鋼紙板10減速器箱體設(shè)計(jì)及附件的選擇和說明一、箱體主要設(shè)計(jì)尺寸名稱計(jì)算依據(jù)計(jì)算過程計(jì)算結(jié)果箱座壁厚0.025*123+36.0758

22、箱蓋壁厚8=0.8x8=6.48箱座凸緣厚度1.5812箱蓋凸緣厚度1.5812箱座底凸緣厚度2.5820地腳螺栓直徑0.036a+12=0.036x123+12=16.428查表20地腳螺釘數(shù)目4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑0.7520=1516箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑0.5x20=1010聯(lián)接螺栓d2的間距查表150200160軸承端蓋螺釘直徑查表0.4x20=88定位銷直徑（0.70.8）108、至外箱壁距離查表262216、至凸緣邊緣距離查表2414軸承旁凸臺(tái)半徑10凸臺(tái)高度作圖得到h=54軸承座寬度8+22+20+555大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離1.28=9.610齒輪端面與內(nèi)箱壁距離101510箱

23、蓋、箱昨筋厚、0.8586.86.8軸承端蓋外徑62+58=10272+58=112100+58=130102112130軸承旁聯(lián)接螺栓距離10211211設(shè)計(jì)小結(jié) 我們這次機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是做帶式運(yùn)輸機(jī)用的二級(jí)圓柱齒輪減速器。在兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)過程中，讓我明白一個(gè)簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)計(jì)的過程，知道一個(gè)設(shè)計(jì)所必須要準(zhǔn)備些什么，要怎樣去安排工作，并學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律；也通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的理論與生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)來分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問題的能力；學(xué)會(huì)怎樣去進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖、查閱資料和手冊(cè)、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。還有就是激發(fā)了我的學(xué)習(xí)興趣，能起到一

24、種激勵(lì)奮斗的作用，讓我更加對(duì)課堂所學(xué)內(nèi)容的更加理解和掌握。 這次機(jī)械課程設(shè)計(jì)中，我遇到了很多問題，但同學(xué)討論和老師 指導(dǎo)起到了很大的作用，這就是團(tuán)隊(duì)的精神。自己在設(shè)計(jì)中所遇到的困難，讓我明白要做好一個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)是一件不容易的事，必須有豐富的知識(shí)面和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還必須有一個(gè)好的導(dǎo)師。設(shè)計(jì)讓我感到學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的緊張，能看到同學(xué)間的奮斗努力，能讓大家很好地回顧以前所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，也明白只有在學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上才能做設(shè)計(jì)，讓我以后更加注重理論的學(xué)習(xí)并回到實(shí)踐中去。還這次自己沒有很好地把握設(shè)計(jì)時(shí)間的分配，前面?zhèn)鲃?dòng)方案設(shè)計(jì)和傳動(dòng)件設(shè)計(jì)時(shí)間太長(zhǎng)，而在裝配草圖設(shè)計(jì)、裝配工作圖設(shè)計(jì)時(shí)間太緊，還有就是在裝配草圖設(shè)計(jì)中遇到一些尺寸