單級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì).

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：單級機(jī)圓柱齒輪減速器機(jī)械電子工程系 _系0808 體化 專業(yè) 2 2 班設(shè)計(jì)者： 曹劉備 學(xué) 號： 080522043080522043指導(dǎo)老師：馬樹煥20102010年6_6_月19_19_日目錄、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)二 二、V帶設(shè)計(jì)三、各齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算四、軸的設(shè)計(jì)五、校核六、七、主要尺寸及數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)小結(jié)設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置1已知條件：運(yùn)輸帶工作拉力 F = 3200 N。運(yùn)輸帶工作速度 v= 2 m/s滾筒直徑 D =375 mm工作情況 兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)。，室 內(nèi)，工作，水分和灰度正常狀態(tài)，環(huán)境最高溫 度35

2、 C。要求齒輪使用壽命十年 。一、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)一、傳動(dòng)方案1)外傳動(dòng)用V帶傳動(dòng)2)減速器為單級圓柱齒輪齒輪減速器3)方案如圖所示輸送帶屮/滾筒5亠審亠減速 聯(lián)軸器v帶傳吃手巨I驢電動(dòng)機(jī)二、該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：該工作機(jī)有輕微振動(dòng)，由于 V帶有緩沖吸振能力，采用V帶 傳動(dòng)能減小振動(dòng)帶來的影響，并且該工作機(jī)屬于小功率、載荷變 化不大，可以采用 V帶這種簡單的結(jié)構(gòu)，并且價(jià)格便宜，標(biāo)準(zhǔn) 化程度高，大幅降低了成本。減速器部分單級漸開線圓柱齒輪減 速器。軸承相對于齒輪對稱，要求軸具有較大的剛度。原動(dòng)機(jī)部 分為Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。總體來講，該傳動(dòng)方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工 作條件、工作可靠，此外還

3、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低傳動(dòng)效 率咼。（一）電機(jī)的選擇 工作機(jī)所需要的功率V1.6n =nD3.14 匯 0.34計(jì)算與說明Pw =Fx v=6400w =6.4 kw01 R.min 傳動(dòng)裝置總效率:耳總=n帶輪Xq齒輪Xn由承Xn由承Xrp軸器=0.95 X0.97 X0.99 X0.99 0.99=0.89電機(jī)輸出功率P =Pw/ n總=7.11 kw所以取電機(jī)功率P =7.5kw技術(shù)數(shù)據(jù)：額定功率7.5 kw滿載轉(zhuǎn)速970 R/min額定轉(zhuǎn)矩2.0 n?m最大轉(zhuǎn)矩2.0 n?m選用Y160 M-6型外形查表19-2（課程設(shè)計(jì)書P174)A:254B:210C:108D:42E:110

4、F:12G:37H:160K:15AB:330AC:32AD:255HD:385BB:270L:600V帶設(shè)計(jì)總傳動(dòng)比i二m二羅二9. 59 ： 9. 6n 101定 V帶傳動(dòng)比i1=3.2定齒輪傳動(dòng)比i2=3外傳動(dòng)帶選為V帶由表 12-3 （P216）查得 Ka=1.2Pca=Ka P = 1.1 X7.5=9KW所以選用B型V帶Vini 二 dai60 1000970 : : 12560 1000_16 ms_Pea_(P。 P)KK_9.75_(2. 130.3)0. 951. 134. 97設(shè)小輪直徑di=125 小/2 v H大帶輪直徑 d2二刈1=3.2 X125=439.6所以取

5、d2=400 所以 i1=d2/d1=3.2所以大帶輪轉(zhuǎn)速n2=ni1=303(R/min)確定中心距a和帶長Lo0.7 (d1+d2)2 (d+d2)367.5 a c 107 取 c=118從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)1按扭矩初估軸的直徑單級齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接，從結(jié)構(gòu)要求 考慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為：d c3 p - 48. 26考慮鍵槽的影響以及聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn)，取d=50mm2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的 固定方式。1） 、聯(lián)軸器的選擇已知從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩T=650N.m由表19-1 （機(jī)設(shè)）查得運(yùn)輸機(jī)的 工作情況系數(shù)&=1.5故

6、 T c=KAX T=975 N - m由表18-3 （課設(shè)）選用彈性柱銷聯(lián)軸器，HL4 公稱扭矩為1250N.m材料為鐵許用轉(zhuǎn)速為2800r/min允許軸孔直徑 D取4056滿足要求2） 軸承選擇初選用6212深溝球軸承技術(shù)數(shù)據(jù)基本尺寸：d=60 D=110 B=22安裝尺寸：da=69 Da=1013）各軸段直徑的確定(7) 安裝軸承d7=604)各軸段長度的確定(1)查表18-3(課設(shè))得(2)考慮軸承端蓋L仁84L2=50(3)考慮軸承取套筒為29L3=53(4)齒輪齒寬為55L4=53(5)軸肩L5=10(6)保持兩軸承對稱L6=30(7)考慮軸承寬度L7=665)按彎曲復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算

7、齒輪上作用力的計(jì)算齒輪所受的轉(zhuǎn)矩：T=9.55 x 106P/n=6. 5X 105N mm=650Nm齒輪作用力：圓周力：Ft=2T/d=4.68KN徑向力：Fr=Ftta n20 o=1.7KN齒輪分度圓直徑 d=279mm因?yàn)閮奢S承對稱，所以LA=74(1)用于安裝聯(lián)軸器d仁50用于聯(lián)軸器的軸間定位d2=55軸承的安裝d3=60安裝齒輪d4=65(5)齒輪的軸肩定位d5=80（6）用于軸承的軸肩定位d6=65(1)繪制剪力圖a(2)繪制垂直面彎矩圖b和水平面彎矩圖c軸承支座反力Fay=FBy=Fr/2=0.85KNF AZ=FBZ=2.34KN由兩邊對稱知，截面C的玩具也對稱，截面C在垂

8、直面最大彎矩為Mc1=FAyL/2=62.9N.m截面C在水平面最大彎矩為MC2二L/2=173.1N.m(3)繪制復(fù)合彎矩圖d最大彎矩為Me二.M Ci M爲(wèi)=186 N m(4)繪制當(dāng)量彎矩圖eMee二,M(T)2 = 269 N m(5)繪制扭矩圖fT=650N.m(6)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度(T e=269/0.1d=9.6MPa c：巴=3118 x 7.12 = 33.8mm H n Y 303考慮鍵槽的影響以及聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn)，取2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的 固定方式，1）軸承選擇初選用6209深溝球軸承技術(shù)數(shù)據(jù)基本尺寸：d=45D=85

9、B=19安裝尺寸：da=52Da=78 2）各軸段直徑的確定（1）軸承的安裝d1=45（2）安裝齒輪d2=50（3） 齒輪的軸肩定位d3=55（4） 用于軸承的軸肩定位d4=60（5）安裝軸承d5=45（6）帶輪的安裝，考慮軸承端蓋等因素d6=413）各軸段長度的確定（1） 考慮軸承寬度，取套筒長 29mmL仁48（2）齒寬為 60mmL2=58（3） 定位軸肩L3=10(4) 用于軸承軸肩定位L4=30(5) 安裝軸承，考慮軸承寬度，取套筒長 29mm L5=66(6) 安裝帶輪，考慮軸承端蓋L6=1204)按彎曲復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算齒輪上作用力的計(jì)算齒輪所受的轉(zhuǎn)矩：T=9.55 x 106P/n=

10、225N.m齒輪作用力：圓周力：Ft=2T/d=4.8KN徑向力：Fr=Ftta n20=1.7KN齒輪分度圓直徑 d=93mm因?yàn)閮奢S承對稱，所以LA=87(1)繪制剪力圖a(2)繪制垂直面彎矩圖b和水平面彎矩圖c軸承支座反力Fay=FBy=Fr/2=0.85KNFAZ=FBZ=2.4KN由兩邊對稱知，截面C的玩具也對稱，截面C在垂直面最大彎矩為Mc1=FAyL/2=62.9N.m截面C在水平面最大彎矩為Mc2二FAzL/2=177.6N.m(3)繪制復(fù)合彎矩圖d最大彎矩為最大彎矩為 M c =: + M C2 =188.4N m繪制當(dāng)量彎矩圖eM ecM C (: T)2 =200 N m

11、(5)繪制扭矩圖fT=220N.m(6)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度(T e=269/0.1d=21.5MPae基本靜載荷 Co=27.8KN極限轉(zhuǎn)速為7000r/min已知 n=90r/mi n Cr=36.8KN軸承支座反力FRI二住2=1.3KNS=0.63FR=0.77KN查表 18-11 得 e=0.26由于兩軸承對稱，所以A1二民二FS=1.3KN取任意一端為壓緊端，現(xiàn)在取1端為壓緊端預(yù)期壽命足夠，此軸承合格所以 X 1=0.56Y 1 =1%=0.56Y 2 =1（2 ）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P、巨1=0.56 X 1.23+1X 0.77=1.45 KN巨=0.56 X 1.23+1X 0.7

12、7=1.45KN（3）計(jì)算軸承壽命LHP=R=1.45KN =3由表18-8 （機(jī)設(shè)）查得f t=1由表18-9 （機(jī)設(shè)）查得f F=1.2由式18-3 （機(jī)設(shè)）PA1/F R1=0.62 eLh=106/60n(f tC/ f FF) & =156107h2）主動(dòng)軸上軸承的校核(1)根據(jù)條件預(yù)計(jì)軸承壽命L H=10K 365 X 12=43800h由初選軸承型號為6209查表得 d=45 D=85 B=19徑向額定動(dòng)載荷 C=31.5KN 基本靜載荷 G=17.5KN極限轉(zhuǎn)速為9000r/min已知 n=303r/mi n C r=24.5KN軸承支座反力FRI二住2=2.5KNFS=0.6

13、3FR=1.6KN查表 18-11 得 e=0.26由于兩軸承對稱，所以FA1=FA2=FS=2.5KN取任意一端為壓緊端，現(xiàn)在取1端為壓緊端FAI/F Ri=0.63e F AWF R2=0.63e所以 X i=0.56Y I = 1X2=0.56Y 2 =1(2 )計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P、P2Pi=0.56 X 2.5+1 X 1.6=3KNP2=0.56 X 2.5+1 X 1.6=3KN(3)計(jì)算軸承壽命LHP=R=3KN =3由表18-8 (機(jī)設(shè))查得f t = 1由表18-9 (機(jī)設(shè))查得f F=1.2由式 18-3(機(jī)設(shè))Lh=106/60n(f tC/ f/F) =81255h預(yù)期壽

14、命足夠，此軸承合格2鍵的校核：鍵1 18 X 11 L=50鍵2 16 X 10 L=50鍵 3 14 X 8L=80查表 14-2 (機(jī)設(shè))得 “=120MPa由(T p=4T/dhLc 得(T P1=4X 6.5 X 105/60 X 11X (50-18)=103(TP2=4X 2.25 X 105/53 X 10X (50-16)=49.9 P(T p3=4X 2.25 X 105/41 X 8X (50-12)=72.22m/s,所以采用飛濺潤滑方式六、主要尺寸及數(shù)據(jù)箱體尺寸8 =0.25a+1=5.5底座壁厚箱蓋壁厚底座上部凸緣厚度箱蓋凸緣厚度底座下部凸緣厚度地腳螺栓直徑地腳螺栓數(shù)

15、目底座與箱蓋連接螺栓直徑軸承蓋螺栓直徑軸承座聯(lián)接螺栓直徑螺栓間距定位鞘直徑地腳螺栓孔凸緣配置尺寸凸緣螺栓孔配置直徑外箱壁至軸承端面距離大齒輪圓與內(nèi)箱壁距離L1=20 1 = 1.2 5 =9齒輪斷面與內(nèi)箱壁的距離 2=20底座深度H=0.5a+30=170齒輪結(jié)構(gòu)尺寸(ha* =1 C * =0.25)主動(dòng)齒輪從動(dòng)齒輪取 5 =7.55 1=0.08 5 =14.4h0=1.55 =11.25h1 = 1.55 仁 21.6h2=2.255 =16.9df=M16 n=6d仁M8d2=M8d3=0.85df=M12L=150d=6c1=25 c2=25c1 = 15 c2=13軸承旁凸臺半徑R仁13凸臺高度根據(jù)低速螺栓軸承座外半徑確定齒數(shù)z319339327933+ C * )3.753.756.756.75* )99285齒根圓直徑df=m(z-2 ha* -2 C*)85.5271.5分度圓齒距P=n m9.49.4分度圓齒寬e=1/2n m4.74.7分度圓齒厚e=1/2n m4.74.7基圓直徑dn二d1cosa87262七、設(shè)計(jì)小結(jié)由于第一次設(shè)計(jì)，沒有經(jīng)驗(yàn)，所以這次的設(shè)計(jì)存在許多缺點(diǎn)，比如說 箱體結(jié)構(gòu)龐大，重量也很大。齒輪的計(jì)算不夠精確，以及軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 不及湊等缺陷，我相信，通過這次的實(shí)踐，能使我在以后的設(shè)計(jì)中避 免很多不必要的工作，有能力設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)更