機(jī)械課程設(shè)計(jì)-兩級(jí)直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)

1、目錄一、傳動(dòng)方案分析1二、選擇電動(dòng)機(jī)2三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比4四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5五、V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算7六、直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算10七、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算16八、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算19九、聯(lián)軸器的選擇計(jì)算20十、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算20十一、潤(rùn)滑方式與密封方式21十二、箱體結(jié)構(gòu)尺寸22十三、參考文獻(xiàn)24十四、設(shè)計(jì)小結(jié)24一、傳動(dòng)方案分析機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)兩級(jí)圓柱齒輪減速器減速器工作條件：此減速器用于熱處理車間兩件清洗傳送帶的減速，此設(shè)備單班制工作，工作期限十年，戶內(nèi)使用。傳送方案如下圖所示：已知工作條件：鼓輪直徑 ： 380mm，傳送帶運(yùn)行速度 ：

2、1.3m/s，傳送帶從動(dòng)軸所需扭矩 ： 900Nm為了估計(jì)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比范圍，以便選擇合適的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和擬定傳動(dòng)方案，可先由已知條件計(jì)算鼓輪的轉(zhuǎn)速，即：二、選擇電動(dòng)機(jī)1、 電動(dòng)機(jī)類型選擇 根據(jù)電源及工作機(jī)工作條件，選用臥式封閉型Y（IP44）系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。2、電動(dòng)機(jī)功率的選擇 1）、工作機(jī)所需功率 2）、電動(dòng)機(jī)輸出功率為傳動(dòng)裝置的總效率式中為從動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表2-4得：V帶傳動(dòng)效率=0.96，圓柱齒輪傳動(dòng)效率為=0.97，滾動(dòng)軸承效率=0.99，彈性聯(lián)軸器傳動(dòng)效率=0.99, 平帶傳動(dòng)效率。則：故 根據(jù)電動(dòng)機(jī)輸出功率，查表選擇電動(dòng)機(jī)的額

3、定功率3）、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 為了便于選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，先推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍。由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表2-1查得V帶的傳動(dòng)比范圍為，高速齒輪傳動(dòng)比低速齒輪傳動(dòng)比。則傳動(dòng)裝置的總的傳動(dòng)比為故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為 可見同步轉(zhuǎn)速為, 、的電動(dòng)機(jī)均符合要求。由于的電動(dòng)機(jī)體積小，轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)不平穩(wěn)；因此選同步轉(zhuǎn)速為的電動(dòng)機(jī)：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率kw電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min電動(dòng)機(jī)質(zhì)量kg傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比同步滿轉(zhuǎn)總傳動(dòng)比V帶二級(jí)減速器1Y132M-47.5150014408122.152.39.63由表中數(shù)據(jù)可知，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M-4。三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1、傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比2、分配各級(jí)傳

4、動(dòng)比 取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為，則兩級(jí)減速器的傳動(dòng)比為兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)齒輪傳動(dòng)比為，低速級(jí)齒輪傳動(dòng)比為，取則： 取 則 四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1、各軸轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)軸為0軸，減速器高速軸為1軸，中速軸為2軸，低速軸為3軸，則各軸轉(zhuǎn)速分別為：2、各軸輸入功率 按電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算各軸輸入功率2、 各軸轉(zhuǎn)矩3、4、各軸輸入轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩如下表所示：項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸高速軸中間軸低速軸轉(zhuǎn)速r/min144062617765功率kW7.57.26.916.64轉(zhuǎn)矩49.47109.84372.83975.57傳動(dòng)比2.33.542.72效率0.960.960.96五、V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速

5、，帶輪所連減速器高速軸I軸轉(zhuǎn)速為，傳動(dòng)裝置輸入功率為。1、 求計(jì)算功率由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）查表13-8得，故計(jì)算功率為：2、選擇V帶型號(hào) 根據(jù)，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）查圖13-15得坐標(biāo)點(diǎn)位于A型界內(nèi)，故初選普通A型V帶。2、 計(jì)算大、小帶輪基準(zhǔn)直徑、由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）查表13-9可知，應(yīng)不小于75mm，現(xiàn)取 由得 取 4、驗(yàn)算帶速V 帶速在范圍內(nèi)，符合要求5、求V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距a 初步選取中心距 取，符合由式得帶長(zhǎng)查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）表13-2，對(duì)A型V帶選用。由式得6、驗(yàn)算小帶輪包角由得合適7.確定v帶根數(shù)z因，帶速，傳動(dòng)比,查課表13-3和13-5得.查課本表13-7

6、得=0.99由查課本表13-2得=0.96由公式得故選Z=7根帶。8.計(jì)算作用在帶輪軸上的壓力查課本表13-1可得,故:單根普通帶張緊后的初拉力為計(jì)算作用在軸上的壓軸力9、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小帶輪設(shè)計(jì)制造成實(shí)心式帶輪 大帶輪設(shè)計(jì)制造成腹板式帶輪 在高速軸與大帶輪結(jié)合處軸的直徑最小有公式，軸的材料為45鋼查課本表14-2得，則，查課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表11-2取安裝帶輪處直徑大帶輪直徑對(duì)照機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）P223頁(yè)圖13-17與P224頁(yè)的表13-10可得以下主要參數(shù)：L40mm224mmB123mm25mm六、直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算（一）高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 齒輪材料，熱處理及精度考慮此減速器

7、的功率及現(xiàn)場(chǎng)安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開線圓柱直齒輪。齒輪材料及熱處理 材料：高速級(jí)小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為大齒輪 250HBS ，高速級(jí)大齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為大齒輪 220HBS， 由表11-5，取 =564=545 =384 =368 2. 齒輪精度按GB/T100951998，選擇8級(jí)3.初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸高速級(jí)傳動(dòng)比，高速軸轉(zhuǎn)速傳動(dòng)功率齒輪按8精度制造。取載荷系數(shù)（表11-3）齒寬系數(shù)（表11-6）小齒輪上轉(zhuǎn)矩取(表11-4)，齒數(shù)，則，則實(shí)際傳動(dòng)比模數(shù)齒寬取按表4-1取，中心距4.驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù)，安全5.小齒輪的圓周速度對(duì)照表11-2 可知選用8

8、級(jí)精度是合適的（二）低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1.齒輪材料，熱處理及精度考慮此減速器的功率及現(xiàn)場(chǎng)安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開線圓柱直齒輪。齒輪材料及熱處理材料：小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為大齒輪 260HBS ，大齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為大齒輪 240HBS， 由表11-5，取 =545 =527 =376 =3682. 齒輪精度按GB/T100951998，選擇8級(jí)3.初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸高速級(jí)傳動(dòng)比，高速軸轉(zhuǎn)速傳動(dòng)功率齒輪按8精度制造。取載荷系數(shù)（表11-3）齒寬系數(shù)（表11-6）小齒輪上轉(zhuǎn)矩取(表11-4)，齒數(shù)，則，則實(shí)際傳動(dòng)比模數(shù)齒寬取按表4-1取，中心距4.驗(yàn)算齒輪

9、彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù)，安全5.齒輪的圓周速度對(duì)照表11-2 可知選用8級(jí)精度是合適的（三）齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位（mm）高速齒輪低速齒輪小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪齒數(shù)z22783493分度圓直徑77273119325.5齒數(shù)3.53.53.53.5齒頂高3.53.53.53.5齒根高4.3754.3754.3754.375齒頂圓直徑84280126332.5齒根圓直徑68.25264.25110.25316.75齒寬65609297七、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算1.軸的選材：選用材料為45缸，調(diào)質(zhì)。查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P241表14-1.查取碳素鋼、查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P245表14-2.查45鋼取、2.軸的設(shè)計(jì)（1）高速度

10、軸按純扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑（最小直徑），取 ，軸承選6208。（2）中間軸按純扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑（最小直徑），取，軸承選6209。（3）低速軸按純扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑（最小直徑），取 軸承選6214（4）低速軸的強(qiáng)度校核低速軸上齒輪直徑，轉(zhuǎn)矩周向力：軸向力：0徑向力：右上圖可知，危險(xiǎn)截面在齒輪的軸段中心處扭矩：彎矩：所以此軸滿足剛度條件八、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算根據(jù)軸的設(shè)計(jì)選取軸承高速軸：軸承型號(hào)6208中間軸：軸承型號(hào)6209低速軸：軸承型號(hào)6214低速軸軸承壽命計(jì)算校核因?yàn)榈退佥S上只受徑向力則當(dāng)量動(dòng)載荷查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)軸承6214的額定動(dòng)載荷要求使用壽命為十年，兩班制工作則查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表16-13

11、。因?yàn)槭茌p微沖擊載荷，所以其載荷系數(shù)而滾動(dòng)體為球體，所以取常溫下工作取代入數(shù)據(jù)的所以滿足壽命要求九、聯(lián)軸器的選擇計(jì)算根據(jù)低速軸聯(lián)軸器安裝處軸徑d=56mm查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取聯(lián)軸器型號(hào)為十、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表10-10鍵的取材為45鋼則在輕微沖擊中許用擠壓應(yīng)力根據(jù)軸徑取鍵（1） 高速軸上聯(lián)接帶輪的鍵取A型鍵b=8mm 、h=7mm、 l=28mm （2） 中間軸上聯(lián)接的大齒輪的鍵取A型鍵b=14mm 、h=9mm、 l=50mm（3）聯(lián)接的大齒輪的鍵取A型鍵b=22mm 、h=14mm、 l=70mm 聯(lián)接聯(lián)軸取A型鍵b=16mm 、h=10mm、 l=63mm（3） 低速軸鍵

12、的強(qiáng)度校核聯(lián)接的大齒輪的鍵聯(lián)接的大齒輪的鍵低速軸上的鍵的強(qiáng)度符合要求十一、潤(rùn)滑方式與密封方式1潤(rùn)滑方式的選擇 因?yàn)榇俗兯倨鳛殚]式齒輪傳動(dòng)，又因?yàn)辇X輪的圓周速度，所以采用將大齒輪的輪齒浸入油池中進(jìn)行浸油潤(rùn)滑。考慮到高速級(jí)大齒輪可能浸不到油，所以在大齒輪下安裝一小油輪進(jìn)行潤(rùn)滑。軸承利用大齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)把油濺到箱壁的油槽里輸送到軸承機(jī)型潤(rùn)滑。2密封方式的選擇由于I，II，III軸與軸承接觸處的線速度，所以采用氈圈密封。3潤(rùn)滑油的選擇因?yàn)樵摐p速器屬于一般減速器，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可選用工業(yè)齒輪油N200（SH0357-92）。十二、箱體結(jié)構(gòu)尺寸機(jī)座壁厚=0.025a+58mm機(jī)蓋壁厚11=0.025a+58m

13、m機(jī)座凸緣壁厚b=1.512mm機(jī)蓋凸緣壁厚b1=1.5112mm機(jī)座底凸緣壁厚b2=2.520mm地腳螺釘直徑df =0.036a+1216.3mm地腳螺釘數(shù)目a1.210mm齒輪端面與箱體內(nèi)壁距離229 mm兩齒輪端面距離4=55 mmdf,d1,d2至外機(jī)壁距離C1=1.2d+(58)C1f=26mmC11=21mmC12=18mmdf,d1,d2至凸臺(tái)邊緣距離C2C2f=22mmC21=17mmC22=15mm機(jī)殼上部（下部）凸緣寬度K= C1+ C2Kf=48mmK1=38mmK2=33mm軸承孔邊緣到螺釘d1中心線距離e=(11.2)d113mm軸承座凸起部分寬度L1C1f+ C2f+(35)52 mm吊環(huán)螺釘直徑dq=0.8df13mm十三、參考文獻(xiàn)一、楊可幀、程光藴、李仲生主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，2006年5月二、王昆、何小柏、汪信遠(yuǎn)主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì). 北京：高等教育出版社，1996年十四、設(shè)計(jì)小結(jié)經(jīng)過4周時(shí)間的努力，終于把機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)完整地做完了。在這次設(shè)計(jì)作業(yè)過程中,我遇到了許多困難,一遍又一遍的計(jì)算,一次又一次的設(shè)計(jì)方案修改，同一個(gè)數(shù)據(jù)有時(shí)候也要計(jì)算好幾遍，通過兩周計(jì)算設(shè)計(jì)和畫圖終于把設(shè)