課程設(shè)計(jì)---同軸式二級直齒圓柱齒輪減速器

1、目錄一、傳動方案的擬定及說明3二、電動機(jī)選擇3三、計(jì)算傳動裝置的總傳動比并分配傳動比5四、計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)6五、傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算8六、齒輪減速器設(shè)計(jì)11七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算15八、軸的校核17八、滾動軸承的選擇及計(jì)算20九、鍵聯(lián)接的選擇22十、鑄件減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算表及附件選擇22十一、聯(lián)軸器的選擇23十二、潤滑方式的確定24十三、設(shè)計(jì)小結(jié)24十四、參考資料24課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的同軸式二級直齒圓柱齒輪減速器（見 圖1）。設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括：傳動裝置的總體設(shè)計(jì)；傳動零件、軸、軸承、聯(lián)軸器等的設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇；減速器裝配圖和零件工作圖設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫。圖1 參考

2、傳動方案課程設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù)已知條件： 1運(yùn)輸工作扭矩： T=725Nm 2運(yùn)輸帶工作速度： v=0.8m/s 3卷筒直徑： D=350mm 4使用壽命： 10年； 5工作情況：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)。運(yùn)輸帶允許的速度誤差為5% 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果一、傳動方案的擬定及說明傳動方案給定為三級減速器（包含帶輪減速和兩級圓柱齒輪傳動減速），說明如下：為了估計(jì)傳動裝置的總傳動比范圍，以便選擇合適的傳動機(jī)構(gòu)和擬定傳動方案，可先由已知條件計(jì)算其驅(qū)動卷筒的轉(zhuǎn)速，即一般常選用同步轉(zhuǎn)速為或的電動機(jī)作為原動機(jī)，根據(jù)總傳動比數(shù)值，可采用任務(wù)書所提供的傳動方案就是以帶輪傳動加二級圓柱直齒輪傳動。二、電動機(jī)選

3、擇1電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y132S-4系列三項(xiàng)異步電動機(jī)。2電動機(jī)容量1、卷筒軸的輸出功率 2、 電動機(jī)輸出功率d 傳動裝置的總效率 式中聯(lián)軸器效率； 軸承傳動效率（球軸承）； 齒輪的傳動效率，齒輪精度8級；卷筒的傳動效率；則故3、電動機(jī)額定功率選取電動機(jī)額定功率4、電動機(jī)的轉(zhuǎn)速查有關(guān)手冊，取V帶傳動的傳動比范圍，二級圓柱齒輪減速器傳動比，則總傳動比合理范圍為，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍：6988.8r/min根據(jù)電動機(jī)所需容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出一種使用的電動機(jī)型號，此種傳動比方案如下表： 電動機(jī)型號額定功率電動機(jī)轉(zhuǎn)速傳動裝置傳動比Y132S45.5同步滿載

4、總傳動比V帶減速器1500144032.972.53.633.63三、計(jì)算傳動裝置的總傳動比并分配傳動比1）總傳動比2）分配傳動裝置傳動比： 式中，分別為帶傳動和減速器的傳動比。 為使V帶外廓尺寸不致過大，初步取（實(shí)際的傳動比要在V帶設(shè)計(jì)時(shí)，由選定大小帶輪標(biāo)準(zhǔn)直徑之比計(jì)算），則減速器的傳動比： 3） 分配減速器的各級傳動比。按同軸式布置，則四、計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)1、各軸轉(zhuǎn)速減速器傳動裝置各軸從高速軸至低速軸依次編號為：軸、軸、軸。各軸轉(zhuǎn)速為電動機(jī)軸：軸： 軸： 軸： IV軸： 卷筒軸： 2、各軸輸入功率電機(jī)軸：軸：軸：軸：IV軸：卷筒軸：3、各軸輸入轉(zhuǎn)矩T(Nm)電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩：軸輸

5、入轉(zhuǎn)矩：軸輸入轉(zhuǎn)矩：軸輸入轉(zhuǎn)矩：IV軸輸入轉(zhuǎn)矩： 卷筒軸輸入轉(zhuǎn)矩： 將計(jì)算結(jié)果匯總列表備用。軸名功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳動比效率電機(jī)軸5.536.4614402.50.96I軸5.2887.5457610.99II軸5.2386.715763.630.96III軸5.02302.12128.683.630.96IV軸4.821053.1043.71卷筒軸4.721031.2543.7110.96五、傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)帶傳動的主要參數(shù)：已知帶傳動的工作條件：兩班制（共16h），連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，所需傳遞的額定功率p=5.5kw小帶輪轉(zhuǎn)速 大帶輪轉(zhuǎn)速，傳動比。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括選擇帶的型號、確定基準(zhǔn)長度、

6、根數(shù)、中心距、帶的材料、基準(zhǔn)直徑以及結(jié)構(gòu)尺寸、初拉力和壓軸力等等（因?yàn)橹耙呀?jīng)按選擇了V帶傳動，所以帶的設(shè)計(jì)按V帶傳動設(shè)計(jì)方法進(jìn)行）1）、計(jì)算功率： =2)、選擇V帶型 根據(jù)、由機(jī)械設(shè)計(jì)選擇普通B型帶。3）、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速v（1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑，取小帶輪基準(zhǔn)直徑（2）驗(yàn)算帶速v 因?yàn)?m/s<10.55m/s<30m/s,帶輪符合推薦范圍（3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 ，初定=355mm（4）確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長度 a、 0.7 取 初定中心距=700mm b、由式8-22計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度 =2+=2×700+ 2193.66由表選基準(zhǔn)長度=22

7、40 mmC、計(jì)算實(shí)際中心距a+( -)/2700+(2240-2193.66)/2=723.17 mm（5）驗(yàn)算小帶輪包角 180°-（-）/a×57.3°180°-（355-140）/723.17×57.3° 163°120°包角滿足條件（6）計(jì)算帶的根數(shù)單根V帶所能傳達(dá)的功率 根據(jù)=1440r/min 和=140mm 用插值法求得=2.81kw單根v帶的傳遞功率的增量 已知B帶，小帶輪轉(zhuǎn)速=1440 r/min 得=0.46kw計(jì)算B帶的根數(shù)包角修正系數(shù)=0.95帶長修正系數(shù)=1.00=(+)×&#

8、215;=(2.81+0.46) ×0.95×1.00=3.1065KWZ= =6.6/3.1065=2.124 故取3根.（7）計(jì)算單根V帶的初拉力和最小值（8）計(jì)算帶傳動的壓軸力=2Zsin(/2)=1120.52N（9）帶輪的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)A.帶輪的材料為:HT200B. B帶輪的結(jié)構(gòu)形式為:腹板式. C結(jié)構(gòu)圖 （略）六、齒輪減速器設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)選定兩組相同的齒輪作為兩級減速，并校核第二級齒輪。（1）選擇材料小齒輪材料選用40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，長時(shí)間氣體或液體氮化，齒面硬度241286HBS。大齒輪材料選用45，調(diào)質(zhì)處理，長時(shí)間氣體或液體氮化，齒面硬度217255HBS。計(jì)算

9、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N查有關(guān)材料得： （允許有一定點(diǎn)蝕）查有關(guān)材料得：取取取按齒面硬度和查有關(guān)材料得：；計(jì)算許用接觸應(yīng)力因 計(jì)算中取ZN接觸疲勞強(qiáng)度的壽命系數(shù)，其值可根據(jù)所設(shè)計(jì)齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60nkth（n為齒輪轉(zhuǎn)速，k為齒輪每轉(zhuǎn)一周同側(cè)齒面嚙合的次數(shù)，th為齒輪設(shè)計(jì)的工作小時(shí)數(shù)），由接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)ZN查取。ZW工作硬化系數(shù)；考慮軟（大齒輪）硬（小齒輪）齒面組合傳動過程中，小齒輪對大齒輪齒面產(chǎn)生冷作硬化，使大齒輪的許用接觸應(yīng)力得以提高，故引進(jìn)該系數(shù)。其值可按下式計(jì)算：Zw=1.2-(HB-130HBS) /1700HBS   式中HB為大齒輪齒面的

10、布氏硬度值；當(dāng)HB130HBS時(shí)，取ZW=1.2；當(dāng)HB470HBS時(shí)，取ZW=1；ZX接觸疲勞強(qiáng)度的尺寸系數(shù)，考慮尺寸增大使材料強(qiáng)度降低的系數(shù),其值由圖查?。籞LVR潤滑油油膜影響系數(shù)（2）按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距小齒輪扭矩 初取查相關(guān)資料得,減速傳動,u=i=3.63取=0.4取中心距a=160mm估算模數(shù)(0.0070.02)=1.123.2，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)=2mm小齒輪數(shù) =34.56 34.56=125.5取=35 =127實(shí)際傳動比=3.729，傳動比誤差0.05%<2%在允許范圍內(nèi)。齒輪分度圓直徑mmmm齒頂圓直徑圓周速度 查相關(guān)資料 取齒輪精度為9級（3）驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度

11、按電機(jī)驅(qū)動，載荷平穩(wěn)，查相關(guān)資料取。查相關(guān)資料，按9級精度和齒寬 b=查相關(guān)資料，按考慮軸的剛度較大和齒輪相對軸承的非對稱布置， 得 查相關(guān)資料，得載荷系數(shù)，K=1.30端面齒頂壓力角由式計(jì)算 計(jì)算齒面接觸應(yīng)力 (4)驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由,查相關(guān)資料得；m=2<5mm, 取計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力由式計(jì)算，由式計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力（2）齒輪主要幾何參數(shù)七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算一、高速軸軸設(shè)計(jì)1、軸的材料取與高速級小齒輪材料相同，45，調(diào)質(zhì)處理，取2、初算軸的最小直徑首先確定個(gè)段直徑A段：有鍵槽，則軸應(yīng)放大，取，由于與聯(lián)軸器配合，根據(jù)所選聯(lián)軸器為彈性柱銷聯(lián)軸器LX2，查表 取 B段：=34，（取軸肩高）C段

12、：=40，與軸承（深溝球軸承6208）配合，取軸承內(nèi)徑D段：=45，（取R20系列）E段：=51，（取軸肩高）F段， =40, 與軸承（深溝球軸承6208）配合，取軸承內(nèi)徑3、確定各段軸的長度A段：=62,由聯(lián)軸器確定。B段：=50，考慮軸承端蓋取42C段：=38, 與軸承（深溝球軸承6208）配合,加上軸套長度D段：=70mm, 由小齒輪寬度確定E段： F段：與軸承（深溝球軸承6208）配合根據(jù)以上方法可以分別確定剩下的兩個(gè)軸的尺寸二、軸L1=33 , L2=61, L3=8 ,L4=49 ,L5=7，L6=70，L7=43(在實(shí)際圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)F段較粗必須做成齒輪軸，實(shí)際中E段軸肩沒有)三

13、、IV軸 L1=18 , L2=5 , L3=5 ,L4=61 ,L5=38, L6=63, L7=112八、軸的校核 通過分析，軸受力最復(fù)雜，較危險(xiǎn)。一、軸受力分析：軸：大齒輪處：圓周力：徑向力：小齒輪處：圓周力：徑向力：二、.軸的校核：選軸校核。1、水平面：軸受力圖如下：水平支承反力： 則有：水平受力和彎矩圖（單位）：垂直受力：彎矩圖：合成彎矩圖：轉(zhuǎn)矩圖：當(dāng)量彎矩：由于扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力取則： 查表得：45號鋼 查表得: （插入法）則: 故軸的強(qiáng)度足夠。 八、滾動軸承的選擇及計(jì)算軸承壽命校核：選用軸承：II軸： 深溝球軸承 6208 III軸：深溝球軸承 6008 IV軸：深溝球軸

14、承 6013（1）對軸承6208校核：查手冊 基本額定動載荷： ， L=31年滿足使用要求。（2）對軸承 6008校核。查手冊 基本額定動載荷： L=12年 滿足使用要求。(3) ）對軸承 6013校核。查手冊 基本額定動載荷： L=11年 滿足使用要求九、鍵聯(lián)接的選擇與聯(lián)軸器LT8連接的鍵d55mm選用A型普通鍵b×h=16×10長度L=112mm與軸大齒輪連接的鍵 選用A型普通鍵b×h=14×9長度L=50mm與IV軸大齒輪連接的鍵 選用A型普通鍵b×h=20×12長度L=56mm十、鑄件減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算表及附件選擇鑄件減速

15、器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算表減速器機(jī)體是用以支持和固定軸系零件并保證傳動件的嚙合精度和良好的潤滑及軸系可靠密封的重要零件。本設(shè)計(jì)減速器機(jī)體采用鑄造機(jī)體，由鑄鐵HT150制成，鑄鐵具有較好的吸振性，容易切削且承壓性能好。減速器機(jī)體才喲個(gè)割分式結(jié)構(gòu)，其剖分面與傳動件平面重合。 查有關(guān)手冊，鑄鐵減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸名稱計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果機(jī)座壁厚機(jī)蓋壁厚機(jī)座凸緣厚度機(jī)蓋凸緣厚度機(jī)座底凸緣厚度地腳螺釘直徑軸承旁聯(lián)接螺栓直徑機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑0.6）軸承端蓋螺釘直徑0.5）窺視孔蓋螺釘直徑0.4）至外機(jī)壁距離查手冊至凸緣邊緣距離查手冊軸承旁凸臺半徑查手冊凸臺高度h便于扳手操作為準(zhǔn)外機(jī)壁距軸承座端面距離（510）大

16、齒輪頂緣與內(nèi)機(jī)壁距離齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離機(jī)蓋、機(jī)座肋厚軸承端蓋外徑 （55.5）軸承旁聯(lián)接螺栓距離十一、聯(lián)軸器的選擇查手冊，減速器輸入端聯(lián)軸器選用型號LX2彈性柱銷聯(lián)軸器，輸出端選用LT8彈性柱銷聯(lián)軸器。十二、潤滑方式的確定因傳動裝置為輕型傳動，且傳速較低，故軸承采用脂潤滑，齒輪采用浸油潤滑。十三、設(shè)計(jì)小結(jié)通過本次課程設(shè)計(jì)，將所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)理論知識和理論力學(xué)理論知識，并在實(shí)踐中對所學(xué)加以鞏固，將機(jī)械設(shè)計(jì)的很多知識得到了利用，同時(shí)熟練掌握了查手冊和表格和計(jì)算相關(guān)的問題，尤其在手工繪圖能力上有了很大的提高，同時(shí)也考驗(yàn)?zāi)托暮鸵懔?。在繪圖和計(jì)算中遇到了很多問題，于是自己上圖書館查閱資料和問老師，特別感謝老師的細(xì)心指導(dǎo)，從中獲得了很多的知識和一些制圖技巧。十四、參考資料1、機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）濮良