一級(jí)減速器的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)?課程設(shè)計(jì)?說(shuō)明書課題名稱一級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)別業(yè)級(jí)號(hào)名系專班學(xué)姓電氣與電子工程系指導(dǎo)老師完成日期目錄第一章緒論 03第二章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說(shuō)明 032.1 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說(shuō)明 042.2 傳動(dòng)系統(tǒng)工作條件及傳動(dòng)系統(tǒng)方案的選擇 04第三章減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算 043.1 減速器結(jié)構(gòu) 043.2 電動(dòng)機(jī)選擇及傳動(dòng)比分配 043.4 動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算及傳送選擇 04第四章齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算包括小齒輪和大齒輪 064.1 齒輪材料和熱處理的選擇 064.2 齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 064.2.1 根據(jù)接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸 064.2.2 齒輪彎曲強(qiáng)度校核 0

2、74.2.3 齒輪幾何尺寸確實(shí)定 074.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 08第五章軸的設(shè)計(jì)計(jì)算(主動(dòng)軸與從動(dòng)軸) 095.1 軸的材料和熱處理的選 095.2 軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 095.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 095.4 軸的強(qiáng)度校核 09第六章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇 106.1 軸承的選擇及校核 106.2 聯(lián)軸器的選擇 106.3 鍵的選擇計(jì)算及校核 11第七章 減速器潤(rùn)滑、密封及附件的選擇 .127.1 潤(rùn)滑和密封的選擇確定 127.2 減速器附件的選擇確定 12第八章箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 13第九章總結(jié) 14第一章緒論本論文主要內(nèi)容是進(jìn)行一級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算,在設(shè)計(jì)計(jì)算中運(yùn)用到了?機(jī)械設(shè)計(jì)根

3、底?、?機(jī)械制圖?、?工程力學(xué)?、?公差與測(cè)量?等多門課程知 識(shí),并能運(yùn)用?AUTOCAD?軟件進(jìn)行繪圖,因此是一個(gè)非常重要的綜合實(shí)踐, 使我們?cè)诒姸喾矫娴玫搅隋憻捄团囵B(yǎng).主要表達(dá)在如下幾個(gè)方面：(1)培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想,練習(xí)了綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和 其他相關(guān)課程的根底理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能 力,穩(wěn)固、深化和擴(kuò)展了相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí).(2)通過(guò)對(duì)通用機(jī)械零件、常用機(jī)械傳動(dòng)或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì),使我們掌握了 一般機(jī)械設(shè)計(jì)的程序和方法,樹立正確的工程設(shè)計(jì)思想,培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科 學(xué)的工程設(shè)計(jì)水平和創(chuàng)新水平.(3)另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、行標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)

4、、圖冊(cè)及相關(guān)技術(shù)資料的水平以及計(jì)算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的水平.第二章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說(shuō)明2.1 課題題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的減速器.要求傳動(dòng)系統(tǒng)中含有單級(jí) 圓柱齒輪減速器及V帶傳動(dòng).2.2 主要技術(shù)參數(shù)說(shuō)明 ：輸送帶的最大有效拉力F=1500N,輸送帶的工作速度n=100 r/min,減速器輸出功率 Pv=3.3KW2.3 傳動(dòng)系統(tǒng)工作條件：帶式輸送機(jī)在常溫下連續(xù)工作、單向運(yùn)轉(zhuǎn)；空載起動(dòng),工作載荷較平穩(wěn)；兩班制(每班工作 8小時(shí)),每年工作300天,要求減 速器設(shè)計(jì)壽命為5年,三相交流電源的電壓為380/220V.2.4 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的選擇設(shè)計(jì)工程計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3.1

5、減速器結(jié)構(gòu)3.2電動(dòng)機(jī)選 擇3.2.1傳動(dòng)比分酉己3.2.2各軸功率3.3.1動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算本減速器設(shè)計(jì)為水平剖分,封閉臥式結(jié)構(gòu).(一)工作機(jī)的功率PwPw =3.3kw(-)總效率總總=帶齒輪聯(lián)軸器滾筒軸承=0.95X 0.97 X 0.99 X 0.99 X 0.98=0.885P0= Pw / 總=3.3/0.885=3.7KW查?機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)?得 Pm = 5.5 kw電動(dòng)機(jī)選用 Y132S-4n= 1440 r/mini=(2 X 3)-(4 X5)=6-20工作機(jī)的轉(zhuǎn)速 n1=(6-20) X100 r/min=600-2000 r/mini=nm/nw=1440/100=1

6、4.40取i帶3 那么i齒i總/i帶12.076/3 4.0i= nm/i g=14.4/3=4.8I 軸：Ni= nm/ig=1440/3=480 r/minII 軸:Nii= n2/i=100 r/minNw= Nii=100 r/minPi=Pm 義 0.95=5.5 義 0.95=5.23KWP2=P1X 0.99=5.23 X 0.99=5.02KWPv=P2X0.99 X 0.98=4.87KW轉(zhuǎn)矩T:To=9500XPm/Nm=9550X 5.5/1440=36.48 (N . m)Ti=9550X 5.23/480=104.6 (N . m)T2=9550P/N=9550X 5

7、.02/100=479.41 (N . m)Tw=9550X 3.3/100=315.15 (N . m)Pw =3.3kwPm = 5.5 kwn=1440r/min電動(dòng)機(jī)選用Y132S-4i帶3i 齒 4.0i=14.40Nw=Nii = 100 r/minPi=5.23KWP2=5.02KWPw=4.87KWT0=36.48N.mT1=104.6N.mT2=479.4N.mTw=315.2N.m設(shè)計(jì)工程計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3.3.2傳送帶選擇計(jì)算功率： P c= Ka P=1.2 X 5.5=6.6KW選帶英型：Pc=6.6KW n= 1440 r/min 選if$ A 型帶 ddi=95(m

8、m) 大帶輪基準(zhǔn)直徑 dd2=iddi = 280 (mm)V=tt dd1n1/ (60X 1000) =7.16 (mm)帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：Ld1=2a+1/2 兀(d d1+dd2)+(d d2-d d1)2/4a 0=2x5 00+1/2 兀(95+280)+(280-95 )2/4x 500 =1605.86 (mm取 Ld0=1600 (mm確定中央距：a=a0+(Ld1-Ld0)/2=503 (mm)驗(yàn)算帶輪包角：a 1 = 180° - 57.3 0 X (dd2-dd1)/a=158.8 °單根V帶的額定功率：P1=1.5 KW AP1=0.17KW確定根帶數(shù)

9、：z=Pd/(P1 + AP1)KcKL=3.3 取 z=4單根初拉力：q=0.17 kg/mF0=500X (2.5-Ka) Pd/K a zv+qv2=159.2 N作用于軸上的力：Fq=2 Z F sin a 1/2=2x 4X 159.2x sin 158.5° /2=1251.25 N選擇A型帶 dd1=95 (mm)dd2=285 (mm)Ld0=1600 (mm) a 1=158.5°根帶數(shù)：z=4F0=159.2 NFq=1251.25 N將上述數(shù)據(jù)列 表如右圖：功率P/kWN/(r.min bT/(N . m)i05.50144036.4830.9515.

10、23480104.0625.02100479.4140.9633.30100315.1510.97設(shè)計(jì)工程計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果第四章齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 齒輪材料和熱處理 的選擇小齒輪選用45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理,HB=260 大齒輪選用45號(hào)鋼,正火處理,HB=215調(diào)質(zhì)處理,HB =2604.2齒輪幾何 尺寸的設(shè)計(jì) 計(jì)算根據(jù)接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸 由?機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)?查得Hliml 610MPaHlim2 500MPan1/n21.64/0.34 4.8由?機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)?查得ZN1 =1ZN2 = 1.03rhimiZni 610 1由 H1 610MPaSh lim1H lim 2Z N

11、 25001.03H2SH lim515MPa4.2.1選載荷系數(shù)K4.2.2計(jì)算尺數(shù)比4.2.3選擇齒寬系數(shù)d4.3計(jì)算小齒 輪分度圓直 徑、模數(shù)、齒 數(shù)、中央距由原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī),工作機(jī)為帶式輸送機(jī),載荷 平穩(wěn),齒輪在兩軸承間對(duì)稱布置.查?機(jī)械原理與機(jī) 械零件?教材中表得,取K = 1.2=4.8根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對(duì)稱布置.查?機(jī)械原理與機(jī)械零件?教材中表得,取d =1.23 1( 671) 2KTi(u1)d1 > =1 TT =60 mmu齒數(shù)：取 Z1=20 那么 Z2=i XZ1=20X 4.8=96設(shè)計(jì)工程計(jì)算及說(shuō)明正火處理,HB =215Hlim1 610MPaH

12、lim2 500MPaH1610MPaH1515MPa=4.8d 1 =60 mmd = 1.2Z1=20Z2=964.3計(jì)算小齒輪 分度圓直徑、 模數(shù)、齒數(shù)、 中央距4.4齒輪幾何 尺寸確實(shí)定(一)確aE四輪模數(shù)m m =d1/Zl = 60/20=3 (mm) 取 m=3(二)計(jì)算齒輪的主要尺寸d1 mZ13 20 60(mm)d2 mZ23 96 288(mm)(三)中央距：1 .,1 cca d1d 2- 60 288174 mm2 2(四)齒輪寬度B2dd1 1.2 60 72(mm)B1 = B2 + (5 10) = 77-82(mm) 取 Bi =80 (mm)(五)計(jì)算圓周轉(zhuǎn)

13、速v并選擇齒輪精度dm3.14 60 480v 1.63 m/s60 100060 1000(六)但根據(jù)設(shè)計(jì)要求齒輪的精度等級(jí)為8級(jí)齒頂圓直徑da 由?機(jī)械專件設(shè)計(jì)手冊(cè)?得h a =1 c = 0.25止匕同時(shí)da1 d1 2ha1Z1 2ha m (20 2 1) 3 66(mm)da2 d2 2ha2 Z2 2ha m (96 2 1) 3 294(mm 齒距P = 3X3.14=9.42(mm)齒根高h(yuǎn)f h a c m 3.75(mm)齒頂局ha ham 1 3 3(mm)齒根圓直徑d fdf1 d1 2hf 60 2 3.75 52.5(mm)df2 d2 2hf 288 2 3.7

14、5 280.5(mm)m=3Zi = 20Z2 = 96 d1 =60 ( mm)d2 =288 (mm)a=174 (mm)B2=77 (mm)B1=80 (mm)V=1.63 (m/s)I T=8da=66 (mm) da2=294 (mm)h=6.75 (mm) )S=5.10 (mm)P=9.42 (mm)hf=3.75 (mm) ha=3 (mm)df1=52.5 ( mm) df2=280 ( mm)設(shè)計(jì)工程計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果74.5齒輪的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu),大齒輪采用鍛造毛坯的腹板 式結(jié)構(gòu)大齒輪的關(guān)尺寸計(jì)算如下：軸孔直徑d= 40(mm)輪轂直徑D1=1.6d=1.6X

15、40=64(mm)輪轂長(zhǎng)度L B2 72(mm)輪緣厚度 8 0 = (34)m = 912(mm)取 0=12輪緣內(nèi)徑D 2 = da2 -2h-2 0=294-2 X 6.75-2 X 12=256.5(mm)取 D2 = 250(mm)腹板厚度c=0.3B2=0.3 X 80=24(mm)取 c=24(mm)腹板中央孔直徑D 0 =0.5( Di + D2 )=0.5(250+64)=157(mm)腹板孔直徑d 0 =0.25 ( D2-D1)=0.25 (250-64) =46.5(mm)d1=1.6d=1.6X 40=64 (mm)1.5d>L> b L=60 80 (m

16、m) 取 L=70(mm)取 d0=0.25 x (d2-d1)= 57 (mm)c=24 (mm)r =0.5c=0.5 x 24=12(mm)齒輪倒角 n=0.5m=0.5 x 3=1.5 (mm)d=40(mm)D1 =64( mm)D2=250 (mm)c=24 (mm)d0 =57 (mm)r=12 (mm)n=1.5 (mm)設(shè)計(jì)工程計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果8第五章軸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1軸的材料和 熱處理的選擇5.2 軸幾何尺 寸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.4 軸的強(qiáng)度 校核由?機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)?中的圖表查得：選45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理,HB217255b =650 MPas =360 MPa1

17、 =300 MPa根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑7c3 F,、d> C J =115x (5230/480) -3=25(mm考慮鍵槽 d2 =25X 1.05=26 (mm)選取標(biāo)準(zhǔn)直徑 d2=28 mm (GB/T2822-2022)T=9.55X 106P/n=9.55x 106X5.23/480=104 KN .m根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要同時(shí)考慮到強(qiáng)度的原那么主動(dòng)軸和從動(dòng)軸均設(shè)計(jì)為階梯軸.從動(dòng)軸的強(qiáng)度校核一一.l 2T圓周力Ft =一=2 X 104000/288=722.2 Nd徑向力Fr= Ft tan a=722.2X tan 20° =262.8 N

18、由于為直齒輪,軸向力Fa =0Frbx=Frdx=0.5 Ft =0.5X 722.2=361.1( N)Mhc =0.5Frbx=361.1X82X 0.5/1000=14.8( N m)Fraz=Frdz=0.5F=0.5X262.8 =131.4(N m)MVC =0.5 Fraz L=131.4 X 82 X 0.5/1000=5.9( N m)b=650 MPas=360 MPa1 =300 MPad2 = 28 (mm)T=104 KN .mFt=722.2NFr =262.8NFa= 0 N Frbx=361.1NMhc =14.8 N .mFraz = 131.4n m設(shè)計(jì)工程

19、計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果9M = MhcMvc = 14.82 5.92 =16.0( N m)Me =、M 2aT 2 =16.020.6 479.41 2 =288.1(N m)由圖表查得, 1 b=300 MPad=21.25 mm< 25強(qiáng)度足夠3 3 410甘1=10后荻=21.25(mm)考慮鍵槽 d=21.25 mm < 25 mm那么強(qiáng)度足夠第六章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1軸承的選擇6.2聯(lián)軸器選 擇考慮軸受力較小且主要是徑向力和軸向力,應(yīng)選 用深溝球軸承,根據(jù)軸頸值查?機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)? (GB/T5014-2022)主動(dòng)輪軸承6307,從動(dòng)軸承6309 彈性柱銷聯(lián)軸器H

20、L3聯(lián)軸器28X63 ,考慮到聯(lián)軸器 用軸肩實(shí)現(xiàn)定位.取第二段 d22=35 mm考慮滾動(dòng)軸承直徑系列取d23=40 mm便于齒輪裝拆.取 d24=42 mm, d26=40 mm選取軸承型號(hào),初選7溝球軸承,代號(hào) 6308,查 手冊(cè)得,軸承寬度 B=23 mm、D=90 mm,安裝尺寸 Di=49 mm,軸環(huán)直徑 d25=49 mm壽命方案：兩軸承受純徑向載荷P= F r =262.8e=0.22-(0.22-0.19)/(0.028-0.014) 乂 ( 0.28-0.023)=0.20X=0.56 Y=2.07從動(dòng)軸軸承壽命：深溝球軸承6309,根本額定功負(fù)荷Cr=40.8KNf t=1

21、f p=1.2-106fC10640.8 1 1000 3Lh =1 '-=23760n2P 60 262.8262.83X 106 h預(yù)期壽命為：5年,兩班制5X300X 16=24000 h<Lh 軸承壽命合格主動(dòng)輪軸承6307從動(dòng)軸承6309聯(lián)軸器選擇HL3 28X63各軸定位：d21=28 mmd22=35 mmd23=40 mmd24=42 mmd25=49 mmd26=40 mme=0.20X=0.56Y=2.07Lh=237.3X 106 hL=24000 h< Lh軸承壽命合格10設(shè)計(jì)工程計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果6.3鍵的選 擇計(jì)算及校核(一)從動(dòng)軸外伸端 d=28

22、( mm),考慮鍵在軸中部 安裝應(yīng)選鍵 8X7 GB/T10961990, b=8, L=42(mm),h=7,選45號(hào)鋼F t4000TI 4000 722.2p = =L = =351.0 MPah lhld7 42 28< p那么強(qiáng)度足夠,合格(一)與齒輪聯(lián)接處d=42(mm),考慮鍵槽在軸中部女 裝同一方位母線上,選鍵12X8 (GB/T10961990),b=14(mm), L=82 (mm), h=8 (mm),選 45 號(hào)鋼F t4000TI 4000 722.2 2 八p =-=205.0< ph lhld8 42 42那么強(qiáng)度足夠,合格HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器肩關(guān)參

23、數(shù)鍵的選擇d=28 (mm) 鍵8X7(GB/T10961990) 合格d=42(mm) 鍵 12X8(GB/T10961990) 合格拙;型型型 號(hào)公稱 轉(zhuǎn)矩T/(N- m)許用 轉(zhuǎn)速n/(r -.1 min軸孔 直徑 d/mm軸 孔 長(zhǎng) 度 L/ m m外徑D/m m材料軸 孔 類 型錠 學(xué)HL363050003082160HT 200Y型A11設(shè)計(jì)工程計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果第七章 減速器潤(rùn)滑、密封及附件的選擇7.1.1 潤(rùn) 滑的選擇確定7.1.2密封形 式7.2減速器附 件的選擇確 定潤(rùn)滑方式1 .齒輪V=1.63 m/s <2.0 m/s應(yīng)用噴油潤(rùn)滑,但考慮 本錢及需要,選用浸油潤(rùn)滑2

24、.軸承采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑潤(rùn)滑油牌號(hào)及用量1 .齒輪潤(rùn)滑選用150號(hào)機(jī)械油,最低最高油面距1020 (mm,需油田 1.5L 打2 .軸承潤(rùn)滑選用2L3型潤(rùn)滑脂,用油量為軸承間隙 的1/31/2為宜1 .箱座與箱蓋凸緣接合面的密封,選用在接合面涂密 封漆或水玻璃的方法2 .觀察孔和油孔等處接合面的密封,在觀察孔或螺塞 與機(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封3 .軸承孔的密封,悶蓋和透蓋用作密封與之對(duì)應(yīng)的軸 承外部,軸的外伸端與透蓋的間隙,由于V<3 (m/s), 應(yīng)選用半粗羊毛氈加以密封4 .軸承靠近機(jī)體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封,預(yù)防潤(rùn)滑 油進(jìn)入軸承內(nèi)齒輪：噴油潤(rùn)滑150號(hào)機(jī)械油軸承：潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑2L-3型潤(rùn)滑脂6其它附件6右圖列表 (部份)6名稱功用數(shù)量材料規(guī)格螺栓安裝端蓋9Q235M9 X16GB 5782 198銷定位235A6X 40GB 117198墊圈調(diào)整安裝865 M n8 10GB 93 1987螺母安裝8A3M12GB 6170 198油標(biāo)尺測(cè)量油 面高度1組合件/通氣器透氣1A3/12設(shè)計(jì)工程箱體主要構(gòu)尺寸計(jì)