圓柱齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計說明書

1、目錄第一章課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明1.1課題題目1.2主要技術(shù)參數(shù)說明1.3傳動系統(tǒng)工作條件1.4傳動系統(tǒng)方案的選擇第二章減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計算2.1減速器結(jié)構(gòu)2.2電動機(jī)選擇2.3傳動比分配2.4動力運(yùn)動參數(shù)計算第三章齒輪的設(shè)計計算（包括小齒輪和大齒輪）3.1齒輪材料和熱處理的選擇3.2齒輪幾何尺寸的設(shè)計計算3.2.1 按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計齒輪主要尺寸3.2.2 齒輪彎曲強(qiáng)度校核4.2.3 齒輪幾何尺寸的確定3.3齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計第四章 軸的設(shè)計計算（從動軸）4.1軸的材料和熱處理的選擇4.2軸幾何尺寸的設(shè)計計算4.2.1按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計軸的最小直徑4.2.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.2

2、.3軸的強(qiáng)度校核第五章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇5.1軸承的選擇及校核5.2鍵的選擇計算及校核5.3聯(lián)軸器的選擇第六章總結(jié)參考文獻(xiàn)第一章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明1.1課題題目帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)中的減速器。要求傳動系統(tǒng)中含有單級圓柱齒輪減速器及V帶傳動。1.2主要技術(shù)參數(shù)說明輸送帶的最大有效拉力F=4000N，輸送帶的工作速度V=0.75m/s，輸送機(jī)滾筒直徑D=300mm。1.3傳動系統(tǒng)工作條件原動機(jī)為電動機(jī)，齒輪單向傳動，有輕微沖擊，工作時間10年，每年按300天計，單班工作（每班8小時）。1.4傳動系統(tǒng)方案的選擇圖1帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)簡圖計算及說明結(jié)果第二一章減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計

3、算2.1減速器結(jié)構(gòu)本減速器設(shè)計為水平剖分，封閉臥式結(jié)構(gòu)。2.2電動機(jī)選擇（一）工作機(jī)的功率PPw =FV/1000=4000X 0.75/1000=3kw（二）總效率口總口總=口帶口齒輪耳聯(lián)軸器耳滾筒鏈軸承=0.808電動機(jī)（三）所需電動機(jī)功率Pd選用：Y100L2-4kw總查機(jī)械零件設(shè)計手冊得Ped = 4 kw電動機(jī)選用丫112M-4n 滿=1440 r/mi n2.3傳動比分配工作機(jī)的轉(zhuǎn)速n=60X 1000v/3 D)=60X 1000X 0.75/(3.14 X 300) =47.77r/m in鏈總各級平均傳動比平總一總?cè)羧ф渼t齒帶鏈帶鏈齒帶i齒=42.4動力運(yùn)動參數(shù)計算（一）轉(zhuǎn)

4、速nno =:n 滿=1440 (r/min )ni=no / i帶=口滿/ i帶=1440/2.5=576 ( r/min)nH = ni/ 齒=576/4=144 (r/min )=47.84 (r/min )鏈（二） 功率P帶軸齒軸鏈3.23(kw)（三）轉(zhuǎn)矩T 計算及說明結(jié)果將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸號功率P/kWN/(r.min 1)T/(N - m)in03.71144024.630.9613.5257658.423.39144224.84.0250.9733.2347.84644.810.98第二章齒輪的設(shè)計計算3.1齒輪材料和熱處理的選擇小齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB = 23

5、6大齒輪選用45號鋼，正火處理，HB= 1903.2齒輪幾何尺寸的設(shè)計計算3.2.1按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計齒輪主要尺寸由機(jī)械零件設(shè)計手冊查得 H liml = 580MPa , 口 h lim 2= 53MPa ,SHlim = 1 F liml = 215皿巳， f im 2 = 2MPa , Sf im 1由機(jī)械零件設(shè)計手冊查得ZN1 = ZN2 = 1Y N1 = YN2 = 1.1由 hH1 = Hlim1 N1 =580MPaSh lim1tTHHlim2ZN53S = 530MPaSH lim1計算及說明結(jié)果和加1 _215.1_244MPaSF lim1riF lim 2丫N 22

6、00 疋 1 .1屛2 Flim2 N2 uu_204MPaSF lim1（一）小齒輪的轉(zhuǎn)矩TI（二）選載荷系數(shù)K由原動機(jī)為電動機(jī)，工作機(jī)為帶式輸送機(jī)，載何平穩(wěn)，齒輪在兩軸承間對稱布置。查機(jī)械原理與機(jī)械零件教材中表得，取 K = 1.1（三）計算尺數(shù)比k卩=4（四）選擇齒寬系數(shù)屮d根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對稱布置。查機(jī)械原理與機(jī)械零件教材中表得，取 屮d二1（五）計算小齒輪分度圓直徑d1 =766=50.46(mm)計算及說明結(jié)果（六）確定齒輪模數(shù)m(mm)m =(0.0070.02)a =:(0.0070.02) X 126.25取m=2（七）確疋齒輪的齒數(shù) 乙和z2 取 Zi = 25

7、取Z2 = 100（八）實(shí)際齒數(shù)比卩1Zi = 24Z2 = 96齒數(shù)比相對誤差 =0允許（九）計算齒輪的主要尺寸(mm)(mm)d1 =50mmd2 =100mm計算及說明結(jié)果中心距a=-a=125mm齒輪寬度Bi = B2 + (5 10) = 55 60(mm)取 Bi =57 (mm)B1=57mm（十）計算圓周轉(zhuǎn)速v并選擇齒輪精度B2=50mmV=1.1890查表應(yīng)取齒輪等級為9級，(m/s) 定為IT7但根據(jù)設(shè)計要求齒輪的精度等級為 7級。3.2.2齒輪彎曲強(qiáng)度校核（一）由4 2 1中的式子知兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力BF1 】=244MPakF2 】=204MPa（二）計算兩齒輪齒根的

8、彎曲應(yīng)力由機(jī)械零件設(shè)計手冊得YF1=2.63Yf2=2.19比較Yf /&f】的值Y F1 /仃 f1=2.63/244=0.0108Yf 2 / f2=2.19/204=0.0107計算大齒輪齒根彎曲應(yīng)力為計算及說明結(jié)果=12.8(MPa)計算及說明結(jié)果強(qiáng)度足夠齒輪的彎曲強(qiáng)度足夠323齒輪幾何尺寸的確定齒頂圓直徑d由機(jī)械零件設(shè)計手冊得h a =1 c = 0.25dai =54mma2齒距P = 2X 3.14=6.28(mm)=204mm齒根高h(yuǎn)fc m = 2.5(mm)h=4.5mm齒頂高h(yuǎn)a二 h am = 12 二 2(mm)S=3.14mmP=6.28mm齒根圓直徑hf=2.5m

9、mha=2mmdf1 =45mmdf2=195mm3.3齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計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)尺寸計算如下:軸孔直徑d=50(mm)輪轂直徑D1 =1.6d=1.6X 50=80(m m)輪轂長度L 二B2 =66(mm)輪緣厚度8 0 =:(34)m = 68(mm)取、0=8輪緣內(nèi)徑D 2= da2 -2h-2、0 =204-2 X 4.5-2 X 8=179(mm)取 D2 = 180(mm)腹板厚度 c=0.3 B2 =0.3X 48=14.4取 c=15(mm)腹板中心孔直徑 D o =0.5(D!+ D2)=0.5(80+180)=130(mm

10、)腹板孔直徑 d 0 =0.25 ( D2-D!) =0.25 (180-80)=25(mm)取 d=25(mm)齒輪倒角 n=0.5m=0.5X 2=1齒輪工作如圖2所示：山.-第四章軸的設(shè)計計算4.1軸的材料和熱處理的選擇由機(jī)械零件設(shè)計手冊中的圖表查得 選45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB217255二=280MPa二 b =650MPa二 s =360MPa4.2軸幾何尺寸的設(shè)計計算4.2.1按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計軸的最小直徑從動軸d215 一 32.96D2=35mm考慮鍵槽 d2 =32.96X 1.05=34.61選取標(biāo)準(zhǔn)直徑d2 =35 mm4.2.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便

11、的需要，同時考慮到強(qiáng)度的原則, 主動軸和從動軸均設(shè)計為階梯軸。4.2.3軸的強(qiáng)度校核從動軸的強(qiáng)度校核圓周力Ft =2T2 =2000 x 224.8/200=2248d2徑向力Fr = Ft tan20?=2248X tan20 =818.20由于為直齒輪，軸向力Fa =0從動軸RA1CFt Fr水平面彎矩RHARHBFt512NrRvARvB垂直面彎矩合力彎矩：50.872Nn扭矩lia42Nn危險截面當(dāng)量彎矩從動軸受力簡圖計算及說明結(jié)果L=110mmRha = Rhb =0.5 Ft =0.5 X 2248=1124(N)M hc=0.5RhaL=1124X 110X 0.5/1000=6

12、1.82(N -m)Rva = Rvb =0.5 Fr =0.5 X 818.20 =409.10(N m)MVC =0.5RvaL=409.10X 110X 0.5/1000=22.5(N m) 轉(zhuǎn)矩 T=224.8(N m)校核2 2 Mc = JMHc +Mvc =65.79( N m)22Me = *MC +(aT ) =150.07(N m)由圖表查得，b=55MPa3 f d 10 i= =30.10(mm)*o.1dl考慮鍵槽 d=30.10mm 45mm則強(qiáng)度足夠第五章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇5.1軸承的選擇及校核考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用單列深溝球軸承主動軸承根據(jù)軸頸

13、值查機(jī)械零件設(shè)計手冊選擇62072個(GB/T276-1993)從動軸承 6209 2 個(GB/T276-1993)壽命計劃：從動軸 承 2個計算及說明結(jié)果兩軸承受純徑向載荷P=F r =818.2X=1Y=0從動軸軸承壽命：深溝球軸承 6209,基本額定功負(fù)荷Cr=25.6KNft =1d =3L10=106h 60n2 P丿預(yù)期壽命為:10年，單班制L=10 X 300 X 8=24000L10h軸承壽命合格5.2鍵的選擇計算及校核（一、）從動軸外伸端 d=42,考慮鍵在軸中部安裝故選鍵10X 40GB/T10962003,b=16, L=50, h=10,選45號鋼，其許用擠壓力Bp】

14、從動軸=100MPa外伸端F t鍵10 X4000T,r iIT OC斤140P = 、=85.63 p JPh lhldpGB/10962003則強(qiáng)度足夠，合格（二）與齒輪聯(lián)接處 d=50mm,考慮鍵槽在軸中部安裝，故同一方位母線上，選鍵 14X 52 GB/T10962003,b=10mm,L=45mm, h=8mm,選45號鋼，其許用擠壓應(yīng)力bp】與齒輪 聯(lián)接處鍵14 X=100MPa52Ft = 4000Ti =64.228V gGB/T10962003CT =ph lhldp則強(qiáng)度足夠，合格計算及說明結(jié)果5.3聯(lián)軸器的選擇由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮拆 裝方便及經(jīng)濟(jì)

15、問題，選用彈性套柱聯(lián)軸器K=1.3Tc =9550 KPl1 = 292.3nii選用TL7套住聯(lián) 軸器選用TL7型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉(zhuǎn)矩 Tn =500，TCTn。采用Y型軸孔，A型鍵軸孔直徑d=4045,選d=42,軸孔長度L=112TL7型彈性套住聯(lián)軸器有關(guān)參數(shù)型號公稱 轉(zhuǎn)矩T/(Nrm)許用 轉(zhuǎn)速n/(r min軸孔 直徑 d/mm軸孔 長度L/mm外 徑D/mm材料軸孔類型鍵 槽 類 型TL7250280042112190HT200Y型A型第六章 總結(jié)通過本次機(jī)械課程設(shè)計， 使自己對機(jī)械設(shè)計課程知識有了進(jìn)一步理解， 對于 各方面知識之間的聯(lián)系有了實(shí)際的體會。 同時也深深感到自己初步掌握的知識與 實(shí)際需要還有很大的距離，在今后還需要繼續(xù)學(xué)習(xí)和實(shí)踐。本設(shè)計由于時間緊張，在設(shè)計中肯定會有許多欠缺，若想把它變成實(shí)際產(chǎn)品 的話還需要對加工工藝設(shè)計等進(jìn)行