機(jī)械設(shè)計(jì)減速器設(shè)計(jì)

1、 河南城建學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)教師： 學(xué)生姓名： 班級(jí)學(xué)號(hào)： 完成日期： 2013年6月 目 錄緒論- 2 -1 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)- 2 -2 減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算- 3 -2.1 減速器結(jié)構(gòu)- 3 -2.2 動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算- 3 -3 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算- 4 -3.1 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)- 4 -3.1.1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值- 4 -3.1.2 計(jì)算齒輪參數(shù)- 5 -3.2 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)- 5 -3.2.1 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值- 6 -3.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪數(shù)：- 6 -3.3 幾何尺寸計(jì)算- 7 -3.3.1計(jì)算分度圓直徑- 7 -3

2、.3.2計(jì)算中心距- 7 -3.3.3計(jì)算齒輪寬度- 7 -3.4.1齒輪的基本參數(shù)為：- 7 -3.4.2對(duì)小齒輪：- 7 -3.4.3對(duì)大齒輪：- 8 -3.5 輸入軸的計(jì)算及材料的選擇- 9 -3.6 輸出軸的計(jì)算- 9 -3.7 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 9 -3.7.1輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 9 -3.7.2輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 10 -3.7.3 確定軸的軸向尺寸- 11 -3.8 鍵的選擇與校核- 12 -4 減速器的潤(rùn)滑以及密封- 12 -4.1 潤(rùn)滑方式的確定- 12 -4.2 潤(rùn)滑油牌號(hào)及用量- 12 -4.3 密封的選擇與確定- 12 -5 箱體尺寸及附件的設(shè)計(jì)- 13 -5.1 箱體尺

3、寸- 13 -5.2 附件的設(shè)計(jì)- 14 -5.2.1 檢查孔和蓋板- 14 -5.2.2 通氣器- 15 -5.2.3 油面指示器- 15 -5.2.4 放油螺塞- 15 -5.2.5 定位銷(xiāo)- 15 -5.2.6起蓋螺釘- 15 -5.2.7起吊裝置- 15 -6 設(shè)計(jì)心得- 16 -7 參考文獻(xiàn)：- 16 - 緒論機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是在完成機(jī)械設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)后，一次重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。是高等工科院校大多數(shù)專業(yè)學(xué)生第一次較全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，也是對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的全面復(fù)習(xí)和實(shí)踐。其目的是培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)選修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能

4、力，鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。本組課程設(shè)計(jì)任務(wù)為減速器的高速級(jí)齒輪傳動(dòng)。根據(jù)題目要求和機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)作者做了以下幾個(gè)方面的工作：（1）決定傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)方案，（2）齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算,（3）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算，軸承、聯(lián)接件、潤(rùn)滑密封和聯(lián)軸器的選擇及校驗(yàn)計(jì)算,（4）機(jī)體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計(jì)和參數(shù)的確定，（5）繪制裝配圖及零件圖。 1 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 傳動(dòng)方案的確定：1，電動(dòng)機(jī)直接由聯(lián)軸器與減速器連接，減速器由聯(lián)軸器與卷筒連接。2，減速器采用一級(jí)圓柱齒輪減速器。3，傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如下：2 減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算2.1 減速器結(jié)構(gòu)本減速器設(shè)計(jì)為水平剖分，封閉臥式結(jié)構(gòu)。2.2 動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參

5、數(shù)計(jì)算1 轉(zhuǎn)速n=980 r/min ，=/=980/3.25=301.54 r/min2 功率P 查設(shè)計(jì)手冊(cè)知： 1=53KW 3 轉(zhuǎn)矩T 4 效率 將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸號(hào)功率P/kW N /(r.min-1) /(Nmm) 1539800.96 251.42301.543 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。選小齒輪齒數(shù)為，大齒輪齒數(shù)3.1 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 3.1.1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1)試選載荷系數(shù) 2)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3)由表10-7選取齒寬系數(shù) 4)由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 5)由圖10-21e按齒面硬度查得：小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度

6、極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；6)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 7)由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù) 8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取安全系數(shù)=1，得: 3.1.2 計(jì)算齒輪參數(shù) 1)試算小齒輪分度圓直徑，代入數(shù)值： = 2)計(jì)算圓周速度v 3)計(jì)算尺寬b 4)計(jì)算尺寬與齒高比b/h 模數(shù) 齒高 5)計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)因直齒輪，故 ；由表10-2查得使用系數(shù)； 由表10-4插值法查得 。故載荷系數(shù)。6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（9-48）第一式得 7)計(jì)算模數(shù)m 3.2 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 3.2.1 確定公式

7、內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 1)由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2)由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) 3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由式（10-12）得 4)計(jì)算載荷系數(shù)K 5)查取齒形系數(shù) 由表10-5查得 6)查取應(yīng)力較正系數(shù) 由表10-5查得 7)計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 小齒輪的數(shù)值大。3.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪數(shù)： = 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m與齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)相差不大，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)3.08mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，按接觸疲勞強(qiáng)度算得分度圓直徑，算出 小齒輪數(shù): ??； 大齒輪數(shù): 取。3.3

8、幾何尺寸計(jì)算 3.3.1計(jì)算分度圓直徑 3.3.2計(jì)算中心距 3.3.3計(jì)算齒輪寬度 取 ，3.4 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.4.1齒輪的基本參數(shù)為： 標(biāo)準(zhǔn)齒輪有 齒頂高： 齒根高： 齒全高：3.4.2對(duì)小齒輪： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： 因?yàn)?，故選擇實(shí)心結(jié)構(gòu)3.4.3對(duì)大齒輪： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： 因?yàn)椋?故可做成腹板式結(jié)構(gòu) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 圓柱齒輪很好飽和的7級(jí)精度齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)效率為0.98-0.99，在這里取0.98。則大齒輪的傳遞功率 按扭矩，故軸的材料選用45鋼。 由課本P370 表15-3取由課本P370 15-2公式軸的直徑圓整大齒輪的設(shè)計(jì)圖以及參數(shù)符號(hào)參照課本P231

9、圖10-39具體參數(shù)如下：取取，則 ，圓整后取264mm。 腹板厚度，圓整25mm。腹板孔直徑，圓整為48mm。3.5 輸入軸的計(jì)算及材料的選擇大小齒輪都選用硬齒面，大小齒輪的材料均采用40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，小齒輪上的軸，小齒輪轉(zhuǎn)速r/min考慮到有一個(gè)鍵槽，直徑增加5%，最后計(jì)算得直徑為44.47mm，圓整為45mm。查機(jī)械手冊(cè)，選用45鋼。3.6 輸出軸的計(jì)算按扭矩，與小齒輪的扭矩相近似，故也選用45鋼。大齒輪上的軸，考慮到有一個(gè)鍵槽，直徑增大5%，最后計(jì)算得直徑為65.21mm，圓整為70mm。3.7 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的零件定位、固定和裝配 單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排

10、在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，該設(shè)計(jì)潤(rùn)滑方式是油潤(rùn)滑，箱體四周開(kāi)有輸油溝，齒輪一面用軸肩定位，另一面用軸套定位，周向定位采用鍵和過(guò)渡配合，兩軸承分別以軸承肩定位，周向定位則用過(guò)渡配合或過(guò)盈配合，軸呈階梯狀，左軸承從左面裝入，齒輪、右軸承依次從右面裝入。 3.7.1輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輸入軸初步確定采用齒輪軸，即將齒輪與軸制為一體。根據(jù)軸上零件的安裝和固定要求，初步確定軸的結(jié)構(gòu)。設(shè)有7個(gè)軸段。輸入軸的軸段示意圖如下：1段：該段是小齒輪的左軸端與聯(lián)軸器連接，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)，選用凸緣聯(lián)軸器GYS6 J1型，其軸孔直徑d1為45mm，軸孔長(zhǎng)度L為84mm。根據(jù)聯(lián)軸器的軸孔長(zhǎng)度，又由機(jī)械設(shè)計(jì)，取軸伸段（即1

11、段）長(zhǎng)度L1173mm。 2段： 參考機(jī)械手冊(cè)，取軸肩高度h為1.5mm，則d2=d1+2h=48mm。 此軸段一部分用于裝軸承蓋，一部分伸出箱體外。3段：此段裝軸承，取軸肩高度h為1mm，則d3=d2+2h=50mm。選用深溝球軸承。查機(jī)械手冊(cè)，此處選用的軸承代號(hào)為6010，其內(nèi)徑d為50mm，寬度B為16mm。為了起固定作用，此段的寬度比軸承寬度小12mm。取此段長(zhǎng)L3=17mm。4段與6段：為了使齒輪與軸承不發(fā)生相互沖撞以及加工方便，齒輪與軸承之間要有一定距離，取軸肩高度為2mm，則d4=d6=d3+2h=54mm，長(zhǎng)度取5mm，則L4= L65mm。5段：此段為齒輪軸段。由小齒輪分度圓

12、直徑d=80.5mm可知，d6=80.5mm。因?yàn)樾↓X輪的寬度為90mm，則L5=90mm。7段：此段裝軸承，選用的軸承與右邊的軸承一致，即d7=d3=50mm，L717mm。由上可算出，兩軸承的跨度mm 3.7.2輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸上零件的安裝和固定要求，并考慮配合輸入軸的結(jié)構(gòu)，初步確定輸出軸的結(jié)構(gòu)。設(shè)有6個(gè)軸段。輸出軸的軸段示意圖如下：1段： 此段裝聯(lián)軸器。裝聯(lián)軸器處選用最小直徑d1=70mm，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)，選用凸緣聯(lián)軸器GY8 J1型，其軸孔直徑d1為70mm，軸孔長(zhǎng)度L為107mm。根據(jù)聯(lián)軸器的軸孔長(zhǎng)度，又由機(jī)械設(shè)計(jì)，取軸伸段（即1段）長(zhǎng)度L1219mm。2段：查機(jī)械設(shè)計(jì)，取軸肩

13、高度h為1.5mm，則d2=d1+2h=mm此軸段一部分長(zhǎng)度用于裝軸承蓋，一部分伸出箱體外。3段：取軸肩高度h為3.5mm，則d3=d2+2h=73+2mm。此段裝軸承與套筒。選用深溝球軸承。查機(jī)械設(shè)計(jì)，此處選用的軸承代號(hào)為6416，其內(nèi)徑d為80mm，寬度B為48mm。為了起固定作用，此段的寬度比軸承寬度小12mm。取套筒長(zhǎng)度為10mm，則此段長(zhǎng)L3=（48-2）+10+2=58mm。4段：此段裝齒輪，取軸肩高度h為2.5mm，則d4=d3+2h=mm。因?yàn)榇簖X輪的寬度為85mm，則L4=85-2=83mm5段：取軸肩高度h為2.5mm，則d5=d4+2h=90mm，長(zhǎng)度與右面的套筒相同，即

14、L5=10mm。6段：此段裝軸承，選用的軸承與右邊的軸承一致，即d6 =d 3=80mm，L617mm。由上可算出，兩軸承的跨度。 3.7.3 確定軸的軸向尺寸 輸入軸（單位：mm）：各軸段直徑D1D2D3D4D5D6D74548505480.55450各軸段長(zhǎng)度L1L2L3L4L5L6L71736018590517 輸出軸（單位：mm）：各軸段直徑D1D2D3D4D5D6707380859080各軸段長(zhǎng)度L1L2L3L4L5L621960588310173.8 鍵的選擇與校核 3.8.1 輸入軸齒輪處的鍵選擇與校核： 因?yàn)閐1=80.5mm裝齒輪查課本表6-1選鍵為，查手冊(cè)得因?yàn)長(zhǎng)1=90初

15、選鍵長(zhǎng)為60mm，校核，所以所選鍵為：， 安全合格。 3.8.2輸入軸聯(lián)軸器處的鍵選擇與校核： 因?yàn)閐=45mm裝聯(lián)軸器課本表6-1選鍵為查手冊(cè)得。因?yàn)長(zhǎng)1=173初選鍵長(zhǎng)為100，校核，所以所選鍵為: 安全合格。4 減速器的潤(rùn)滑以及密封4.1 潤(rùn)滑方式的確定 因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用油潤(rùn)滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號(hào)潤(rùn)滑，裝至規(guī)定高度。4.2 潤(rùn)滑油牌號(hào)及用量 齒輪潤(rùn)滑選用 AN150 全系統(tǒng)損耗油，最低最高油面距1020mm，需油量為 1.2L 左右。軸承潤(rùn)滑選用 AN150 全系統(tǒng)損耗油。4.3 密封的選擇與確定1.箱座與箱蓋凸緣接合面

16、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)的滾動(dòng)軸承外側(cè)的密封采用凸緣式軸承蓋和氈氈來(lái)密封。毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄漏間隙，達(dá)到密封的目的。毛氈具有天然彈性，呈松孔海綿狀，可儲(chǔ)存潤(rùn)滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，毛氈又可以將潤(rùn)滑油自行刮下反復(fù)自行潤(rùn)滑。齒輪軸承均用 AN150 全系統(tǒng)損耗油。5 箱體尺寸及附件的設(shè)計(jì)5.1 箱體尺寸采用HT250鑄造而成，其主要結(jié)構(gòu)和尺寸如下：中心距a=171.5mm，取整180mm 總長(zhǎng)度L：總寬度B： 總高度H：箱座壁

17、厚：，未滿足要求，直接取8 mm箱蓋壁厚：，未滿足要求，直接取8mm 箱座凸緣厚度b： 箱蓋凸緣厚度b1：箱座底凸緣厚度b2：箱座肋厚m：箱蓋肋厚m1：地腳螺釘直徑 ：地腳螺釘數(shù)量n：因?yàn)閍=180mm<250mm，所以n=4 軸承旁螺栓直徑：凸緣聯(lián)接螺栓直徑： ,取10mm凸緣聯(lián)接螺栓間距L：， 取L100mm軸承蓋螺釘直徑：，取檢查孔蓋螺釘直徑：,取d46mm檢查孔蓋螺釘數(shù)量n：因?yàn)閍=180mm<250mm,所以n=4啟蓋螺釘直徑d5（數(shù)量）：（2個(gè)）定位銷(xiāo)直徑d6（數(shù)量）： （2個(gè)）齒輪圓至箱體內(nèi)壁距離： ，取 10mm小齒輪端面至箱體內(nèi)壁距離： ，取 10mm 軸承端面至

18、箱體內(nèi)壁距離：當(dāng)軸承脂潤(rùn)滑時(shí)，1015 ，取 10大齒輪齒頂圓至箱底內(nèi)壁距離：>3050 ，取 40mm 箱體內(nèi)壁至箱底距離： 20mm減速器中心高H： ，取H185mm箱蓋外壁圓弧直徑R： 扳手空間： C118mm，C216mm箱體內(nèi)壁至軸承座孔外端面距離L1： 箱體內(nèi)壁軸向距離L2： 兩側(cè)軸承座孔外端面間距離L3： 5.2 附件的設(shè)計(jì) 5.2.1 檢查孔和蓋板查機(jī)械設(shè)計(jì)，取檢查孔及其蓋板的尺寸為：A115，160，210，260，360，460，取A115mmA195mm，A275mm，B170mm，B90mmd4為M6，數(shù)目n4R10h3ABA1B1A2B2hRndL1159095

19、7075503104M615 5.2.2 通氣器選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的通氣螺塞，由機(jī)械設(shè)計(jì)，取檢查孔及其蓋板的尺寸為（單位：mm）： dDD1SLlaD1M22 1.53225.422291547 5.2.3 油面指示器 由機(jī)械設(shè)計(jì)，取油標(biāo)的尺寸為：視孔， ， A形密封圈規(guī)格 5.2.4 放油螺塞螺塞的材料使用Q235，用帶有細(xì)牙螺紋的螺塞擰緊，并在端面接觸處增設(shè)用耐油橡膠制成的油封圈來(lái)保持密封。由機(jī)械設(shè)計(jì)，取放油螺塞的尺寸如下（單位：mm）：dD0LlaDSd1M24 2343116425.42226 5.2.5 定位銷(xiāo) 定位銷(xiāo)直徑 ，兩個(gè)，分別裝在箱體的長(zhǎng)對(duì)角線上。12+1224，取L25mm。

20、5.2.6起蓋螺釘起蓋螺釘10mm，兩個(gè)，長(zhǎng)度L>箱蓋凸緣厚度b1=12mm，取L15mm ，端部制成小圓柱端，不帶螺紋，用35鋼制造，熱處理。 5.2.7起吊裝置 箱蓋上方安裝兩個(gè)吊環(huán)螺釘，查機(jī)械設(shè)計(jì)，取吊環(huán)螺釘尺寸如下（單位：mm）：d（D）d1(max)D1（公稱）d2(max)h1(max)hd4M89.12021.171836r(min)l(公稱)a(max)b（max）D2（公稱min）h2(公稱min)41162.510132.5 箱座凸緣的下方鑄出吊鉤，查機(jī)械設(shè)計(jì)得，B=C1+C2=18+16=34mm ， ，h=0.5H=13.6mm =0.25B=6.8mm ，b=2 6 設(shè)計(jì)心得終于，做到