單極圓柱齒輪減速器說(shuō)明書(shū)

1、1、確定傳動(dòng)方案機(jī)械傳動(dòng)裝置一般由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、工作機(jī)和機(jī)架四部分組成。單級(jí)圓柱齒輪減速器由帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)組成，根據(jù)各傳動(dòng)的特點(diǎn)，帶傳動(dòng)安排在高速級(jí)，齒輪傳動(dòng)放在低速級(jí)。傳動(dòng)裝置的布置如下圖1所示圖12、選擇電動(dòng)機(jī)2.1選擇電動(dòng)機(jī)2.1.1選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式根據(jù)工作要求和條件，選用一般用途的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)形式為臥式封閉結(jié)構(gòu)。2.1.2確定電動(dòng)機(jī)功率工作機(jī)所需的功率按下式計(jì)算式中，,，帶式輸送機(jī)的效率，代入上式得電動(dòng)機(jī)所需功率按下式計(jì)算式中，為電動(dòng)機(jī)到滾筒工作軸的傳動(dòng)裝置總效率，根據(jù)傳動(dòng)特點(diǎn)，由表2-4差得：V帶傳動(dòng)，一對(duì)齒輪傳動(dòng)，一對(duì)滾動(dòng)軸承，彈性聯(lián)軸器，因此總效率，即

2、確定電動(dòng)機(jī)額定功率,使=4.24-5.51kW，查表取=5.5kW2.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比=2-4，一級(jí)齒輪減速器=3-5，傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比=6-20，故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可取范圍為符合此轉(zhuǎn)速要求的同步轉(zhuǎn)速有，兩種，考慮綜合因素，選擇同步轉(zhuǎn)速為的Y系列電動(dòng)機(jī)Y132M2-6,其滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為電動(dòng)機(jī)的參數(shù)見(jiàn)表1型號(hào)額定功率/KW滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速/r min-1 額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩Y132M2-65.59602.0表12.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比2.2.1傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為2.2.2分配各級(jí)傳動(dòng)比 為了符合各種傳動(dòng)形式的工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)緊湊，必須使各級(jí)傳動(dòng)比都在

3、各自的合理范圍內(nèi)，且使各自傳動(dòng)件尺寸協(xié)調(diào)合理勻稱(chēng)，傳動(dòng)裝置總體尺寸緊湊，重量最小，齒輪浸油深度合理 本傳動(dòng)裝置由帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)組成，因，為使減速器部分設(shè)計(jì)方便，取齒輪傳動(dòng)比，則帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為2.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)2.3.1各軸轉(zhuǎn)速2.3.2各軸功率2.3.3各軸轉(zhuǎn)矩根據(jù)以上計(jì)算列出本傳動(dòng)裝置的各項(xiàng)參數(shù)如下表2參數(shù)軸號(hào)電動(dòng)機(jī)軸軸軸滾筒軸轉(zhuǎn)速 m/ ( rmin-1)960318.9474.1774.17功率P/KW4.244.073.913.83轉(zhuǎn)矩T/Nmm42180121883503290493275傳動(dòng)比i3.014.31效率0.960.960.98表23傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)

4、計(jì)算本題高速級(jí)采用普通V帶傳動(dòng)，應(yīng)根據(jù)已知的減速器參數(shù)確定帶的型號(hào)、根數(shù)和長(zhǎng)度，確定帶傳動(dòng)的中心距，初拉力及張緊裝置，確定大小帶輪的直徑、材料、結(jié)構(gòu)尺寸等內(nèi)容3.1普通V帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)的計(jì)算參數(shù)見(jiàn)下表3項(xiàng)目P0/kWnm/rmin-1i0I參數(shù)4.249603.01表33.1.1計(jì)算功率根據(jù)工作條件，取=1.23.1.2選擇V帶類(lèi)型由、，因處于A、B的中間區(qū)域，可同時(shí)選擇A、B兩種帶型計(jì)算，最后根據(jù)計(jì)算結(jié)果來(lái)分析選擇3.1.3確定V帶基準(zhǔn)直徑A型帶輪取，取滑動(dòng)率取B型帶取，取滑動(dòng)率取3.1.4驗(yàn)算帶速A型帶帶速在5-25m/s范圍內(nèi)，合適B型帶3.1.5確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和實(shí)際中心距A型帶取B型帶

5、取A型帶計(jì)算V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度查表取標(biāo)準(zhǔn)值L=1600mm計(jì)算實(shí)際中心距考慮安裝、調(diào)整和補(bǔ)償張緊力的需要，中心距應(yīng)有一定的調(diào)節(jié)范圍，調(diào)節(jié)范圍為B型帶查表取L=2240mm計(jì)算實(shí)際中心距: 安裝、調(diào)整和補(bǔ)償張緊力的需要，中心距應(yīng)有一定的調(diào)節(jié)范圍，調(diào)節(jié)范圍為3.1.6驗(yàn)算小帶輪包角A型帶合適B型帶合適3.1.7確定V帶根數(shù)A型帶因大于5，應(yīng)取6根B型帶取Z=3根計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表4Dd1/mmDd2/mmv/ms-1Ld/mma/mm1z/根A1002805.02416004941596B1404007.03422406841583表4比較兩種計(jì)算結(jié)果選B型帶合理3.1.8計(jì)算初拉力3.1.9計(jì)算對(duì)軸的壓力

6、3.2圓柱齒輪設(shè)計(jì)已知齒輪傳動(dòng)的參數(shù)，見(jiàn)下表5齒輪相對(duì)于軸承為對(duì)稱(chēng)布置，單向運(yùn)轉(zhuǎn)、輸送機(jī)的工作狀況為中等沖擊項(xiàng)目P1/KWn1/rmin-1i 參數(shù)4.07318.94.3表5由于該減速器無(wú)特殊要求，為制造方便，選用價(jià)格便宜、貨源充足的優(yōu)質(zhì)碳素鋼，采用軟齒面3.2.1選擇齒輪材料及確定許用應(yīng)力小齒輪42SiMn調(diào)質(zhì)，250-280HBW大齒輪45鋼正火，170-200HBW接觸疲勞極限應(yīng)力小齒輪大齒輪彎曲疲勞極限應(yīng)力小齒輪大齒輪安全系數(shù)，許用接觸應(yīng)力小齒輪大齒輪許用彎曲應(yīng)力小齒輪大齒輪3.2.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算，代入公式3.2.3確定齒輪的參數(shù)及計(jì)算主要尺寸確定齒數(shù)對(duì)于軟齒面閉式傳動(dòng)，取

7、，取，合適確定模數(shù) ，取m=3mm確定中心距初算中心距，取a=199.mm計(jì)算主要幾何尺寸分度圓尺寸i齒頂圓尺寸齒寬取大齒輪齒寬，小齒輪齒寬3.2.4驗(yàn)算齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度查教材圖6-25得：復(fù)合齒系數(shù),代入上式：、值分別小于各自許用接觸應(yīng)力，故安全3.2.5驗(yàn)算齒輪的圓周速度4、低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)低速軸的參數(shù)見(jiàn)表6項(xiàng)目P1/KWn1/rmin-1i 參數(shù)4.07318.94.3表64.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1.1軸上零件的布置對(duì)于單級(jí)減速器，低速軸上安裝一個(gè)一個(gè)齒輪、一個(gè)聯(lián)軸器，齒輪安裝在箱體的中間位置；兩個(gè)軸承安裝在箱體的軸承座孔內(nèi)，相對(duì)于齒輪對(duì)稱(chēng)布置；聯(lián)軸器安裝在箱體的外面一側(cè)。為保證齒輪的軸

8、向位置，還應(yīng)在齒輪和軸承之間加一個(gè)套筒。4.1.2零件的裝拆順序軸上的主要零件是齒輪，齒輪的安裝可以從左側(cè)裝拆，也可以從右側(cè)裝拆。為方便加工選用右側(cè)裝拆，齒輪、套筒、軸承、軸承蓋、聯(lián)軸器依次從軸的右端裝入，左端的軸承從左端裝入。4.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為便于軸上零件的安裝，把軸設(shè)計(jì)為階梯軸，后端軸的直徑大于前段軸的直徑，低速軸的具體設(shè)計(jì)如下軸段安裝聯(lián)軸器，用鍵周向固定軸段高于軸段形成軸肩，用來(lái)定位聯(lián)軸器軸段高于軸段，方便安裝軸承軸段高于軸段，方便安裝齒輪；齒輪在軸段上用鍵周向固定軸段高于軸段，形成軸承，用來(lái)定位齒輪軸段高于軸段形成軸肩軸段直徑應(yīng)和軸段直徑相同，以使左右兩端軸承型號(hào)一致。軸段與軸段

9、的高低沒(méi)有直接影響，只是一般的軸身連接低速軸的結(jié)構(gòu)如下圖2所示圖24.2確定各軸的尺寸4.2.1各軸段的直徑因本減速器為一般常規(guī)用減速器，軸的材料五特殊要求，故選用45鋼查教材表12-2: 45鋼的A=118107代入設(shè)計(jì)公式考慮該軸段上有一個(gè)鍵槽，故應(yīng)將軸徑增大5%,即d=(40.1244.25)x(1+0.05)mm=42.1344.46mm軸段的直徑確定為mm軸段的直徑應(yīng)在的基礎(chǔ)上加上兩倍的定位軸肩高度。這里取定位軸肩高度，即考慮該軸段安裝密封圈，故直徑應(yīng)符合密封圈的標(biāo)準(zhǔn)，取軸段的直徑應(yīng)在的基礎(chǔ)上增加兩倍的非定位軸肩高度，但因該軸段要安裝滾動(dòng)軸承，在一般情況下應(yīng)取同一型號(hào)，故安裝滾動(dòng)軸承

10、處的直徑相同，即軸段上安裝齒輪，為安裝齒輪方便，取軸段的直徑，是定位軸環(huán)的高度，取，即軸段的直徑應(yīng)根據(jù)所用的軸承類(lèi)型及型號(hào)查軸承標(biāo)準(zhǔn)取得，查表得4.3確定聯(lián)軸器的型號(hào)根據(jù)安裝聯(lián)軸器軸段的直徑，查表選聯(lián)軸器型號(hào)為T(mén)L7，聯(lián)軸器安裝長(zhǎng)度L=84mm因本例題轉(zhuǎn)速較低，最后確定軸承潤(rùn)滑方式為脂潤(rùn)滑，故此處按脂潤(rùn)滑方式確定軸的長(zhǎng)度。取軸承距箱體內(nèi)壁的距離為10mm根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)需要，各軸段的長(zhǎng)度確定如下：軸段、之間的砂輪越程槽包含在軸段的長(zhǎng)度之內(nèi)低速軸軸承的之間距離4.4按扭轉(zhuǎn)和彎曲組合進(jìn)行強(qiáng)度校核4.4.1繪制軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖3圖44.4.2計(jì)算軸上的作用力從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩齒輪分度圓直徑齒輪的圓周力齒輪的

11、徑向力4.4.3計(jì)算支反力及彎矩計(jì)算垂直平面內(nèi)的支反力及彎矩 求支反力：對(duì)稱(chēng)布置，只受一個(gè)力，故求垂直平面的彎矩 I-I截面： II-II截面：計(jì)算水平平面內(nèi)的支反力及彎矩a. 求支反力：對(duì)稱(chēng)布置，只受一個(gè)力，故b. 求水平平面的彎矩 I-I截面： II-II截面：求各截面的合成彎矩 I-I 截面： II-II截面：計(jì)算轉(zhuǎn)矩確定危險(xiǎn)截面及校核其強(qiáng)度按彎矩組合計(jì)算時(shí)，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化考慮，取=0.6。按兩個(gè)危險(xiǎn)截面校核： I-I截面的應(yīng)力： II-II截面的應(yīng)力：查表得=55MPa。、均小于，故軸的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求5、高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高速軸的設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)各軸段的直徑，為設(shè)計(jì)俯視圖作準(zhǔn)備。有些軸段

12、的長(zhǎng)度可以根據(jù)軸上的零件來(lái)確定；有些軸段的長(zhǎng)度在確定低速軸處的箱體后，取箱體內(nèi)壁為一直線(xiàn)就可確定 經(jīng)設(shè)計(jì)，高速軸可以做成單獨(dú)的軸而不是齒輪軸。為使零件定位和固定，高速軸也和低速軸一樣設(shè)計(jì)為七段，各軸段直徑尺寸為圖56、鍵的選擇及強(qiáng)度校核6.1選擇鍵的尺寸 低速軸上的段軸和段軸兩處各安裝一個(gè)鍵，按一般使用情況選擇采用A型普通平鍵聯(lián)接，查表選取鍵的參數(shù)，見(jiàn)下表7段軸段軸表7 標(biāo)記為：鍵1：GB/T 1096 鍵 14X9X80鍵2：GB/T 1096 鍵 18X11X706.2校核鍵的強(qiáng)度 軸段上安裝聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的材料為鑄鐵，載荷性質(zhì)為輕微沖擊，查表軸段上安裝齒輪，齒輪的材料為鋼，載荷性質(zhì)為輕微

13、沖 校核擠壓強(qiáng)度： 軸段：，計(jì)算應(yīng)力略大于許用應(yīng)力，因相差不大，可以用已確定的尺寸，不必修改 段軸： 所選鍵連接強(qiáng)度滿(mǎn)足要求7、選擇軸承及計(jì)算軸承壽命7.1軸承型號(hào)的選擇高速軸選軸承類(lèi)型為深溝球軸承，型號(hào)為6208低速軸選軸承類(lèi)型為深溝球軸承，型號(hào)為6212 7.2軸承壽命計(jì)算高速軸:高速軸的外端安裝有帶輪，中間安裝有齒輪，要計(jì)算軸承的壽命，就要先求出軸承支座的支反力，進(jìn)一步求出軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷，然后計(jì)算軸承的壽命，畫(huà)出高速軸的受力圖并確定支點(diǎn)之間的距離見(jiàn)圖A-5，帶輪安裝在軸上的輪轂寬，為安裝帶輪處的軸徑，即高速軸的第一段軸徑，4560mm，取第一段軸的長(zhǎng)度為50mm。第二段軸的長(zhǎng)度取和低速

14、軸的第二段軸長(zhǎng)一樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但考慮該軸段上的軸承寬度（6208的B=18mm），故取該軸段的長(zhǎng)為49mm，帶輪中心到軸承A支點(diǎn)的距離。高速軸兩軸承之間的支點(diǎn)距離為原低速軸的兩只點(diǎn)的距離減去兩軸承寬度之差，應(yīng)為147mm-4mm=143mm，因?qū)ΨQ(chēng)布置，故高速軸上齒輪的受力和低速軸的力大小相等，方向相反，即：,注：高速軸上安裝有帶輪，帶對(duì)軸的壓力作用在高速軸上，對(duì)軸的支反力計(jì)算有影響，安裝不同，該力對(duì)軸的支反力影響不同。在這里有三種情況： 本實(shí)例具體情況不明，故方向不確定，采用在求出齒輪受力引起的支反力后直接和該壓力引起的支反力相加來(lái)確定軸承最后的受力 因齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱(chēng)布置，A、B支座的支

15、反力數(shù)值一樣，故只計(jì)算一邊即可。求軸承A處支反力 ： 水平平面： 垂直平面： 求合力： 考慮帶的壓力對(duì)軸承支反力的影響，因方向不定，以最不利因素考慮： 軸承受到的最大力為 正常使用情況，查表得：,，軸承6208的基本額定動(dòng)載荷C=29.5KN，代入公式： 圖6假設(shè)帶對(duì)軸的壓力作用如圖A-5所示，和Fr作用在同一平面，求軸承A處支反力：水平平面：垂直平面：求軸承B處支反力：水平平面：垂直平面：還要一種計(jì)算方法： =-144.7N，說(shuō)明原假設(shè)方向反了，應(yīng)該方向向上比較軸承A處和軸承B處的受力情況，可以看出軸承A處的受力較大，軸承壽命以A處計(jì)算即可，軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P=2941.4N 正常使用情況，

16、查附錄B軸承6208的基本額定功率動(dòng)載荷C=29.5kN代入公式： 假設(shè)帶對(duì)軸的壓力和F1作用在同一平面，求軸承A處支反力：水平平面：垂直平面：低速軸：正常使用情況，查教材表13-9和13-10得：，查附錄B：軸承6212的基本額定功率動(dòng)載荷C=47.8KN，因齒輪相對(duì)于軸承為對(duì)稱(chēng)布置，軸承的受力一樣，可知算一處，計(jì)算A 處，當(dāng)量載荷a代入公式:從計(jì)算結(jié)果看，高速軸軸承使用時(shí)間短，按最短時(shí)間算，如果每天兩班制工作，每年按250天計(jì)算，約使用四年，這只是理論計(jì)算，實(shí)際情況比較復(fù)雜，應(yīng)根據(jù)使用情況，主要檢查，發(fā)現(xiàn)損壞及時(shí)更換。低速軸軸承因轉(zhuǎn)速太低，使用時(shí)間長(zhǎng)，實(shí)際應(yīng)用中會(huì)有多種因素，要注意觀察，發(fā)

17、現(xiàn)損壞及時(shí)更換8、選擇軸承潤(rùn)滑與密封方式軸承的潤(rùn)滑方式取決于浸油齒輪的圓周速度，即大齒輪的圓周速度，大齒輪的圓周速度、應(yīng)選脂潤(rùn)滑因軸的轉(zhuǎn)速不高，高速軸軸頸的圓周速度為故高速軸處選用接觸式氈圈密封。低速軸軸頸的圓周速度為低速軸處也選用接觸式氈圈密封 注：確定潤(rùn)滑方式后，就確定、段的軸長(zhǎng)，裝配圖的俯視圖就基本完成，至此，第一階段設(shè)計(jì)基本結(jié)束，可以進(jìn)入第二階段的設(shè)計(jì) 9、箱體及附件的設(shè)計(jì)一般使用情況下，為制造和加工方便，采用鑄造箱體，材料為鑄鐵。箱體結(jié)構(gòu)采用剖分式，剖分面選擇在軸線(xiàn)所在的水平面上9.1箱體的選擇取中心高度H=220mm取箱體厚度9.2選擇軸承端蓋選用凸緣式軸承蓋，根據(jù)軸承型號(hào)設(shè)計(jì)軸承

18、蓋的尺寸:高速軸: ，低速軸：，根據(jù)減速器中心距a=199.5mm查表8可得減速器中心距a檢查孔尺寸檢查孔尺寸bLR孔徑孔數(shù)4100-15050-6090-10080-90120-1401/2（b+）1/2（L+）56.5946150-25060-75110-13090-105140-160250-40075-110130-180105-140160-210表89.3確定檢查孔與孔蓋檢查孔尺寸L=120mm，b=70mm檢查孔蓋尺寸：，材料Q235，厚度取6mm9.4通氣孔選用表9中通氣器1，選M16x1.5dDSLlaM16X1.52219.617231225表99.5油標(biāo)裝置選用表10中M

19、12dhabcDM1241262810642016表109.6螺塞選用表11中M16x1.5dLlaDSHM16X1.5262312319.617172表119.7定位銷(xiāo)定位銷(xiāo)選用圓錐銷(xiāo)d公稱(chēng)56810121620min4.955.957.949.9411.9315.9319.92max56810121620a0.630.811.21.622.5l18-2622-9022-12026-16032-18040-20045-200長(zhǎng)度尺寸系列：18,20,22,24,26,28,30,32,35,40,45,50,55,60,65,70,75,80,85，90,95,100表12查表可得：銷(xiāo)釘公稱(chēng)

20、直徑d=8mm9.8起吊裝置按中心距查表12得:箱體毛重155kg,選用吊環(huán)螺釘為M10一級(jí)圓柱齒輪減速器（a-中心距）二級(jí)圓柱齒輪減速器a/mm100150200250300a/mm100X150150X200175X250200X300250X350250X400W/Kg3285155260350W/Kg135230305490425980錐齒輪減速器（R-錐距）蝸桿減速器R/mm100150200250300a/mm100120150180210250W/Kg5060100190290W/Kg6580160330350540表13設(shè)計(jì)小結(jié)本論文主要是進(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)、機(jī)械制圖、公差與互換性等多門(mén)課程知識(shí)，并運(yùn)用Auto CAD軟件進(jìn)行繪圖，因此是一個(gè)非常重要的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)，也是一次全面的、規(guī)范的實(shí)踐訓(xùn)練。通過(guò)這兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)，使我在眾多方面得到了鍛煉和培養(yǎng)。首先，培養(yǎng)了我理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練了綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行分析和解