單直齒圓柱齒輪減速器方案說明書

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)題 目單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器學(xué)生姓名小樊指導(dǎo)教師xx專業(yè)班級(jí)完成時(shí)間設(shè)計(jì)題目：用于膠帶運(yùn)輸?shù)膯渭?jí)圓柱齒輪減速器，傳送帶允許的速度誤差為土 5%雙班制工作，有輕微振動(dòng)，批量生產(chǎn)。運(yùn)動(dòng)簡圖:D1 電動(dòng)機(jī)2 聯(lián)軸器3 單級(jí)齒輪減速器4鏈傳動(dòng)5 卷筒6 傳送膠原始數(shù)據(jù):項(xiàng)運(yùn)輸帶曳引力運(yùn)輸帶速度卷筒直徑使用年限目F(kN)V(m/s)D(mm)Y數(shù)據(jù)2.72.24505目錄：一、傳動(dòng)方案的擬定及說明1二、電動(dòng)機(jī)的選擇和計(jì)算4三、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 5四、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 6五、初選滾動(dòng)軸承9六、選擇聯(lián)軸器9七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算9八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 17九、滾動(dòng)軸承校核

2、18十、設(shè)計(jì)小結(jié)20十一、設(shè)計(jì)任務(wù)書20十二、參考資料24一、傳動(dòng)方案的擬定及說明傳動(dòng)方案（已給定）：1. 減速器為單級(jí)齒輪減速器2. 外傳動(dòng)為鏈傳動(dòng)3. 方案簡圖如下：654傳動(dòng)方案的分析說明：1. 方案中采用鏈傳動(dòng)。避免了帶傳動(dòng)中出現(xiàn)的彈性滑動(dòng)和打 滑；而且作用在軸上的壓力小，可減少軸承的摩擦損失； 制造和安裝的精度低，有效降低生產(chǎn)成本。由于鏈傳動(dòng)的 潤滑至關(guān)重要，應(yīng)選擇合宜的潤滑方式。2. 方案中采用單級(jí)圓柱齒輪減速器。此類減速器工藝簡單， 精度易于保證，適宜批量生產(chǎn)。由題目數(shù)據(jù)可知，載荷較 小,傳動(dòng)速度也較低。3. 總體來說，該傳動(dòng)方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作 條件、工作可靠，此

3、外結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低傳動(dòng)效率咼。二、電動(dòng)機(jī)的選擇和計(jì)算1. 電動(dòng)機(jī)類型的選擇：分析工作機(jī)工作條件及電源，選用 丫系列三相交流異步電動(dòng) 機(jī)。2. 電動(dòng)機(jī)功率的選擇：工作機(jī)所需功率電動(dòng)機(jī)輸出功率P/電d n傳動(dòng)裝置的總效率式中，3=0.99、口2=0.98、110.96 n4=0.90 分別為聯(lián)軸器、滾動(dòng)軸承、齒輪和鏈輪的效率故fPw5.94r cc 1Fd 一3- 7.38 kw0.99 漢 0.98 漢 0.960.90所以電動(dòng)機(jī)的額定功率為7.5kw3. 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定可查得，齒輪的傳動(dòng)比的范圍為3L 5 ,鏈輪的傳動(dòng)比范圍為2L5。則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選的范圍為n =nw 匸 i2=

4、560.4 L 2335 人命其中，nw =93.4人“兀D疋10minPv =5.94kwP = 7.5kw電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y2-132M-4總傳動(dòng)比：i =15.42據(jù)手冊(cè)：取1鏈輪=31齒輪=5.144. 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定由以上可以確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為：Y2-132M-4其額定功率為：Ped =7.5kw其額定轉(zhuǎn)速為：nm =1440 rmin故總傳動(dòng)比為：i = nm44 =15.42nw 93.4各級(jí)傳動(dòng)比的分配如下：取鏈輪的傳動(dòng)比為h =3，則可知齒輪的傳動(dòng)比為1215.423= 5.14?？芍獌烧叩膫鲃?dòng)比都在常用范圍之內(nèi)。傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1. 各軸的轉(zhuǎn)速nnnz血=%=93

5、.38人門2. 各軸的輸入功率P = Ped =7.425kwz = 25Z2 =75Pn = P 712 3 =7.06kwP皿二 R 24 =6.225kw3. 各軸的轉(zhuǎn)矩Ti = 9550二 49.24N mnz% = 9550 漢乩=240.69N m nnT皿=9550 Pm =636.63N mn皿四、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算1鏈傳動(dòng)1）鏈輪齒數(shù)查表得，Zi = 25 ,貝U z = i Z = 75。2）鏈輪節(jié)數(shù) 初定中心距為a。=40p?？傻肔pa0 z z2p z2 -Z| 22丁 ao(h132取鏈節(jié)數(shù)為1323）計(jì)算功率查表得，工況系數(shù)為KA =1.0，故PC = KA P =1

6、.0 7.06 = 7.06kw4）鏈條節(jié)距P0 = 7.06 = 5.249 kw估計(jì)此鏈傳動(dòng)工作于功1.345率曲線圖中曲線定點(diǎn)的左側(cè)（即可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞），可得Fq = 2301NI 二 4h =69.44mm心=（話嚴(yán)=（魯）叫1.345采用單排鏈，Km =1 . 0,故P0 76 =5.249kw 1.345查表得，需采用16A鏈條，節(jié)距p = 25. 40mm5）實(shí)際中心距將中心距設(shè)置成可調(diào)的，故不必計(jì)算實(shí)際中心距 可取a = a。= 4 0p = 40 25.40二 1016mm6）計(jì)算鏈速zipn60 1000=2.965 肱符合原來的假定 =2.965嘆0.6ms故不必校

7、核靜力強(qiáng)度安全系數(shù)。7）作用在軸上的壓力取 Fq =1.3FF =1000 - =1770NvFq =2301N8）鏈輪的主要尺寸采用腹板式單排鑄造鏈輪，查表可得， 輪轂長度為h =9.5十35+0.01 d6可得 I = 4h = 69.44mm2.齒輪傳動(dòng)1）齒輪材料及精度等級(jí)齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr，調(diào)質(zhì)，齒面硬度為2 1728 6 HBSm=2a = 135mm大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度19 72 86 HBS根據(jù)表選8級(jí)精度。齒面精糙度Ra 1.63.2卩 m.其中數(shù)據(jù)為，Jlim1 =700，匚 HIim2 =590，二 FE1 = 600，二 fe2 =450，

8、SH =1.1， SF =1.25顯Um& f_fESh Sf12Bh 6365364803601）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)齒輪按8級(jí)精度制造，取載荷系數(shù)K =1.1 , d =0.9。取 Ze =188.9di冷等;U（ZH令2，代入數(shù)據(jù)得，d r _ 42.96mm。齒數(shù)取 乙=22，貝U Z2 =5.14 22 113。故實(shí)際傳動(dòng)比為 i =113 =5.13622模數(shù) m =：1.95Z1齒寬 b = d d1 =38.7，取 D =52 , b2 =47查表，取模數(shù)為2mm，實(shí)際的d! =44 , d2 =226中心距為a = d1勺2二朽厶口口二 F1-127.2M Pa二 F2 =

9、20.54v= 3.3S軸I上的軸承 選用型號(hào)為6306ddadfdbb小齒輪144483941.3552大齒輪2226230221212.3747軸II上的軸承選用型號(hào)為621021）驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度由圖表可得，齒形系數(shù) YFa1 =2.80，YFa2.21Ysa1 =1.55 , Ysa2 =1&2KTYFasa1bZ1m2=127.2MPa乞a F2P fiY20.54 蘭 y f2IYFa1YSa1安全。2）齒輪的圓周速度nd1 n13.14x44x1440v =3.360x100060。000/s故可知選用8級(jí)精度是合宜的。五、初選滾動(dòng)軸承因該減速器采用單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)，主要承受徑向

10、載荷，所以選用深溝球軸承。查表 GB27 89軸1上的軸承選用型號(hào)為 6306，d=30mm，B=19mm， =20.8KN軸II 上的軸承選用型號(hào)為 6210，d=50mm，B=20mm，C=27.0KN其壽命校核見第九章。六、選擇聯(lián)軸器由于本機(jī)構(gòu)載荷較為平穩(wěn)、啟動(dòng)頻繁、整體軸系為要求不 咼的中、低速軸系傳動(dòng)，而且對(duì)彈性和緩沖性要求不咼， 即選擇彈性柱銷聯(lián)軸器，又因?yàn)檩SI的轉(zhuǎn)矩T = 49.24N m，轉(zhuǎn)速為山=1440人命，軸頸為22mm，查表GB5014-85，選用型號(hào)HL2的彈性柱銷聯(lián)軸器。七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.高速軸（即前述I軸）1）根據(jù)扭矩初算軸頸材料選用45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度21

11、7255HBSd = 22mm取軸的C值為110。d_C 3110 319.004 mmY ny 1440Ft= 2238.182N=814.63N為補(bǔ)償鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的削弱，應(yīng)將直徑擴(kuò)大 5% 即，d = 19.95mm故，選 d = 22mm2）軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)a）軸的裝配、定位和固定單級(jí)圓柱齒輪減速器中可以將齒輪安裝在箱體 的中央，相對(duì)兩軸承堆成分布。在考慮到齒輪 和軸的尺寸，將齒輪和軸制造成齒輪軸，以保 證安裝要求。b）軸的各段直徑和長度前面已選聯(lián)軸器和滾動(dòng)軸承，故軸上裝有聯(lián)軸 器、軸承和密封元件處的直徑即可取定。另外 注意用于定位的軸肩和僅是為了軸上零件裝拆 方便或者區(qū)分加工表面的軸肩，兩

12、直徑略有差 別即可。各軸段的長度取決于軸上零件（傳動(dòng)件、軸 承）的寬度以及相關(guān)零件（箱體軸承座=軸承 端蓋）的軸向位置和結(jié)構(gòu)尺寸。另外要注意軸 承潤滑方式的選取對(duì)其位置的影響。根據(jù)以上分析，可得軸的各段直徑和長度如圖：c）按彎矩復(fù)合強(qiáng)度校核 .已知小齒輪分度圓直徑dj =44mm，軸的轉(zhuǎn)矩 T = 49240 N mm。則圓周力Ft =壬=2238.182Nd徑向力=Fttana =814.63N 軸受力分析簡圖（a）FrFAy = FBy = = 407.415 NFaz =FBz =E=1119.091N2由于軸承兩軸承關(guān)于齒輪對(duì)稱，故1a =1b =43mm .垂直面彎矩圖（b）截面a-

13、a在垂直面的彎矩為M a1 = Fay lA 比17.5” m .水平面彎矩圖（c）截面a-a在水平面的彎矩為M a2 = Faz l48.1N m .合彎矩圖（d）Ma =Ma12 +Ma22 氐51.2” m .扭矩圖（e）T = 49240 N mm .當(dāng)量彎矩圖（f）危險(xiǎn)截面a-a當(dāng)量載荷為Me=jMa2+QT)2,如果認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)g =0.6，代入上式得Me = J51.22+(0.6匯49.24)2 =71.04N m.危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度校核% =3 =3 =10.05MPa 蘭 &工】=60MPae 0.1d3 0.1 如符合強(qiáng)度要求。d = 35mm

14、d =35mm d.危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度校核符合強(qiáng)度要求八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算1. 與聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)的鍵已知，d = 22mm， I =50mm。故，選用單源頭普通平鍵，即 C型鍵。查表得，選用型號(hào)：鍵C8 45 GB/T1096-2003bI = L 一一 = 41mm , h =7mm, T = 49.24N m.2,4T4x49.24-故，二p31.19MPa 乞-p =110MPadhI 22 漢 7 漢 41-故強(qiáng)度符合。2. 與低速軸上齒輪聯(lián)結(jié)的鍵已知，d =54mm，I = 45mm。故，選用圓頭普通平鍵，即A型鍵。查表得，選用型號(hào)：鍵 16 40 GB/T1096-2003I 二 L

15、 -b 二 24mm， h = 10mm， T = 240.69N m。故4TdhI4 240.9654 10 24= 74.37MPa +p=110MPa故強(qiáng)度符合3. 低速軸上與鏈輪聯(lián)結(jié)的鍵已知，d = 35mm， I = 70mm。故，選用圓頭普通平鍵，即A型鍵，查表得，選用型號(hào)：鍵 10 63 GB/T1096-2003I = L - b = 53mm， h = 8mm， T = 240.69N m。4T 4 x240 96- -i故， =:=64.88MPa 蘭=110MPap dhI 35漢曠53- p-故強(qiáng)度符合。九、滾動(dòng)軸承校核有工作條件可知，要求軸承的壽命至少為L =5 36

16、5 16 =29200h。為了保證整個(gè)機(jī)構(gòu)的壽命，取軸承壽命 Lh = L =32445h 。90%1.高速軸上的滾動(dòng)軸承校核根據(jù)工作條件，取載荷系數(shù)fp=1.2,溫度系數(shù)ft =1.0。n =1440rmin前已分析軸承的受力，即無軸向載荷，故，當(dāng)量動(dòng)載 荷為一恒定的徑向載荷。CLh)1即，P = Fay2 Faz2 二 407.41 1119.09# : 1190N 1(曾44513 =20.13冰N1.0105其中，對(duì)于球軸承，壽命指數(shù)；=3所選軸承6306的Cr =20.8kNC : Cr故軸承符合要求2.低速軸上的滾動(dòng)軸承校核根據(jù)工作條件，取載荷系數(shù)fp.2,溫度系數(shù) ft -1.0

17、 。 n =280.16 r .。min前已分析軸承的受力，即無軸向載荷，故，當(dāng)量動(dòng)載荷為一恒定的徑向載荷。即, PFay2 Faz2 二 38.7632 106.52 : 113.345NfpP(60nft (1(6Lh)1.2 113.34560 280.161.0 (10532445=1.1*N其中，對(duì)于球軸承，壽命指數(shù)；3 所選軸承6210的Cr =27.0kNC cr故軸承符合要求。十、設(shè)計(jì)心得機(jī)械設(shè)計(jì)要設(shè)計(jì)每個(gè)零部件，設(shè)計(jì)其傳動(dòng)裝置，進(jìn)行參數(shù) 設(shè)計(jì)。傳動(dòng)零件，軸，健和軸承等的設(shè)計(jì)計(jì)算。在設(shè)計(jì)中很多 要先進(jìn)行初步計(jì)算，利用初步計(jì)算的結(jié)果在進(jìn)行下一步的計(jì) 算。如果下面的結(jié)果不理想，則重

18、復(fù)修改初步結(jié)果，直到滿意 為止。這其中有很多反復(fù)工作，必須要有足夠的耐心，保證結(jié) 果的合理正確性。設(shè)計(jì)時(shí)，全面考慮機(jī)械零部件的強(qiáng)度，剛度，工藝性，經(jīng) 濟(jì)性和維護(hù)等要求。如軸承的選擇應(yīng)大部分考慮經(jīng)濟(jì)及實(shí)用 性，在滿足各種使用條件下，應(yīng)優(yōu)先考慮價(jià)格低廉的深溝球軸 承。再畫出裝配圖前，要先畫草圖。因?yàn)橛行┝慵枰冉?jīng)初算和 繪草圖，得出初步符合設(shè)計(jì)條件的基本結(jié)構(gòu)尺寸，然后再進(jìn)行 必要的計(jì)算，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果再對(duì)結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行修改。 在設(shè)計(jì)中盡量采用使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，有利于零件的互換性與工 藝性。課程設(shè)計(jì)一定要按順序步驟進(jìn)行。如果不按順序，則有可 能數(shù)據(jù)缺少依據(jù)，是錯(cuò)誤的。所以一定要先把設(shè)計(jì)內(nèi)容步驟順 序

19、理清。十一、設(shè)計(jì)任務(wù)書一、課程設(shè)計(jì)的目的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的最后一個(gè)教 學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行的第一次較為全面的設(shè)計(jì)訓(xùn)練，其目的是：1、培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用學(xué)過的理論知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際分 析解決機(jī)械工程問題的能力；2、學(xué)習(xí)掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，了解簡單機(jī)械傳動(dòng)裝 置的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)方法；3、熟悉和使用設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；4、為未來的專業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)題目為通用機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)， 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)題目及設(shè)計(jì)參數(shù)見設(shè)計(jì)題目清單。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、電動(dòng)機(jī)的選擇；2、傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的確定和計(jì)算；3、主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算

20、；4、減速器裝配圖和零件工作圖的繪制；5、設(shè)計(jì)說明書的編寫。設(shè)計(jì)工作量：1、 減速器裝配圖1張（0號(hào)）；2、 主要零件工作圖2張（從減速器中選擇1個(gè)齒輪和1根軸）；3、 設(shè)計(jì)說明書1份。設(shè)計(jì)說明書編排格式參照中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文格式 要求。三、設(shè)計(jì)的方法與步驟機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過程相似，也是 從方案分析開始，進(jìn)行必要的計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后以圖紙表 達(dá)設(shè)計(jì)結(jié)果，以計(jì)算說明書表示設(shè)計(jì)的依據(jù)。課程設(shè)計(jì)步驟：1、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)要求、工作條件、設(shè)計(jì)內(nèi) 容；通過閱讀有關(guān)資料、圖書，參觀實(shí)物或模型，了解設(shè)計(jì)對(duì) 象；復(fù)習(xí)有關(guān)課程相關(guān)內(nèi)容，熟悉有關(guān)零件的設(shè)計(jì)方法和步 驟

21、，準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)需要的圖書、資料和用具，擬定設(shè)計(jì)計(jì)劃。2、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)確疋傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)方案； 、選擇電動(dòng)機(jī)根據(jù)工作機(jī)的特性、工作環(huán)境、工作載荷的大小和性質(zhì)等 條件，選擇電動(dòng)機(jī)的種類、類型和結(jié)構(gòu)型式、功率和轉(zhuǎn)速，確 定電動(dòng)機(jī)型號(hào)。 、傳動(dòng)比的分配傳動(dòng)裝置總的傳動(dòng)比可根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速no和工作機(jī)軸的轉(zhuǎn)速nw，計(jì)算出，然后根據(jù)總傳動(dòng)比合理分配給各級(jí)傳 動(dòng)?？倐鲃?dòng)比等于各級(jí)分傳動(dòng)比的連乘積。 、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算在選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)，分配傳動(dòng)比后，將傳動(dòng)裝置中各軸傳 遞的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和相鄰軸間的傳動(dòng)比及傳動(dòng)效率計(jì)算出 來，為下一步的零件和軸的設(shè)計(jì)計(jì)算提供設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)。3、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算包括確定傳動(dòng)零件的材料、熱處理方 法、參數(shù)、尺寸和主要結(jié)構(gòu)。、減速器以外的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算（帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、 開式齒輪傳動(dòng)等）； 、開式齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)開式齒輪傳動(dòng)須確疋出模數(shù)、齒數(shù)、分度圓直徑、齒寬、輪轂長度以及作用在軸上力的大小和方向。 、普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算普通V帶傳