單級直齒圓柱齒輪減速器設計說明書

1、機械制造與自動化畢業(yè)設計題 目 直齒圓柱齒輪減速器設計設計題目：用于膠帶運輸?shù)闹饼X圓柱齒輪減速器，傳送帶允許的速度誤差為±5%。雙班制工作，有輕微振動，批量生產。運動簡圖：1 電動機 2聯(lián)軸器 3單級齒輪減速器4鏈傳動 5卷筒 6傳送膠帶原始數(shù)據：項目運輸帶曳引力F(kN)運輸帶速度 V(m/s)卷筒直徑 D(mm)使用年限 Y數(shù)據2.72.24505目錄：一、 傳動方案的擬定及說明1二、 電動機的選擇和計算4三、 傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算5四、 傳動件的設計計算6五、 初選滾動軸承9六、 選擇聯(lián)軸器9七、 軸的設計計算9八、 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算17九、 滾動軸承校核 18十

2、、 設計小結20十一、 設計任務書20十二、 參考資料24一、 傳動方案的擬定及說明傳動方案（已給定）：1. 減速器為單級齒輪減速器2. 外傳動為鏈傳動3. 方案簡圖如下： 傳動方案的分析說明：1. 方案中采用鏈傳動。避免了帶傳動中出現(xiàn)的彈性滑動和打滑；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，有效降低生產成本。由于鏈傳動的潤滑至關重要，應選擇合宜的潤滑方式。2. 方案中采用單級圓柱齒輪減速器。此類減速器工藝簡單，精度易于保證，適宜批量生產。由題目數(shù)據可知，載荷較小，傳動速度也較低。3. 總體來說，該傳動方案滿足工作機的性能要求，適應工作條件、工作可靠，此外結構簡單、尺

3、寸緊湊、成本低傳動效率高。二、 電動機的選擇和計算1. 電動機類型的選擇：分析工作機工作條件及電源，選用Y系列三相交流異步電動機。2. 電動機功率的選擇：工作機所需功率電動機輸出功率 傳動裝置的總效率 式中，、分別為聯(lián)軸器、滾動軸承、齒輪和鏈輪的效率故 所以電動機的額定功率為3. 電動機轉速的確定可查得，齒輪的傳動比的范圍為，鏈輪的傳動比范圍為。則電動機轉速可選的范圍為其中，4. 電動機型號的確定由以上可以確定電動機的型號為：Y2-132M-4其額定功率為：其額定轉速為：故總傳動比為：各級傳動比的分配如下：取鏈輪的傳動比為，則可知齒輪的傳動比為。可知兩者的傳動比都在常用范圍之內。三、 傳動裝置

4、的運動和動力參數(shù)計算1. 各軸的轉速2. 各軸的輸入功率3. 各軸的轉矩四、 傳動件的設計計算1. 鏈傳動1) 鏈輪齒數(shù)查表得，則。 2) 鏈輪節(jié)數(shù) 初定中心距為?？傻萌℃湽?jié)數(shù)為。3) 計算功率查表得，工況系數(shù)為，故4) 鏈條節(jié)距估計此鏈傳動工作于功率曲線圖中曲線定點的左側（即可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞），可得采用單排鏈，.，故查表得，需采用鏈條，節(jié)距.5) 實際中心距將中心距設置成可調的，故不必計算實際中心距。可取6) 計算鏈速符合原來的假定。且，故不必校核靜力強度安全系數(shù)。7) 作用在軸上的壓力取 8) 鏈輪的主要尺寸采用腹板式單排鑄造鏈輪，查表可得，輪轂長度為可得2. 齒輪傳動1) 齒輪材料及

5、精度等級齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr，調質，齒面硬度為HBS；大齒輪選用45鋼，調質，齒面硬度HBS。根據表選級精度。齒面精糙度Ra1.63.2m.其中數(shù)據為，126365364803601) 按齒面接觸強度設計設齒輪按8級精度制造，取載荷系數(shù)，。取，代入數(shù)據得，。齒數(shù)取，則。故實際傳動比為模數(shù)齒寬，取，查表，取模數(shù)為，實際的，中心距為小齒輪144483941.3552大齒輪2226230221212.37471) 驗算輪齒彎曲強度由圖表可得，齒形系數(shù)，安全。2) 齒輪的圓周速度故可知選用8級精度是合宜的。五、 初選滾動軸承因該減速器采用單級圓柱齒輪傳動，主要承受徑向載荷，所以選用深溝球

6、軸承。查表GB27689軸I 上的軸承選用型號為6306，軸II 上的軸承選用型號為6210，其壽命校核見第九章。六、 選擇聯(lián)軸器由于本機構載荷較為平穩(wěn)、啟動頻繁、整體軸系為要求不高的中、低速軸系傳動，而且對彈性和緩沖性要求不高，即選擇彈性柱銷聯(lián)軸器，又因為軸的轉矩，轉速為，軸頸為，查表，選用型號的彈性柱銷聯(lián)軸器。七、 軸的設計計算1. 高速軸（即前述軸）1) 根據扭矩初算軸頸材料選用45#鋼，調質處理，硬度取軸的C值為110。為補償鍵槽對軸強度的削弱，應將直徑擴大5%即，故，選2) 軸的機構設計a) 軸的裝配、定位和固定單級圓柱齒輪減速器中可以將齒輪安裝在箱體的中央，相對兩軸承堆成分布。在考

7、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，兩直徑略有差別即可。各軸段的長度取決于軸上零件（傳動件、軸承）的寬度以及相關零件（箱體軸承座=軸承端蓋）的軸向位置和結構尺寸。另外要注意軸承潤滑方式的選取對其位置的影響。根據以上分析，可得軸的各段直徑和長度如圖：c) 按彎矩復合強度校核. 已知小齒輪分度圓直徑，軸的轉矩。則圓周力徑向力. 軸受力分析簡圖（a）由于軸承兩軸承關于齒輪對稱，故. 垂直面彎矩圖（b）截面a

8、-a在垂直面的彎矩為. 水平面彎矩圖（c）截面a-a在水平面的彎矩為. 合彎矩圖（d）. 扭矩圖（e）. 當量彎矩圖（f）危險截面a-a當量載荷為,如果認為軸的扭切應力是脈動循環(huán)變應力，取折合系數(shù)，代入上式得. 危險截面的強度校核符合強度要求。2. 低速軸（即前述軸）1) 根據扭矩初算軸頸材料選用45#鋼，調質處理，硬度取軸的C值為110。為補償鍵槽對軸強度的削弱，應將直徑擴大5%即，故，選2) 軸的機構設計a) 軸的裝配、定位和固定制造安裝要求基本同高速軸。只有，此軸上大齒輪用鍵周向定位，而不再制成齒輪軸。故應注意套筒和齒輪的定位。b) 軸的各段直徑和長度前面已計算鏈輪的有關參數(shù)，故軸上裝鏈

9、輪、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，兩直徑略有差別即可。各軸段的長度取決于軸上零件（傳動件、軸承）的寬度以及相關零件（箱體軸承座=軸承端蓋）的軸向位置和結構尺寸。另外要注意軸承潤滑方式的選取對其位置的影響。根據以上分析，可得軸的各段直徑和長度，以及大致外形圖如下： c) 按彎矩復合強度校核. 已知大齒輪分度圓直徑，軸的轉矩。則圓周力徑向力鏈輪部分已知，鏈輪對軸的作用力. 軸受力分析簡圖（a）軸承兩軸承關于齒輪對稱， . 在支點產生的反力外力作用方向與鏈傳動的布置有關，按照最不利的情況考慮。見步驟中計算。. 垂直面彎矩圖（b

10、）截面a-a在垂直面的彎矩為. 水平面彎矩圖（c）截面a-a在水平面的彎矩為. 力產生的彎矩圖a-a截面處：. 合彎矩圖（d）考慮到最不利的情況，把. 扭矩圖（e）. 當量彎矩圖（f）危險截面a-a當量載荷為,如果認為軸的扭切應力是脈動循環(huán)變應力，取折合系數(shù)，代入上式得. 危險截面的強度校核符合強度要求。八、 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算1. 與聯(lián)軸器聯(lián)結的鍵已知，。故，選用單源頭普通平鍵，即C型鍵。查表得，選用型號:鍵C845 GB/T1096-2003,.故，故強度符合。2. 與低速軸上齒輪聯(lián)結的鍵已知，。故，選用圓頭普通平鍵，即A型鍵。查表得，選用型號：鍵1640 GB/T1096-2003，

11、。故，故強度符合。3. 低速軸上與鏈輪聯(lián)結的鍵已知，。故，選用圓頭普通平鍵，即A型鍵，查表得，選用型號：鍵1063 GB/T1096-2003，。故，故強度符合。九、 滾動軸承校核 有工作條件可知，要求軸承的壽命至少為。為了保證整個機構的壽命，取軸承壽命。1. 高速軸上的滾動軸承校核根據工作條件，取載荷系數(shù)，溫度系數(shù)。前已分析軸承的受力，即無軸向載荷，故，當量動載荷為一恒定的徑向載荷。即，其中，對于球軸承，壽命指數(shù)。所選軸承6306的。故軸承符合要求。2. 低速軸上的滾動軸承校核根據工作條件，取載荷系數(shù)，溫度系數(shù)。前已分析軸承的受力，即無軸向載荷，故，當量動載荷為一恒定的徑向載荷。即，其中，對

12、于球軸承，壽命指數(shù)。所選軸承6210的。故軸承符合要求。十、 設計心得機械設計要設計每個零部件，設計其傳動裝置，進行參數(shù)設計。傳動零件，軸，健和軸承等的設計計算。在設計中很多要先進行初步計算，利用初步計算的結果在進行下一步的計算。如果下面的結果不理想，則重復修改初步結果，直到滿意為止。這其中有很多反復工作，必須要有足夠的耐心，保證結果的合理正確性。 設計時，全面考慮機械零部件的強度，剛度，工藝性，經濟性和維護等要求。如軸承的選擇應大部分考慮經濟及實用性，在滿足各種使用條件下，應優(yōu)先考慮價格低廉的深溝球軸承。 再畫出裝配圖前，要先畫草圖。因為有些零件需要先經初算和繪草圖，得出初步符合設計條件的基

13、本結構尺寸，然后再進行必要的計算，根據計算的結果再對結構和尺寸進行修改。 在設計中盡量采用使用標準和規(guī)范，有利于零件的互換性與工藝性。 課程設計一定要按順序步驟進行。如果不按順序，則有可能數(shù)據缺少依據，是錯誤的。所以一定要先把設計內容步驟順序理清。十一、 設計任務書一、課程設計的目的機械設計基礎課程設計是機械設計基礎課程的最后一個教學環(huán)節(jié)，是對學生進行的第一次較為全面的設計訓練，其目的是：1、培養(yǎng)學生綜合運用學過的理論知識，結合生產實際分析解決機械工程問題的能力；2、學習掌握機械設計的一般方法，了解簡單機械傳動裝置的設計步驟和設計方法；3、熟悉和使用設計資料、手冊、標準和規(guī)范；4、為未來的專業(yè)

14、設計和畢業(yè)設計打下基礎。二、課程設計的內容機械設計基礎課程設計題目為通用機構的傳動裝置設計，機械設計基礎課程設計題目及設計參數(shù)見設計題目清單。課程設計內容：1、 電動機的選擇；2、 傳動裝置運動和動力參數(shù)的確定和計算；3、 主要零件的設計計算；4、 減速器裝配圖和零件工作圖的繪制；5、 設計說明書的編寫。設計工作量：1、減速器裝配圖 1張（0號）；2、主要零件工作圖 2張（從減速器中選擇1個齒輪和1根軸）；3、設計說明書 1 份。 設計說明書編排格式參照中南大學本科生畢業(yè)論文格式要求。三、設計的方法與步驟機械設計基礎課程設計與機械設計的一般過程相似，也是從方案分析開始，進行必要的計算和結構設計

15、，最后以圖紙表達設計結果，以計算說明書表示設計的依據。課程設計步驟：1、設計準備認真閱讀設計任務書，明確設計要求、工作條件、設計內容；通過閱讀有關資料、圖書，參觀實物或模型，了解設計對象；復習有關課程相關內容，熟悉有關零件的設計方法和步驟，準備好設計需要的圖書、資料和用具，擬定設計計劃。2、傳動裝置的總體設計確定傳動裝置的傳動方案；、選擇電動機根據工作機的特性、工作環(huán)境、工作載荷的大小和性質等條件，選擇電動機的種類、類型和結構型式、功率和轉速，確定電動機型號。、傳動比的分配傳動裝置總的傳動比可根據電動機的滿載轉速n0和工作機軸的轉速nW，計算出，然后根據總傳動比合理分配給各級傳動?？倐鲃颖鹊扔?/p>

16、各級分傳動比的連乘積。、傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算在選定電動機型號，分配傳動比后，將傳動裝置中各軸傳遞的功率、轉速、轉矩和相鄰軸間的傳動比及傳動效率計算出來，為下一步的零件和軸的設計計算提供設計計算依據。3、傳動零件的設計計算傳動零件的設計計算包括確定傳動零件的材料、熱處理方法、參數(shù)、尺寸和主要結構。、減速器以外的傳動零件設計計算（帶傳動、鏈傳動、開式齒輪傳動等）；、開式齒輪傳動設計開式齒輪傳動須確定出模數(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帶傳動設計計算普通V帶傳動須確定出帶的型號、帶輪直徑和寬度、計算出帶的長度、中心距、帶的根數(shù)及作用在軸上力的大小和

17、方向。、鏈傳動設計鏈傳動須確定出鏈節(jié)距、齒數(shù)、鏈輪直徑、輪轂寬度、中心距及作用在軸上力的大小和方向。、減速器內部傳動零件的設計計算（如齒輪傳動設計計算、軸的設計計算等）。在減速器外部的傳動零件設計完成后，應檢驗開始計算的運動及動力參數(shù)有無變化，如有變化則應作相應的修改后，再進行減速器內傳動零件的設計計算。齒輪和軸的設計計算參照教材所示的步驟、方法和公式進行。4、減速器裝配草圖設計繪制減速器裝配草圖，選擇聯(lián)軸器，初定軸徑；定出軸上受力點的位置和軸承支點間的跨距；校核軸及軸轂聯(lián)接強度；選擇計算軸承并設計軸承組合的結構；減速器箱體和附件的設計。5、工作圖設計零件工作圖設計；裝配工作圖設計6、整理編寫設計說明書整理編寫設計說明書，總結設計的收獲和經驗教訓。四、設計注意事項1、提倡獨立，嚴禁盲目抄襲和“閉門造車”，要認真閱讀參考資料，仔細分析參考圖例的結構。2、掌握“三邊”（邊畫圖、邊計算、邊修改）設計法，設計中應對發(fā)現(xiàn)的不合理結構和尺寸進行必要的修改，力求精益求精。3、學會正確處理設計計算和結構設計間的關系，要統(tǒng)籌兼顧。4、正確使用標準和規(guī)范。5、圖紙表達正確、清晰、圖面整潔，符合機械制圖標準，