減速器設(shè)計案例

1、.設(shè)計任務(wù)書一、 設(shè)計題目：帶式輸送機傳動裝置設(shè)計二、 傳動機構(gòu)示意圖圖0-1 機構(gòu)運動示意圖注：高速軸 低速軸 卷筒軸原始數(shù)據(jù)項目輸送帶工作拉力輸送帶工作速度滾筒直徑每日工作時數(shù)傳動工作 年限參數(shù)23001.5400245注：傳動不逆轉(zhuǎn)載荷平穩(wěn)，啟動載荷為名義載荷的1.25倍,輸送帶速度允許誤差為±5% 前 言機器通常由原動機、傳動裝置和工作機三部分組成。 擬定一個合理的傳動方案，除了應(yīng)綜合考慮工作裝置的載荷、運動及機器的其他要求外，還應(yīng)熟悉各種傳動機構(gòu)的特點，以便選擇一個合適的傳動機構(gòu)。考慮到設(shè)計要求輸出功率較小，要求不是很高，而帶傳動成本低廉，制造，安裝，維護(hù)方便，在傳遞相同扭

2、矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式簡單，傳動平穩(wěn)，能緩沖吸振，噪聲小，應(yīng)用廣泛。宜布置在傳動系統(tǒng)的高速級，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小鏈傳動的結(jié)構(gòu)尺寸。故本文在選取傳動方案時，采用帶傳動。第一章 總體方案設(shè)計1.1電動機的選型設(shè)計1.1.1電動機功率的計算電動機的選型計算是依據(jù)工作機,即滾筒的功率所確定的,在計算中,要考慮各傳動級的傳動效率,諸如滾筒的效率、聯(lián)軸器的效率、軸承的效率、齒輪傳動效率、齒輪攪油效率和帶傳動效率然后用反推法,最終計算得電動機的功率。按工作要求和條件,選用Y型全封閉籠型三相異步電動機:，分別為V帶，軸承，齒輪，聯(lián)軸器，卷筒的效率，即為整個系統(tǒng)總的設(shè)計效率。根據(jù)相關(guān)手冊查的效率分別為0.

3、96、0.98、0.95、0.99、1。帶的傳動比 ，齒輪傳動比，總傳動比，則 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min、1000 r/min，再根據(jù)計算出的容量，由機械設(shè)計基礎(chǔ)（附錄G 電動機）查出有三種適用的電動機型號，其技術(shù)參數(shù)及傳動比的比較情況見下表。表1-1 三種適用電動機技術(shù)參數(shù)及傳動比方案電動機型號額定功率/KW電動機轉(zhuǎn)速r/min傳動裝置傳動比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動比帶減速器1Y132M2-65.5100096013.403.24.192Y160M2-85.575072010.053.03.50綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量以及鏈傳動和減速器的傳動比，可知方案1比較適合

4、。因此選定電動機型號為,所選電動機的額定功率，滿載轉(zhuǎn)速 ，總傳動比適中，傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊。所選電動機的主要外形尺寸和安裝尺寸如下表所示。表1-2所選電動機的主要外形尺寸和安裝尺寸中心高H外形尺寸L×(AC/2+AD)×HD底腳安裝尺寸A×B地腳螺栓孔直徑 K軸伸尺寸D×E裝鍵部位尺寸 F×GD132121.1.2傳動比的分配和各軸運動及動力參數(shù)計算（1）分配傳動比，由取(注為帶傳動比，為齒輪傳動比)（2）計算傳動裝置和動力參數(shù)（3）各軸功率分配1軸 2軸 3軸 （4）各軸轉(zhuǎn)矩分配1軸 2軸 3軸（卷筒軸） 各軸的轉(zhuǎn)速，功率及轉(zhuǎn)矩如下表表1-3各

5、軸的轉(zhuǎn)速，功率及轉(zhuǎn)矩參 數(shù)軸 名電機軸軸軸軸轉(zhuǎn)速r/min96030071.671.6功率KW5.284.924.774.77轉(zhuǎn)矩N.m57.71168.01659.39635.86第二章 V帶傳動設(shè)計2.1 V帶傳動設(shè)計計算2.1.1 V帶傳動設(shè)計計算設(shè)計步驟如下表表2-1 V帶傳動設(shè)計計算計算項目計算內(nèi)容計算結(jié)果軸的確定計算功率由式 由表6-6取選V型帶型號根據(jù)和查圖6-9 選B型帶B型帶確定帶輪直徑由表6-8取小帶輪直徑 傳動比大帶輪直徑 取驗算帶速由式 得到 所以合適初定帶中心距由0.7（初定中心距確定帶基準(zhǔn)長度查表6-2取小帶輪包角實際中心距 合適確定帶的根數(shù)由 由由表6-3、6-4

6、得由表6-8、6-2得故計算初拉力由公式：查表6-1計算對軸壓力由式2.2.2 V帶結(jié)構(gòu)設(shè)計（略）第三章 齒輪傳動設(shè)計3.1 齒輪傳動設(shè)計計算3.1.1 齒輪傳動設(shè)計計算齒輪傳動是依靠兩輪齒之間直接接觸的嚙合傳動，用以傳動空間任意兩軸間的運動和動力，其傳遞速度可達(dá)300m/s，傳遞的功率可以從一瓦到十幾萬千瓦，廣泛應(yīng)用與礦山，冶金，建筑，化工，起重運輸?shù)葯C械中，是現(xiàn)代機械中用的最廣泛的一種傳動。與其它傳動相比，齒輪傳動具有一下特點。（1）傳動準(zhǔn)確可靠。（2）傳動效率搞，工作壽命長。（3）結(jié)構(gòu)緊湊，適用的功率和速度范圍廣。（4）成本較高，不適宜兩軸中心距較大的傳動。根據(jù)設(shè)計要求，小齒輪選用45號

7、鋼 調(diào)質(zhì)250HBS，大齒輪選用45號鋼 正火210HBS 下面將對齒輪進(jìn)行強度校核的計算計算項目計算內(nèi)容計算結(jié)果軸的按齒面疲勞強度設(shè)計取小齒輪 則大齒輪實際傳動比 傳動比誤差確定由表7-16選轉(zhuǎn)矩T前面已經(jīng)計算出轉(zhuǎn)矩TT確定載荷系數(shù)由表7-11取K=1.1由表7-11取K=1.1許用接觸應(yīng)力由式由圖7-23查得由表7-15知（取較高可靠性）故分度圓直徑幾何尺寸計算 由表7-1取 取校核齒根彎曲疲勞強度由式疲勞強度由圖 7-2查得由表7-15查得許用彎曲應(yīng)力齒形系數(shù)和應(yīng)力集中系數(shù)彎曲疲勞強度校核滿足強度要求齒輪圓周速度由表7-10可知，選9級精度合適。3.1.2 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計計算根據(jù)齒輪傳動的

8、強度計算，可以得到齒輪的主要參數(shù)和尺寸。而齒輪的結(jié)構(gòu)形式和齒輪的輪轂、輪輻、輪緣等部分的尺寸，則由齒輪的結(jié)構(gòu)來確定。小齒輪我們將在第五章，高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計給予詳細(xì)的介紹。圖3-1 低速軸齒輪結(jié)構(gòu)的示意圖表3-2齒輪傳動的主要參數(shù)和尺寸名 稱代 號計算公式（依據(jù)）結(jié) 果模數(shù)由齒輪強度定齒數(shù)齒數(shù)的確定跟傳動比有關(guān)壓力角分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑標(biāo)準(zhǔn)中心距齒 寬一般比小大齒輪采用腹板式結(jié)構(gòu)(見圖3.1)，此種齒輪常用鍛鋼制造，也可采用鑄造毛坯，其結(jié)構(gòu)尺寸計算如下表表3-3 大齒輪結(jié)構(gòu)尺寸代號結(jié)構(gòu)尺寸計算公式結(jié)果第四章 低速軸的設(shè)計計算4.1 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1.1 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計要求和

9、條件，前面已經(jīng)計算給出具體為，（1）選材：選用45號鋼，正火處理。查表11-5 取A=113，查表11-1和11-9得（2）估算最小值： 由于軸頭有一個鍵槽的存在，故放大5%，（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1)確定軸上零件的布置和固定方式。為了滿足軸向零件的定位，應(yīng)將軸設(shè)計成為階梯軸，按轉(zhuǎn)矩，從手冊查用型彈性套柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器的孔徑為，半聯(lián)軸器長。要滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，在外伸軸頭左端需制出一軸肩，故取靠近右端軸頭的軸身直徑為，右端有軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑為，因為半聯(lián)軸器的長度為，而半聯(lián)軸器與軸頭配合部分的長度為，由于是單級齒輪聯(lián)軸器，因此可將齒輪布置在箱體的中央，軸承對稱布置在兩側(cè)

10、。齒輪以軸環(huán)和套筒實現(xiàn)軸向定位和固定，以平鍵聯(lián)接和優(yōu)先選用的過盈配合實現(xiàn)軸向固定，齒輪軸頭有裝配錐度。兩端軸承分別軸肩和套筒實現(xiàn)軸向定位，以過度配合實現(xiàn)軸向固定。整個軸系（包括軸承）以兩端軸承蓋實現(xiàn)軸向固定。聯(lián)軸器以軸肩、平鍵聯(lián)接和優(yōu)先選用的過度配合實現(xiàn)軸向固定和周向固定。軸的結(jié)構(gòu)草圖如圖4-12）確定軸的各段直徑，外伸端直徑，聯(lián)軸器定位軸肩高，通過軸承端蓋的軸身直徑，按題意,這里選用型軸承，軸頸直徑為，查國家標(biāo)準(zhǔn)，軸肩高；所以軸肩和套筒外徑為，圓角；取齒輪軸頭直徑為；定位軸環(huán)高度，于是軸環(huán)直徑為；其余圓角均為。3）確定軸的各段長度。輪轂長為，因此取軸頭直徑長度為，軸承對稱地置于齒輪兩側(cè),查手

11、冊軸承的寬度為，軸徑長度與軸承寬度相等為。齒輪兩端與箱體內(nèi)壁間的距離各取，以便容納軸環(huán)和套筒,這樣就可以定出跨距為. v.。按箱體結(jié)構(gòu)需要,軸身伸出端的長度為，為安裝聯(lián)軸器預(yù)留空間位置。半聯(lián)軸器與軸頭配合部分的長度為，但為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上，而不是壓在軸的端面上，軸頭長度應(yīng)比半聯(lián)軸器的配合長度略段，取為聯(lián)軸器的軸頭長度。圖4-1 低速軸的結(jié)構(gòu)示意圖4.1.2 低速軸的校核計算傳動軸的強度校核，主要依據(jù)是危險截面上最大扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力不大于許用切應(yīng)力在計算中按照式初步估算軸的直徑。此外軸的直徑可憑設(shè)計者的經(jīng)驗取。例如，在一般減速器中高速輸入軸的直徑可按與其相連的電動機的軸的直徑D估算；低速

12、軸輸出直徑可按中心距估算（1）列表計算計算項目計算內(nèi)容計算結(jié)果繪軸的空間受力圖從動齒輪上的轉(zhuǎn)矩軸上作用的轉(zhuǎn)矩 從動齒輪上的受力：周向力徑向力參見圖故作用在軸上的轉(zhuǎn)矩為參見圖4-1平面（平面）支座反力平面（平面）支座反力計算平面內(nèi)的彎矩計算平面內(nèi)的彎矩計算合成彎矩計算當(dāng)量彎矩 繪出平面內(nèi)的彎矩圖。由圖中看出最大彎矩發(fā)生在所在截面上，其值為繪出平面內(nèi)的彎矩圖。由圖中看出最大彎矩也發(fā)生在所在截面上，其值為繪制合成彎矩圖 繪制合成彎矩圖如圖所示由于在平面和平面內(nèi)的彎矩圖均在所在截面上到達(dá)最大，所以將截面左右兩側(cè)的彎矩進(jìn)行合成得到繪制當(dāng)量彎矩圖 繪制當(dāng)量彎矩圖的方法與繪制合成彎矩圖的方法相似，省略由繪制

13、的當(dāng)量彎矩圖可知，危險截面處于中點，因此，必須對截面進(jìn)行驗算。由于要求減速器能正常反轉(zhuǎn)，因而可認(rèn)為轉(zhuǎn)矩是對稱循環(huán)變化的轉(zhuǎn)矩，所以。由此得到由式（11-43）算得在處有一個鍵槽，所以要將軸放大，即，此處軸徑為，強度足夠強度足夠表4-1 低速軸的強度校核計算（2）繪制低速軸的受力圖、水平面彎矩圖、豎直面彎矩圖、合成彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖，當(dāng)量彎矩圖 低速軸的受力圖 水平方向受力圖 豎直方向受力圖 豎直面彎矩圖 水平面彎矩圖合成彎矩圖轉(zhuǎn)矩圖當(dāng)量彎矩圖第五章 高速軸設(shè)計計算5.1 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1.1 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）軸的材料及熱處理方法。選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表得抗拉強度為；查表11-9得許

14、用彎曲應(yīng)力（2）按扭轉(zhuǎn)強度估算最小直徑。由前面已經(jīng)算出高速軸齒輪的轉(zhuǎn)矩。查表取，計算得考慮到軸外伸端和聯(lián)軸器連接，故將軸徑放大5%，即。由于軸頭連接處為聯(lián)軸器，為了使所選軸的直徑與聯(lián)軸器的孔相適應(yīng)，故同時選擇聯(lián)軸器。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 確定軸上零件的布置和固定方式。為了滿足軸向零件的定位，應(yīng)將軸設(shè)計成為階梯軸。按轉(zhuǎn)矩。從手冊查用型彈性套柱銷聯(lián)軸器，半徑聯(lián)軸器的孔徑為，半聯(lián)軸器長。要滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，在外伸軸頭左端應(yīng)再制出一軸肩，并取軸頭直徑為。故取靠近右端軸頭軸身直徑為。因為半聯(lián)軸器的長度為，而半聯(lián)軸器與軸頭配合部分的長度為，為了保證軸端兩端只壓在半聯(lián)軸器上，應(yīng)將軸頭長度取短一些，現(xiàn)

15、去該軸頭長度為。由于是單級齒輪聯(lián)軸器，因此，可將齒輪布置在箱體中央，軸承對稱布置在兩側(cè)。兩端軸承以過度配合實現(xiàn)周向固定。確定各段軸的直徑。外伸端直徑為，聯(lián)軸器定位軸肩高，靠近軸承端直徑取。齒輪軸的最大直徑即齒頂圓直徑，為。（3）確定軸的各段長度。輪轂長為，因此取軸頭直徑長度為，軸承對稱地置于齒輪兩側(cè),查手冊軸承的寬度為，軸徑長度與軸承寬度相等為。齒輪兩端與箱體內(nèi)壁間的距離各取，以便容納軸環(huán)和套筒,這樣就可以定出跨距為。按箱體結(jié)構(gòu)需要,軸身伸出端的長度為，為安裝聯(lián)軸器預(yù)留空間位置。半聯(lián)軸器與軸頭配合部分的長度為，但為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上，而不是壓在軸的端面上，軸頭長度應(yīng)比半聯(lián)軸器的配合

16、長度略段，取為聯(lián)軸器的軸頭長度。圖5-1 高速軸的結(jié)構(gòu)示意圖5.1.2 高速軸的強度校核計算（略）. v.第6章 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計箱體設(shè)計的基本原則是：箱體要有足夠的剛度 箱體要有可靠的密封和便于傳動的潤滑 箱體要有良好的結(jié)構(gòu)工藝型為了使結(jié)構(gòu)緊湊，重量較輕，采用整體式箱體，材料為HL150。表6-1 鑄鐵箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸名 稱符號尺寸關(guān)系箱座壁厚箱蓋壁厚箱蓋凸緣厚度箱座凸緣厚度箱座底凸緣厚度地角螺釘直徑地角螺釘數(shù)目蓋與座連接螺栓直徑連接螺栓d2間距檢查孔蓋螺釘直徑定位銷直徑df、d2至箱壁距離df、d2至突邊緣距離軸承旁突臺半徑突臺高度外箱壁至軸承座端面距離齒頂圓與內(nèi)箱壁距離齒輪端面與箱壁距離箱蓋

17、、箱座筋厚軸承端蓋外徑圖6-1 圖箱體結(jié)構(gòu)示圖6-2 減速器總裝示意圖6-3 箱座吊耳及箱蓋 圖6-4 箱座吊鉤結(jié)構(gòu)示意圖第7章 其它零件設(shè)計7.1軸承端蓋的設(shè)計7.1.1 軸承端蓋的設(shè)計圖7-1軸承端蓋結(jié)構(gòu)示意圖7.1.2 軸承的選用考慮到減速器轉(zhuǎn)速較小，承受的載荷低，整個減速器呈對稱布置。而深溝球軸承旋. v.轉(zhuǎn)精度和極限轉(zhuǎn)速較高，不僅能承受較高的徑向載荷，而且也能承受一定的軸向載荷。故在該減速器中低速軸選用6212的深溝球軸承。高速軸齒輪采用6011深溝球軸承。圖7-2 軸承結(jié)構(gòu)示意圖7.1.3 調(diào)整環(huán)的設(shè)計調(diào)整環(huán)主要用來調(diào)整軸在軸向上的位置，根據(jù)實際情況進(jìn)行設(shè)計。圖7-3 調(diào)整環(huán)結(jié)構(gòu)示

18、意圖7.1.4 擋油環(huán)的設(shè)計圖7-4 擋油環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖結(jié) 束 語在黃均平和黃達(dá)忠老師的精心指導(dǎo)下，通過各個同學(xué)的討論和學(xué)習(xí)，經(jīng)過兩個星期的課程設(shè)計，終于完成了“帶式輸送機傳動裝置”的設(shè)計工作，畫出了一張裝配圖、一張3D裝配軸測圖、一張低速軸零件工作圖和一張大齒輪零件工作圖，并完成了說明書的編寫。本設(shè)計雖然時間較短，也屬于機構(gòu)和零件的初步設(shè)計，但我非常認(rèn)真地對待了設(shè)計的整個過程，做到了勤于思考，認(rèn)真計算，精心設(shè)計。通過不斷地向老師提問，查閱機械設(shè)計手冊和相關(guān)資料、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，使我學(xué)到了很多平時課堂上學(xué)不到的東西。通過用三維建模的方式完成整個減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使我更夠清楚地了解到整個減速器的結(jié)構(gòu)，并在CAD和3D建模等的技能上得到了很大的提高；同時對機械基礎(chǔ)這門課也有了更深刻的認(rèn)識。通過編排設(shè)計說明書，掌握了WORD的錄入編排方法。但是應(yīng)該清楚的看到，我的設(shè)計仍存在諸多不足甚至錯誤，尺寸公差和配合關(guān)系也存在一些問題，有的地方也不太符合國家標(biāo)準(zhǔn)。我希望在今后的學(xué)習(xí)和工作中，進(jìn)一步加強學(xué)習(xí)，鞏固專業(yè)知識和技能，為在今后很好地進(jìn)行實際工作打下堅實的基礎(chǔ)，提高運用設(shè)計資