V帶二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書Ⅱ1

1、目 錄第一部分 設(shè)計(jì)任務(wù)書-3第二部分 電傳動(dòng)方案的分析與擬定-5第三部分 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算-6第四部分 各軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩計(jì)算-7第五部分 聯(lián)軸器的選擇-9第六部分 錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)-10第七部分 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)-12第八部分 斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)-14第九部分 軸的設(shè)計(jì)-17第十部分 軸承的設(shè)計(jì)及校核-20第十一部分 高速軸的校核-22第十二部分 箱體設(shè)計(jì)-23第十三部分 設(shè)計(jì)小結(jié)-24第一部分 設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1 機(jī)械設(shè)計(jì)課程的目的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)和部分非機(jī)械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，是機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程重要的綜合性與實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其基本目的是：(1) 通過機(jī)械設(shè)計(jì)課

2、程的設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問題的能力，并使所學(xué)知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展。(2) 學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握通用機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡單機(jī)械的設(shè)計(jì)原理和過程。(3) 進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和數(shù)據(jù)處理等。1.2 機(jī)械設(shè)計(jì)課程的內(nèi)容選擇作為機(jī)械設(shè)計(jì)課程的題目，通常是一般機(jī)械的傳動(dòng)裝置或簡單機(jī)械。課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容通常包括：確定傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)方案；選擇電動(dòng)機(jī)；計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)；傳動(dòng)零件、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算；軸承、聯(lián)軸

3、器、潤滑、密封和聯(lián)接件的選擇及校核計(jì)算；箱體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計(jì)；繪制裝配工作圖及零件工作圖；編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。在設(shè)計(jì)中完成了以下工作： 減速器裝配圖1張（A0或A1圖紙）； 零件工作圖23張（傳動(dòng)零件、軸、箱體等）； 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1份，60008000字。1.3 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的步驟機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的步驟通常是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，擬定若干方案并進(jìn)行分析比較，然后確定一個(gè)正確、合理的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行必要的計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后用圖紙表達(dá)設(shè)計(jì)結(jié)果，用設(shè)計(jì)計(jì)算說明書表示設(shè)計(jì)依據(jù)。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)一般可按照以下所述的幾個(gè)階段進(jìn)行：1設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 分析設(shè)計(jì)計(jì)劃任務(wù)書，明確工作條件、設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容和步驟。 了解

4、設(shè)計(jì)對(duì)象，閱讀有關(guān)資料、圖紙、觀察事物或模型以進(jìn)行減速器裝拆試驗(yàn)等。 浮系課程有關(guān)內(nèi)容，熟悉機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法和步驟。 準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)需要的圖書、資料和用具，并擬定設(shè)計(jì)計(jì)劃等。2傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 確定傳動(dòng)方案圓柱齒輪傳動(dòng)，畫出傳動(dòng)裝置簡圖。 計(jì)算電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速、選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。 確定總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比。 計(jì)算各軸的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。3各級(jí)傳動(dòng)零件設(shè)計(jì) 減速器內(nèi)的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)（齒輪傳動(dòng)）。4減速器裝配草圖設(shè)計(jì) 選擇比例尺，合理布置試圖，確定減速器各零件的相對(duì)位置。 選擇聯(lián)軸器，初步計(jì)算軸徑，初選軸承型號(hào)，進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 確定軸上力作用點(diǎn)及支點(diǎn)距離，進(jìn)行軸、軸承及鍵的校核計(jì)算。 分別進(jìn)

5、行軸系部件、傳動(dòng)零件、減速器箱體及其附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。5減速器裝配圖設(shè)計(jì) 標(biāo)注尺寸、配合及零件序號(hào)。 編寫明細(xì)表、標(biāo)題欄、減速器技術(shù)特性及技術(shù)要求。 完成裝配圖。6零件工作圖設(shè)計(jì) 軸類零件工作圖。 齒輪類零件工作圖。 箱體類零件工作圖。第一部分 題目及要求卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)一卷揚(yáng)機(jī)的傳動(dòng)裝置。傳動(dòng)裝置簡圖如下圖所示。（1）卷揚(yáng)機(jī)數(shù)據(jù)卷揚(yáng)機(jī)繩牽引力F(N)、繩牽引速度v(m/s)及卷筒直徑D(mm)見附表。（2）工作條件用于建筑工地提升物料，空載啟動(dòng)，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，三班制工作，工作平穩(wěn)。（3） 使用期限工作期限為十年，每年工作300天，三班制工作，每班工作4小時(shí)，檢修期間隔為三年。

6、（4） 產(chǎn)批量及加工條件 小批量生產(chǎn)，無鑄鋼設(shè)備。2 設(shè)計(jì)任務(wù)1）確定傳動(dòng)方案；2）選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)；3）設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置；4）選擇聯(lián)軸器。3 具體作業(yè)1）減速器裝配圖一張；2）零件工作圖二張（大齒輪，輸出軸）；3）設(shè)計(jì)說明書一份。4 數(shù)據(jù)表牽引力F/N121087牽引速度v/(m/s)0.3，0.40.3，0.4，0.5，0.6卷筒直徑D/mm470，500420，430，450，470，500430，450，500440，460，480卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)5 設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)一卷揚(yáng)機(jī)的傳動(dòng)裝置。傳動(dòng)裝置簡圖如下圖所示。（1）卷揚(yáng)機(jī)數(shù)據(jù)卷揚(yáng)機(jī)繩牽引力F(N)、繩牽引速度v(m/s)及卷筒直徑D(mm

7、)見附表。（2）工作條件用于建筑工地提升物料，空載啟動(dòng)，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，三班制工作，工作平穩(wěn)。（5） 使用期限工作期限為十年，每年工作300天，三班制工作，每班工作4小時(shí)，檢修期間隔為三年。（6） 產(chǎn)批量及加工條件 小批量生產(chǎn)，無鑄鋼設(shè)備。6 設(shè)計(jì)任務(wù)1）確定傳動(dòng)方案；2）選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)；3）設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置；4）選擇聯(lián)軸器。7 具體作業(yè)1）減速器裝配圖一張；2）零件工作圖二張（大齒輪，輸出軸）；3）設(shè)計(jì)說明書一份。8 數(shù)據(jù)表牽引力F/N121087牽引速度v/(m/s)0.3，0.40.3，0.4，0.5，0.6卷筒直徑D/mm470，500420，430，450，470，500430，450，500

8、440，460，480第二部分 傳動(dòng)方案的分析與擬定確定總傳動(dòng)比:由于Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有750,1000,1500和3000r/min四種可供選擇.根據(jù)原始數(shù)據(jù),得到卷揚(yáng)機(jī)卷筒的工作轉(zhuǎn)速為按四種不同電動(dòng)機(jī)計(jì)算所得的總傳動(dòng)比分別是:電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速750100015003000系統(tǒng)總傳動(dòng)比32.7143.6165.42130.83確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速: 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格以及總傳動(dòng)比，750轉(zhuǎn)的低速電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)比雖小，但電動(dòng)機(jī)極數(shù)大價(jià)格高，故不可取。3000轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)重量輕，價(jià)格便宜，但總傳動(dòng)比大，傳動(dòng)裝置外廓尺寸大，制造成本高，結(jié)構(gòu)不緊湊，也不可取。剩下兩種相比，如

9、為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，選用1000轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)較好；如考慮電動(dòng)機(jī)重量和價(jià)格，則應(yīng)選用1500轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)。現(xiàn)選用1500轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，以節(jié)省成本。 確定傳動(dòng)方案：驗(yàn)算：通常V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比常用范圍為，二級(jí)圓柱齒輪減速器為，則總傳動(dòng)比的范圍為，因此能夠滿足以上總傳動(dòng)比為65.42的要求。第三部分 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算1、確定電動(dòng)機(jī)類型 按工作要求和條件,選用Y系列籠型三相異步電動(dòng)機(jī),封閉式結(jié)構(gòu)。2、確定電動(dòng)機(jī)的功率工作機(jī)的功率 KW效率的選擇： V帶傳動(dòng)效率： 1 = 0.96 7級(jí)精度圓柱齒輪傳動(dòng)：2 = 0.98 滾動(dòng)軸承： 3 = 0.99 彈性套柱銷聯(lián)軸器： 4 = 0.99 傳動(dòng)滾筒效率： 5

10、= 0.96傳動(dòng)裝置總效率為 工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率 kw 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率略大于即可。由Y系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動(dòng)機(jī)的額定功率為7.5 kw，結(jié)合其同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)如下：取同步轉(zhuǎn)速： 1500r/min 4級(jí)電動(dòng)機(jī)型號(hào)： Y132M-4額定功率： 7.5kW滿載功率： 1440r/min堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩： 2.2最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩： 2.2第四部分 確定傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比1、確定總傳動(dòng)比2、分配各級(jí)傳動(dòng)比取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，則減速器的傳動(dòng)比為取兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比則低速級(jí)的傳動(dòng)比第五部分 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算0軸（電動(dòng)機(jī)軸）：P0 = P

11、d =7.2 kWn0 = nm = 1440 r/minT0 = 9550×()= N·m1軸（高速軸）：P1 = P01 = kWn1 = = r/minT1 = 9550×()= N·m2軸（中間軸）：P2 = P123 = kWn2 = r/minT2 = 9550×()= N·m3軸（低速軸）：P3 = P223 = kWn3 = r/minT3 = 9550×()= N·m4軸（輸出軸）：P4 = P334 = kWn4 = r/minT4 = 9550×()= N·m輸出軸功率或輸

12、出軸轉(zhuǎn)矩為各軸的輸入功率或輸入轉(zhuǎn)矩乘以軸承效率(0.99），即P= 0.99P各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)表如下： 軸名功率P(kW)轉(zhuǎn)矩T(N·m)轉(zhuǎn)速n(r/min)傳動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸7.2047.7514403.80.961軸6.913.047155.91154.35378.954.8090.972軸6.702.896811.99803.8378.803.4350.973軸6.502.7532705.972678.9122.9410.98輸出軸6.372.5902651.852625.3322.94第六部分 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算高速級(jí)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)材料選擇：小齒輪40C

13、r （調(diào)質(zhì)）硬度280HBs；大齒輪45#鋼（調(diào)質(zhì)）硬度240HBs；（硬度差40HBs）七級(jí)精度，取Z1=21，Z2=4.809×21=100.989，取Z2101，初選螺旋角=14°，按齒輪面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：1) 試選載荷系數(shù) Kt=1.62) 由動(dòng)力參數(shù)圖，小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3） 由表107（機(jī)械設(shè)計(jì)）選取齒寬系數(shù)4） 由表106查得材料的彈性影響系數(shù)5） 由圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；6） 由式10-13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)力取失效概率為1，安全系數(shù)S=1,

14、由式（10-12）得9）由圖10-26（機(jī)械設(shè)計(jì)）得1 = 0.762 = 0.86則端面重合度 10）由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH = 2.43311） 計(jì)算許用接觸應(yīng)力= 12）計(jì)算： 試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得 計(jì)算圓周速度計(jì)算齒寬b及模數(shù)= 1×60.59 = 60.59 mmmnt = = mmh = 2.25 mnt = mm計(jì)算縱向重合度縱向重合度=0.318×dZ1tan = 計(jì)算載荷系數(shù)K已知，KA=1，取Kv=1.05（由圖10-8查得），由表10-4查得的計(jì)算公式KH = 1.15+0.18(1+0.6d2)+0.23×10-3&#

15、215;60.59 = 1.45由圖10-13，得KF = 1.4由表10-3，得K = KA·Kv·KH·KH = 1×1.05×1.3×1.45 = 1.98按實(shí)際得載荷系數(shù)校正所算得德分度圓直徑，由試（10-10a）得 計(jì)算模數(shù) mn= = 13） 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 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； 由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ； 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S1.4，由式10-12得計(jì)算載荷系數(shù)K = KA·Kv·KF·KF = 1

16、15;1.05×1.3×1.4= 1.91根據(jù)縱向重合度=1.6650，由圖10-28，查得螺旋角影響系數(shù)Y=0.88計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) = 22.9883查取齒形系數(shù)由表10-5查得 YF1=2.69，YF2=2.20，查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得 YS1=1.56，YS2=1.79計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較大齒輪的數(shù)值較大。設(shè)計(jì)計(jì)算經(jīng)園整，mn=2 mm，mn=2.5 mmZ1 = =，取Z1=25，Z2=120幾何尺寸計(jì)算：中心距 a =經(jīng)園整，a = 187 mm修正螺旋角， =變動(dòng)不大，、ZH無需修正。計(jì)算大、小齒輪的分度直徑 mmmm計(jì)算齒輪寬度b = dd1

17、= mm園整后，B2=65mm，B1=70mm da1 = d1+2ha1 =69.48da2 = d2+2ha2 = 315.08df1 = d1-2hf1 = 49.48df2 = d2-2hf2 =305.08第九部分 軸的設(shè)計(jì)1) 高速軸：初定最小直徑，選用材料45#鋼，調(diào)質(zhì)處理。取A0=112（下同）則dmin = A0 = mm最小軸徑處有鍵槽dmin = 1.07 dmin = 17.72mm最小直徑為安裝聯(lián)軸器外半徑，取KA=1.7，同上所述已選用TL4彈性套柱聯(lián)軸器，軸孔半徑d=20mm取高速軸的最小軸徑為20mm。由于軸承同時(shí)受徑向和軸向載荷，故選用單列圓錐滾子軸承按國標(biāo)T

18、297-94選取30206。D×d×T=17.25mm軸承處軸徑d=30mm高速軸簡圖如下：d1d2d3d4d5l1l2l3l4l52) 取l1=38+46=84mm，l3=72mm，取擋圈直徑D=28mm，取d2=d4=25mm，d3=30mm，l2=l4=26.5mm，d1=d5=20mm。齒輪輪轂寬度為46mm，取l5=28mm。聯(lián)軸器用鍵：園頭普通平鍵。b×h=6×6，長l=26mm齒輪用鍵：同上。b×h=6×6，長l=10mm，倒角為2×45°3) 中間軸：中間軸簡圖如下：d6d5d4d1l6l5l4l1d2d3l3l2初定最小直徑dmin= =22.1mm選用30305軸承，d×D×T = 25×62×18.25mmd1=d6=25mm，取l1=27mm，l6=52mml2=l4=10mm，d2=d4=35mm，l3=53mmd3=50mm，d5=30mm，l5=1.2×d5=36mm齒輪用鍵：園頭普通鍵：b×h=12×8，長l=20mm4) 低速軸：低速軸簡圖如下：