減速器設(shè)計(jì)說明書

1、西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì) 目 錄第1章 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書.31.1運(yùn)動簡圖31.2已知條件31.3原始數(shù)據(jù)31.4設(shè)計(jì)工作量3第2章 電動機(jī)的選擇. 42.1電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇42.2電動機(jī)容量的選擇42.3電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇42.4電動機(jī)型號的確定4第3章 傳動比分配.53.1總傳動比i的確定53.2各級傳動比的分配5第4章 傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù).64.1各軸轉(zhuǎn)速64.2各軸功率64.3各軸轉(zhuǎn)矩6第5章 齒輪的傳動計(jì)算.75.1高速級齒輪75.2低速級齒輪125.3錐齒輪13第6章 減速器機(jī)體的尺寸設(shè)計(jì).16第7章 軸的設(shè)計(jì).187.1低速軸設(shè)計(jì)187.2中間軸設(shè)計(jì)237.3高

2、速軸設(shè)計(jì)25第8章 鍵的選擇及強(qiáng)度校核.268.1高速軸上的鍵的設(shè)計(jì)與校核268.2中間軸上鍵設(shè)計(jì)校核268.3低速軸上的鍵的設(shè)計(jì)與校核27第9章 軸承壽命計(jì)算及靜強(qiáng)度.289.1軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算289.2軸承設(shè)計(jì)校核29參考文獻(xiàn).31 31第1章 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1運(yùn)動簡圖1 1-電動機(jī)；2、4聯(lián)軸器；3圓柱斜齒輪減速器；5開式圓錐齒輪傳動；6主軸；7盤磨1.2已知條件每日兩班制工作，工作年限為10年，傳動不逆轉(zhuǎn)，有輕微振動，主軸轉(zhuǎn)速的允許誤差為5%。1.3原始數(shù)據(jù) 表1-1 原始數(shù)據(jù)組別n主(rpm)i錐P電(Kw)n電(rpm)72452349601.4設(shè)計(jì)工作量1.手繪減速器裝配圖一張

3、（A2）；2.CAD繪制軸、齒輪零件工作圖各一張(A3)；3.設(shè)計(jì)說明書一份。第2章 電動機(jī)的選擇2.1電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇因?yàn)楸緜鲃拥墓ぷ鳡顩r是：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn),所以選用常用的封閉式Y(jié)（IP44）系列的電動機(jī)。2.2電動機(jī)容量的選擇a) 工作機(jī)所需功率Pw Pw4kWb) 電動機(jī)的輸出功率 PdPw/ 0.904 Pd4.42kW2.3電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 初選為同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動機(jī)2.4電動機(jī)型號的確定根據(jù)已知任務(wù)書給定的技術(shù)參數(shù)，綜合考慮電動機(jī)和轉(zhuǎn)動裝置的尺寸,重量，因此選取電動機(jī)型號為Y132M16，額定功率為4KW，滿載功率960r/min。 第3章 傳動比分配3.

4、1總傳動比i的確定由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速可得傳動裝置總傳動比3.2各級傳動比的分配取錐齒輪傳動比：課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書采用展開式：減速器傳動比：高速傳動比：，低速級傳動比： 第4章 傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)4.1各軸轉(zhuǎn)速高速軸1的轉(zhuǎn)速:中間軸2的轉(zhuǎn)速：低速軸3的轉(zhuǎn)速：主軸6的轉(zhuǎn)速：4.2各軸功率高速軸1的功率：中間軸2的功率：低速軸3的功率:主軸6的動率：為電動機(jī)的額定功率；為聯(lián)軸器的效率；為一對軸承的效率；為高速級齒輪傳動的效率；為低速級齒輪傳動的效率；為錐齒輪傳動的效率。4.3各軸轉(zhuǎn)矩高速軸1的轉(zhuǎn)矩：中間軸2的轉(zhuǎn)矩：低速軸3的轉(zhuǎn)矩：主軸6的轉(zhuǎn)矩：第5章 齒輪的傳動計(jì)算5.1高速

5、級齒輪傳遞功率 P=3.96(kW) 傳遞轉(zhuǎn)矩 T=39.39(Nm) 傳動比 i=3.04 圖5-1 高速級齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)輸入圖5-2 高速級齒輪布置與結(jié)構(gòu)圖5-3 高速級齒輪材料的選擇齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇：因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，小齒輪用40Cr，大齒輪用45號鋼，鍛選項(xiàng)毛坯；大齒輪，正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面，小齒輪硬度為275HBS，大齒輪硬度240HBS。齒輪1材料及熱處理 Met1=40Cr 齒輪2材料及熱處理Met2=45齒輪1硬度取值范圍HBSP1=235275 齒輪2硬度取值范圍HBSP2=217255齒輪1硬度HBS1=275 齒輪2硬度HBS2=240圖5-4

6、 選擇高速級齒輪精度等級圖5-5 高速級齒輪基本參數(shù)確定圖5-6 高速級齒輪齒面靜強(qiáng)度驗(yàn)算圖5-7 齒根抗彎靜強(qiáng)度驗(yàn)算高速級齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)如表5-1所示表5-1 高速級齒輪相關(guān)參數(shù)項(xiàng)目、幾何參數(shù)小齒輪大齒輪齒數(shù)2576法向模數(shù)/mm2.5法向壓力角20分度螺旋角14.36有效齒寬/mm5550齒頂高系數(shù)1頂隙系數(shù)0.25全齒高系數(shù)2.25中心距/mm104分度圓直徑/mm51.484156.511基圓直徑/mm48.21157.024頂圓直徑/mm77.258146.557根圓直徑/mm46.484151.511齒頂高22齒根高2.52.5全齒高4.5表5-2 高速級齒輪強(qiáng)度校核強(qiáng)度校核小齒輪大

7、齒輪接觸強(qiáng)度極限應(yīng)（Mpa）553.1450抗彎疲勞基本值（Mpa）446.9320接觸疲勞強(qiáng)度許用值683.1555.8彎曲疲勞強(qiáng)度許用值649.9495.3接觸疲勞安全系數(shù)11彎曲強(qiáng)度用安全系數(shù)1.41.4接觸強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力522.7522.7彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力109.5104 表5-3 高速級齒輪檢查項(xiàng)目參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)小齒輪大齒輪齒距累積公差0.040920.06466齒圈徑向跳動公差0.033950.0444齒厚上偏差-0.01557-0.06347齒厚下偏差-0.23469-25389齒向公差0.015570.0063齒形公差0.01070.01202中心距極限公差0.02540.02

8、54齒距極限公差0.014670.01587公法線長度變動公差0.028150.03466切向綜合公差0.051630.07668徑向綜合公差0.047530.06217軸向齒距極限公差0.015570.0063x方向軸向平行度公差0.015570.0063y方向軸向平行度公差0.007790.00315齒頂高系 ha*=1.00 頂隙系數(shù) c*=0.25壓力角 *=20(度) 端面齒頂高系數(shù) ha*t=0.97118端面頂隙系數(shù) c*t=0.24279 端面壓力角*t=20.5446277(度)端面嚙合角t=20.5446278(度)5.2低速級齒輪 低速級齒輪已知參數(shù)：傳遞功率 P=3.6

9、5(kW) 傳遞轉(zhuǎn)矩：T=258.27(Nm)齒輪1轉(zhuǎn)速n1=134.95(r/min) 齒輪2轉(zhuǎn)速：n2=57.67(r/min)傳動比 i=2.34根據(jù)高速級齒輪設(shè)計(jì)方法得低速級齒輪相關(guān)參數(shù)如表5-4所示表5-4低速級齒輪相關(guān)參數(shù)項(xiàng)目、幾何參數(shù)小齒輪大齒輪齒數(shù)2865法向模數(shù)/mm2.5法向壓力角20分度螺旋角14.36有效齒寬/mm8075齒頂高系數(shù)1頂隙系數(shù)0.25全齒高系數(shù)2.25標(biāo)準(zhǔn)中心距119.9992中心距120分度圓直徑/mm72.258167.741基圓直徑/mm67.641157.024頂圓直徑/mm77.258172.742根圓直徑/mm66.008161.492齒頂高

10、2.52.501齒根高3.1253.124全齒高5.625弧齒厚4.0544.054重合度4.0095.3錐齒輪（1）選定圓錐齒輪的類型，精度等級為七級，材料及齒數(shù)1）按照傳動方案選用直齒圓錐齒輪傳動交角= 90;2)由于直齒圓錐齒輪的小齒輪轉(zhuǎn)速不高,初選7級精度;3)材料選擇由直齒錐齒輪加工多為直齒，不宜采用硬齒面，小齒輪選用40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度取280HBS，大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度240HBS。選取小齒輪齒數(shù)為，則（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)按式教材機(jī)械設(shè)計(jì)（10-26）試算，即 確定公式內(nèi)各計(jì)算值, 試選載荷系數(shù)1）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。2）選取齒寬系數(shù)：3）由表10

11、-6查得材料的彈性影響系數(shù)：4)由圖10-21d按齒面強(qiáng)度查得小，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限5）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)6)由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)7)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為0.01，安全系數(shù)S=1由式10-12得：8)許用接觸力：（2）計(jì)算=116.780mm確定大端模數(shù) 取m=5確定錐距 齒寬b: 大齒齒寬,小齒齒寬分度圓的直徑: 分度圓錐角: 當(dāng)量齒數(shù):（3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由 式 10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為:1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選 ，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2）查取齒形系數(shù)：由表10-5查得3）查取應(yīng)力校

12、正系數(shù)：由表10-5查得 4）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)5）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力:取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，由式 10-12 得6）計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較比較大齒輪的數(shù)值大。(4）設(shè)計(jì)計(jì)算:=3.864mm低速級大齒輪如圖：錐齒輪如圖:第6章 減速器機(jī)體的尺寸設(shè)計(jì)減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如表6-1表6-1 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號計(jì)算公式結(jié)果箱座壁厚10箱蓋壁厚8箱蓋凸緣厚度12箱座凸緣厚度15箱座底凸緣厚度25地腳螺釘直徑M16地腳螺釘數(shù)目查手冊4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑M12機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑=（0.50.6）M8軸承端蓋螺釘直徑=（0.40.5）8視孔蓋螺釘直徑=（0.3

13、0.4）8定位銷直徑=（0.70.8）6，至外機(jī)壁距離查機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表4221813，至凸緣邊緣距離查機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表42011外機(jī)壁至軸承座端面距離=+（812）43.5大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離1.215齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離16機(jī)蓋，機(jī)座肋厚7 8.5軸承端蓋外徑+（55.5）82（1軸）92（2軸）120（3軸）軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離82（1軸）92（2軸）120（3軸）據(jù)減速器機(jī)體參數(shù)得機(jī)體結(jié)構(gòu)如圖6-1所示圖6-1 減速器結(jié)構(gòu)圖第7章 軸的設(shè)計(jì)7.1低速軸設(shè)計(jì)選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理低速軸轉(zhuǎn)速：低速軸功率:低速軸轉(zhuǎn)矩：由教材機(jī)械設(shè)計(jì)15-2初步估算軸的最小直徑：取 輸出軸的最

14、小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑,為了使所選的軸與聯(lián)軸器吻合,故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號取 。因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩,所以選取LT7型彈性套柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為500Nm,半聯(lián)軸器的直徑，故取軸的總體設(shè)計(jì)信息如下：圖7-1 低速軸總體信息輸入圖表7-1 低速軸軸段載荷信息表直徑距左端距離垂直面剪力垂直面彎矩水平面剪力水平面彎矩軸向扭距57191.5-1155.25-64401.64-3079.75118.47258299.4表7-2 低速軸支反力計(jì)算距左端距離mm水平支反力N垂直支反力N1372244.11162.42338835.65-7.16表7-3 內(nèi)力計(jì)算x/mmd/mmm1/N

15、.mmm2/N.mm1375000 191.55713737.42122426338501.031.02低速軸結(jié)構(gòu)圖如圖7-2所示：圖7-2 低速軸結(jié)構(gòu)示意圖長度（mm）直徑(mm)8040404834507557106073.5525150表7-4 低速軸各段直徑長度 圖7-3 低速軸彎矩應(yīng)力校核圖圖7-4 低速軸安全系數(shù)校核圖圖7-5 低速軸彎曲剛度校核圖圖7-6 低速軸扭矩圖 圖7-7 低速軸合彎矩圖 圖7-8 低速軸水平彎矩圖7-9 低速軸垂直彎矩圖7.2中間軸設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)方法和低速軸一樣）中間軸的轉(zhuǎn)速：中間軸的轉(zhuǎn)速：低速軸的轉(zhuǎn)矩：由機(jī)械設(shè)計(jì)取 由于 dmin=26.93 mm，軸上開有

16、兩鍵槽，增加后軸徑d=30mm取安裝軸承處（該軸直徑最小處） 軸徑d=30mm表7-5中間軸的各段直徑長度長度（mm）直徑(mm)3030243248341040783421.5322730圖7-9 中間軸結(jié)構(gòu)圖圖7-10 中間軸水平彎矩圖圖7-11 中間軸合彎矩圖7.3高速軸設(shè)計(jì)(設(shè)計(jì)方法與低速軸一樣，得低速軸參數(shù))高速軸轉(zhuǎn)速:高速軸功率：高速軸轉(zhuǎn)矩： 取軸最小直表7-6高速軸各段長度直徑長度（mm）直徑(mm)302521.530523510930302540243620圖7-12 高速軸結(jié)構(gòu)圖經(jīng)校核，參數(shù)符合要求第8章 鍵的選擇及強(qiáng)度校核8.1高速軸上的鍵的設(shè)計(jì)與校核齒輪、聯(lián)軸器、與軸的

17、周向定位都是平鍵連接，由表 6-1 查得聯(lián)軸器上的鍵尺寸為 bhL =6625 mm，聯(lián)軸器采取過渡配合，但不允許過盈，所以選擇 H7/k6，軸與軸承之間采取過度配合，軸的直徑公差采用 m6（具有小過盈量，木錘裝配）查得圖8-1 高速軸鍵校核計(jì)算8.2中間軸上鍵設(shè)計(jì)校核已知，參考教材，由式 6-1可校核鍵的強(qiáng)度，由于d=3038 mm所以取bh=108 mm查表得 取低速級鍵長為 63 mm，高速級鍵長為 36 mm。圖8-2 中間軸鍵校核計(jì)算8.3低速軸上的鍵的設(shè)計(jì)與校核已知裝齒輪處軸徑 d=52 mm，T=258.3 Nm。 參考教材，由式 6-1 可校核鍵的強(qiáng)度，由于 d=5058 mm,所以取查得 軸器處的軸徑d=40mm,T=258.3Nm,由于d=38-44mm,所以圖8-3 低速軸鍵校核計(jì)算第9章 軸承壽命計(jì)算及靜強(qiáng)度9.1軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算圖9-1 滾動軸承參數(shù)輸入圖9-2 滾動軸承的選擇圖9-3 滾動軸承當(dāng)量載荷計(jì)