蘭州工業(yè)學(xué)院一級(jí)圓柱齒輪減速器課程設(shè)計(jì)說明書

1、二、傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶的工作拉力F=0.2 KN；帶速V=2.0m/s；滾筒直徑D=400mm（滾筒效率為0.96）。工作條件：預(yù)定使用壽命8年，工作為二班工作制，載荷輕。工作環(huán)境：室內(nèi)灰塵較大，環(huán)境最高溫度35°。動(dòng)力來源：電力，三相交流380/220伏。1 、電動(dòng)機(jī)選擇（1）、電動(dòng)機(jī)類型的選擇： Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)（2）、電動(dòng)機(jī)功率選擇：傳動(dòng)裝置的總效率： =0.98×0.99 ×0.96×0.99×0.96工作機(jī)所需的輸入功率：因?yàn)?F=0.2 KN=0.2 KN= 1908N =FV/1000 =1908×2

2、/1000×0.96 =3.975KW電動(dòng)機(jī)的輸出功率： =3.975/0.87=4.488KW使電動(dòng)機(jī)的額定功率P （11.3）P ，由查表得電動(dòng)機(jī)的額定功率P 5.5KW 。、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速： =（60×v）/（2×D/2） =（60×2）/（2×0.2） =96r/min由推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍I =36。取V帶傳動(dòng)比I =24，則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為I =624。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n =（624）×96=5762304r/min、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)以上計(jì)算在這個(gè)范圍內(nèi)電動(dòng)

3、機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有1000r/min和1500r/min，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的情況，同時(shí)也要降低電動(dòng)機(jī)的重量和成本，最終可確定同步轉(zhuǎn)速為1500r/min ，根據(jù)所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y132S-4 ，滿載轉(zhuǎn)速 1440r/min 。其主要性能：額定功率：5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.2，質(zhì)量68kg。2 ,計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比（1）、總傳動(dòng)比：i =1440/96=15 （2）、分配各級(jí)傳動(dòng)比：根據(jù)指導(dǎo)書，取齒輪i =5（單級(jí)減速器i=36合理） =15/5=33 、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min） =960r/min

4、=1440/3=480(r/min) =480/5=96(r/min)計(jì)算各軸的功率（KW）電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm=5.5KW所以P =5.5×0.98×0.99=4.354KW =4.354×0.99×0.96 =4.138KW =4.138×0.99×0.99=4.056KW計(jì)算各軸扭矩（Nmm）TI=9550×PI/nI=9550×4.354/480=86.63Nm =9550×4.138/96 =411.645Nm =9550×4.056/96 =403.486Nm三、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（

5、一）齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇齒輪材料及精度等級(jí)考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為240260HBS。大齒輪選用45#鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度220HBS；根據(jù)指導(dǎo)書選7級(jí)精度。齒面精糙度R 1.63.2m（2）確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)如下：傳動(dòng)比i 取小齒輪齒數(shù)Z =20。則大齒輪齒數(shù)： =5×20=100 ，所以取Z實(shí)際傳動(dòng)比 i =101/20=5.05傳動(dòng)比誤差：（i -i）/I=（5.05-5）/5=1%<2.5% 可用 齒數(shù)比： u=i取模數(shù)：m=3 ；齒頂高系數(shù)h =1；徑向間隙系數(shù)c =0.25；壓力角 =20°； 則

6、h *m=3，h ）m=3.75 h=（2 h ）m=6.75，c= c分度圓直徑：d =×20mm=60mm d =3×101mm=303mm指導(dǎo)書取 齒寬： b= =0.9×60mm=54mm =60mm ， b 齒頂圓直徑：d ）=66，d 齒根圓直徑：d ）=52.5， d ）=295.5 基圓直徑： d cos =56.38， d cos =284.73(3)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的中心矩a：a=m/2(Z )=3/2(20+101)=181.5mm 液壓絞車182mm（二）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1 、輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、按扭矩初算軸徑 選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217255HBS

7、根據(jù)指導(dǎo)書并查表，取c=110所以 d110 (4.354/480) 1/3mm=22.941mm d=22.941×(1+5%)mm=24.08mm選d=25mm、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸上零件的定位，固定和裝配單級(jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過渡配合固定確定軸各段直徑和長度段：d =25mm ， L =（1.53）d ，所以長度取L h=2c c=1.5mm +2h=25+2×2×1.5=31mm考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距

8、離。取套筒長為20mm，通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長為55mm，安裝齒輪段長度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故II段長：L =（2+20+55）=77mmIII段直徑：初選用30207型角接觸球軸承，其內(nèi)徑d為35mm,外徑D為72mm，寬度T為18.25mm.=d=35mm，L =T=18.25mm，取L段直徑：由手冊得：c=1.5 h=2c=2×1.5=3mm此段左面的滾動(dòng)軸承的定位軸肩考慮，應(yīng)便于軸承的拆卸，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)查取由手冊得安裝尺寸h=3.該段直徑應(yīng)?。篸 =（35+3×2）=41mm因此將段設(shè)計(jì)成階梯形，左段

9、直徑為41mm +2h=35+2×3=41mm長度與右面的套筒相同，即L段直徑：d =50mm. ，長度L =60mm取L由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=80mm段直徑：d =41mm， L 段直徑：d =35mm， L L3，取L2 、輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、按扭矩初算軸徑選用45#調(diào)質(zhì)鋼，硬度（217255HBS）根據(jù)課本P235頁式（10-2），表（10-2）取c=110 =110× (2.168/76.4) =38.57mm考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則 d=38.57×(1+5%)mm=40.4985mm 取d=42mm、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的零件定位，固定和裝

10、配單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。確定軸的各段直徑和長度初選30211型角接球軸承，其內(nèi)徑d為55mm，外徑D=100mm，寬度T為22.755mm。考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則取套筒長為20mm，則該段長42.755mm，安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。則 d =42mm L = 50mm L = 55mm L = 60mm L = 68m

11、m L =55mm L四、滾動(dòng)軸承的選擇1 、計(jì)算輸入軸承選用30207型角接觸球軸承，其內(nèi)徑d為35mm,外徑D為72mm，寬度T為18.25mm.2 、計(jì)算輸出軸承選30211型角接球軸承，其內(nèi)徑d為55mm，外徑D=100mm，寬度T為22.755mm五、鍵聯(lián)接的選擇1 、輸出軸與帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接鍵的類型及其尺寸選擇：帶輪傳動(dòng)要求帶輪與軸的對(duì)中性好，故選擇C型平鍵聯(lián)接。根據(jù)軸徑d =42mm ，L =65mm查手冊得，選用C型平鍵，得： 卷揚(yáng)機(jī)裝配圖中22號(hào)零件選用GB1096-79系列的鍵12×56則查得：鍵寬b=12，鍵高h(yuǎn)=8，因軸長L 65，故取鍵長L=562 、輸

12、出軸與齒輪聯(lián)接用平鍵聯(lián)接 =60mm,L查手冊得，選用C型平鍵，得：裝配圖中 赫格隆36號(hào)零件選用GB1096-79系列的鍵18×45則查得：鍵寬b=18，鍵高h(yuǎn)=11，因軸長L 53，故取鍵長L=453 、輸入軸與帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接 =25mm L查手冊 選A型平鍵，得： 裝配圖中29號(hào)零件選用GB1096-79系列的鍵8×50則查得：鍵寬b=8，鍵高h(yuǎn)=7，因軸長L 62，故取鍵長L=504 、輸出軸與齒輪聯(lián)接用平鍵聯(lián)接 =50mmL 查手冊 選A型平鍵，得： 裝配圖中26號(hào)零件選用GB1096-79系列的鍵14×49則查得：鍵寬b=14，鍵高h(yuǎn)=9，因軸長

13、L 60，故取鍵長L=49六、箱體、箱蓋主要尺寸計(jì)算箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，采用HT200灰鑄鐵鑄造而成。箱體主要尺寸計(jì)算如下：七、軸承端蓋主要尺寸計(jì)算軸承端蓋：HT150 d3=8 n=6 b=10八、減速器的減速器的附件的設(shè)計(jì)1 、擋圈 ：GB886-86查得：內(nèi)徑d=55，外徑D=65，擋圈厚H=5，右肩軸直徑D1582 、油標(biāo) ：M12：d =6，h=28，a=10,b=6，c=4，D=20，D3 、角螺塞M18 × 1.5 ：JB/ZQ4450-86九、 設(shè)計(jì)參考資料目錄1、吳宗澤、羅圣國主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊.北京：高等教育出版社，1999.62、解蘭昌等編著.緊密儀

14、器儀表機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).杭州：浙江大學(xué)出版社，1997.11目錄一、設(shè)計(jì)說明書目錄1二、機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2三、機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)31、確定傳動(dòng)方案32、選擇電動(dòng)機(jī)43、計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比并分配各級(jí)的傳動(dòng)比54、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)6四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算71、皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算72、減速器齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算93、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算11五、傳動(dòng)裝置零件圖及裝配圖131、總體設(shè)計(jì)簡圖132、一級(jí)齒輪減速器裝配圖143、齒輪減速器零件圖16二、機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1、時(shí)間：2009年6月8日至2009年6月19日2、設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)及電動(dòng)機(jī)選擇3、工作條件：輸送機(jī)連續(xù)工作，單向

15、運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷變化不大，空 載起動(dòng)；使用期限10年，兩班制工作，輸送帶速度允許誤差為±5%；輸送帶效率=0.94-0.96;工作環(huán)境為室內(nèi)，環(huán)境溫度30°左右；小批量制造。4、輸送機(jī)應(yīng)達(dá)到的要求：輸送帶的拉力F=3000N輸送帶速度V=2.8m/s輸送帶滾筒直徑D=380mm5、完成設(shè)計(jì)任務(wù)工作量：設(shè)計(jì)說明書一份帶式輸送機(jī)傳動(dòng)方案簡圖 1張齒輪減速器總裝圖1張齒輪減速器零件圖2-3張三、機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)1、確定傳動(dòng)方案（1）工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載啟動(dòng)，使用年限 10年，小批量生產(chǎn)，工作為二班工作制，運(yùn)輸帶速允許誤差±5。（2）原始數(shù)據(jù)：工作拉力F=30

16、00N；帶速V=2.8m/s；滾筒直徑D=380mm。2、選擇電動(dòng)機(jī)（1）電動(dòng)機(jī)類型的選擇： Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。（2）電動(dòng)機(jī)功率選擇： 傳動(dòng)裝置的總效率：總 =帶×軸承2×齒輪×聯(lián)器      = 0.95×0.992×0.97×0.99= 0.89 電機(jī)所需的工作功率：P0 = FV/1000總= 3000×2.8/（1000×0.89）=8.8KW選取電動(dòng)機(jī)額定功率Pm，使Pm=（11.3）P0=8.8（11.3）=8.811.44查表2-1取Pm=11。

17、確定電動(dòng)機(jī)滾筒轉(zhuǎn)速：n筒 = 60×1000V/D= 60×1000×2.8/（3.14×380）= 140r/min         按指導(dǎo)書P10表23推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍 I a =35。取V帶傳動(dòng)比I1 =24，則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為I a =620。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n筒=（620）×140=8402800r/min，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、和1500r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出有三種

18、適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：因此有三種傳動(dòng)比方案：綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見第2方案比較適合，則選n=1500r/min 確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M-4。其主要性能：額定功率：P=11KW，滿載轉(zhuǎn)速1460r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.2。3、計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比并分配各級(jí)的傳動(dòng)比 （1）總傳動(dòng)比： i總=n電動(dòng)/n筒=1460/140=10.4（2）分配各級(jí)傳動(dòng)比據(jù)指導(dǎo)書，取齒輪傳動(dòng)比：i帶=3 i總=i齒輪×I帶     i齒輪=i總

19、/i帶=10.4/3=3.54、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)（1）計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）：n1 （輸入軸） = n電機(jī)=1460r/minn2 （輸出軸） = n1/i帶=1460/3=487(r/min)n3 （滾筒軸） = n2/i齒輪=487/3.5=139(r/min)（2）計(jì)算各軸的功率（KW）：P1（輸入軸） = P0帶8.8×0.95=8.36 KW      P2（輸出軸）= P1×帶=8.36×0.95=7.9KW      P3（滾筒軸）

20、= P2×軸承×齒輪=7.9×0.99×0.97=7.6KW（3）計(jì)算軸扭矩（N·mm）：T0（ 電機(jī)軸） = 9.55×106P0/n電動(dòng)= 9.55×106×8.8/1460= 57562N·mm        T1（輸入軸） = T0i帶帶= 57562×2.08×0.95           

21、; = 113743N·mm        T2 （輸出軸）= T1i齒輪軸承×齒輪=113743×5×0.99×0.97=546137N·mm      T3 （滾筒軸） = T2×軸承聯(lián)軸器= 546137×0.99×0.99             =535269

22、N·mm四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算     1、皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算  選擇普通V帶截型    由課本表得：kA = 1.2 理論傳遞功率 P=11KW          Pc= KAP =1.2×11=13.2KW    由課本得：選用B型V帶  確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速    由機(jī)械基礎(chǔ)課本得，推薦的小帶輪基準(zhǔn)直徑為125280mm，

23、則取dd1=160mmdd2=n1/n2·dd1=（1460/487）×160=480mm    查機(jī)械基礎(chǔ)課本P228表9-8， 取dd2=500mm    實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速：n2= n1dd1/dd2=1460×160/500             =467r/min    轉(zhuǎn)速誤差為：（n2-n2）/n2 =（487467）/487 

24、0;              = 0.04<0.05(允許)    帶速V： V = dd1n1/60×1000= ×160×1460/60×100= 12.2m/s    在525m/s范圍內(nèi)，帶速合適。確定帶長和中心矩   1）根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)課本P228 (9-11)公式得，0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2) &#

25、160;     0.7(160+500)a02×(160+500)    得460mma01320mm 2）由機(jī)械基礎(chǔ)課本P228課本得：L0 =2a0+(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0        =2×1000+1.57×(160+500)+( 500-160)2/（4×1000）         =3065mm

26、0;   根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)課本P226表9-6取， Ld = 3150mm     a a0+（Ld-L0/2）=1000+（3150-3065）/2             = 1043mm驗(yàn)算小帶輪包角：1 = 1800-57.30×（dd2-dd1）/a            = 1800-57.

27、30×（dd2-dd1）/a            = 1800-57.30×（500-160）/1043            = 161.30>1200（適用） 確定帶的根數(shù)：    根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)課本P224圖 9-3，得 P1=3.64KW  根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)課本P224圖 9-4，得 P1

28、=0.46KW    根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)課本P225圖 9-5，得 K=0.95    根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)課本P226圖 9-6，得 K1=1.07   根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)課本P230圖中公式：Z = Pc/P1= Pc /(P1+P1) KK1= 11/ (3.64+0.46) ×0.95×1.072.64 取Z=3 計(jì)算軸上壓力    由機(jī)械基礎(chǔ)課本P219圖 9-1，查得q=0.1kg/m，由式（5-18）單根V帶的初拉力：   

29、0;  F0 = 500Pd/ZV（2.5/K-1）+qV2      = 500×3.9/5×5.03×(2.5/0.99-1)+0.1×5.032N      = 160N    則作用在軸承的壓力FQ， FQ = 2ZF0sin1/2=2×5×158.01sin167.6/2= 1250N   2、減速器齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇齒輪材料和熱處理方法采用軟齒面閉

30、式齒輪減速器小齒輪 45號(hào)鋼 調(diào)質(zhì) HBS=220 大齒輪 45號(hào)鋼 正火 HBS=190硬度由機(jī)械基礎(chǔ)課本P181表 6-3查得。（2）齒輪的許用接觸應(yīng)力 由機(jī)械基礎(chǔ)課本P181表 6-3查得H lim1=550Mpa，H lim2=530Mpa 軟齒面齒的接觸安全系數(shù)SH=1.0：1.1，取SH=1.05 H1=H lim1/SH=550/1.05=523.8MpaH2=H lim2/SH=530/1.05=504.7 Mpa用其中的小值作為H2=504.7 Mpa（3）齒輪系數(shù)=中心距/齒寬=a/b，由機(jī)械基礎(chǔ)課本P183表 6-6取a=0.4（4） 載荷系數(shù)K由機(jī)械基礎(chǔ)課本P183表

31、6-5，取K=1.2（5）小齒輪軸上傳遞的扭矩T1P小=P電×帶=11×0.95=10.45KWn1=1460r/i帶=1460/3=487r/min T1 = 9.550×106 P1/n1=9.550×106×（7.9/487）N.mm=154918N.mma(u+1) （334/H2）2×（KT1/au）1/3a193mm齒輪尺寸的強(qiáng)度計(jì)算以中心距校核（6）確定齒輪的主要參數(shù)確定小齒輪齒數(shù)因?yàn)槭情]式軟齒輪而齒輪其失效形式為點(diǎn)蝕，所以取齒數(shù)不能太小，故在（20-40）范圍內(nèi)，取Z1=30,.式中Z2=Z1×i齒=30&#

32、215;3.5=105確定模數(shù)amin=（d1+d2）/2=m（Z1+Z2）/2m=2amin/（Z1+Z2）=2×193/（30+105）=2.8mm 取模數(shù) m=3齒輪的幾何尺寸齒距： P=m=3.14×3=9.42mm齒厚： S =m/2=3×3.14/2=4.71mm齒寬： e =m/2=3×3.14/2=4.71mm齒頂高： ha =ha*m=1×3=3 mm齒根高： hf =(ha*+c*)m=（1+0.25）×3=3.75mm全齒高： h =ha+hf=3+3.75=6.75 mm分度圓直徑： d1 =mz1=3×30=90 mmd2 =mz2=3×105=315 mm齒頂圓直徑： da1 =d1+2ha=90+2×3=96 mmda2 =d2+2ha=315+2×3=321 mm齒根直徑： df1 =d1-2hf=90-2×3.75=82.5 mmdf2 =d2-2hf=315-2×3.75=307.5 mm中心距： a =（m/2）×（Z1+Z2）=（3/2）×（30+105）=202