一級(jí)齒輪減速機(jī)械課程設(shè)計(jì)

1、計(jì)算說明書內(nèi)容計(jì)算說明書內(nèi)容1.封面2.目錄（標(biāo)題及頁(yè)次）3.設(shè)計(jì)任務(wù)書（設(shè)計(jì)題目）4.傳度方案的擬定（給定）5.電動(dòng)機(jī)的選擇6.傳動(dòng)比的選擇7.傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算8.減速器傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算9.減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算10.減速器滾動(dòng)軸承的選擇11.鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇12.減速器潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑劑及密封裝置的選擇13.設(shè)計(jì)小結(jié)（簡(jiǎn)要說明課程設(shè)計(jì)的體會(huì)，設(shè)計(jì)所具有的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)中存在的問題）14.參考文獻(xiàn)（編號(hào) 編者姓名.書名.出版單位所在地：出版單位，出版年份）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的書寫格式示例設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的書寫格式示例 計(jì) 算 及 說 明一、設(shè)計(jì)任務(wù)書1、設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，

2、采用帶傳動(dòng)和一級(jí)圓柱出論減速器2、原始數(shù)據(jù) 輸送帶有效拉力 F5000N 輸送帶工作速度 v1.5m/s 輸送帶滾筒直徑 d400mm 減速器設(shè)計(jì)壽命為8年（兩班制），大修期限4年3、工作條件 兩班制工作，空載起動(dòng)載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向）運(yùn)轉(zhuǎn)，工作環(huán)境多塵；三相交流電源，電壓為380/220V。二、傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)方案如圖所示：（畫方案圖） 帶式輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)1將動(dòng)力傳到帶傳動(dòng)2，再由帶傳動(dòng)傳入一級(jí)減速器3，再經(jīng)聯(lián)軸器4將動(dòng)力傳至輸送機(jī)滾筒5，帶動(dòng)輸送帶6工作。傳動(dòng)系統(tǒng)中采用帶傳動(dòng)及一級(jí)圓柱齒輪減速器，采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。結(jié) 果三、電動(dòng)機(jī)的選擇 按設(shè)計(jì)要

3、求及工作條件選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，臥式封閉結(jié)構(gòu)，電壓380V。1、電動(dòng)機(jī)的功率 根據(jù)已知條件由計(jì)算得知工作機(jī)所需有效功率設(shè)：1聯(lián)軸器效率0.97（表1-7）； 2閉式圓柱齒輪傳動(dòng)效率0.99 3V帶傳動(dòng)效率0.96 4一對(duì)軸承效率0.99 5輸送機(jī)滾筒效率0.96 由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為 工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率kWPPwd733. 88588. 05 . 78588. 096. 099. 096. 099. 097. 03534321KWFvPw5 . 710005 . 150001000 計(jì) 算 及 說 明結(jié)果Pw7.5KW0.8588Pd=8.733kW 由表所列Y系列三相異步電

4、動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中可以確定，滿足PmPd條件的電動(dòng)機(jī)額定功率Pm應(yīng)取為11kW。2、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 根據(jù)已知條件由計(jì)算得知輸送機(jī)滾筒的工作轉(zhuǎn)速 額定功率相同的同類型電動(dòng)機(jī)，可以有幾種轉(zhuǎn)速供選擇，如三相異步電動(dòng)機(jī)就有四種常用的同步轉(zhuǎn)速，即3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min。（電動(dòng)機(jī)空載時(shí)才可能達(dá)到同步轉(zhuǎn)速，負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速都低于同步轉(zhuǎn)速）。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高，極對(duì)數(shù)少（相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)定子繞組的極對(duì)數(shù)為2、4、6、8），尺寸和質(zhì)量小，價(jià)格也便宜，但會(huì)使傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比加大，結(jié)構(gòu)尺寸偏大，成本也會(huì)變高，若選用低轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)則相反。一般來(lái)說，如無(wú)特殊要求，通常選用同步轉(zhuǎn)速

5、為1500r/min或1000r/min的電動(dòng)機(jī)。 選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動(dòng)機(jī)，對(duì)應(yīng)于額定功率Pm為11kW的電動(dòng)機(jī)型號(hào)應(yīng)為Y160M-6型。有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)及相應(yīng)算得的總傳動(dòng)比： 電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y160M-6；額定功率：11kW；同步轉(zhuǎn)速：1000r/min； 滿載轉(zhuǎn)速：970r/min；總傳動(dòng)比：13.536； 電動(dòng)機(jī)中心高H160mm，軸伸出部分用于裝聯(lián)軸器段的直徑和長(zhǎng)度分別為D=42mm和E=110mm。min/66.7140014. 35 . 1100060100060rdvnw四、傳動(dòng)比的分配 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比由傳動(dòng)系統(tǒng)方案，分配各級(jí)傳動(dòng)比：五、傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和

6、動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 傳動(dòng)裝置從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)有三軸，分別為、軸，傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下：軸（電動(dòng)機(jī)軸）： 軸（減速器高速軸）：軸（減速器低速軸）： 軸（輸送機(jī)滾筒軸）：536.1366.71970wmnni536.1383. 3534. 321齒帶iiimNnPTkWPPrnnmdm98.85970733. 895509550733. 8min/970111)(11mNiTnPTkWPPrinn91.28814.277384. 895509550384. 896. 0733. 8min/14.2775 . 397012112221212112）（或mNiTnPTkWPPrinn47.

7、108436.72217. 895509550217. 899. 099. 0384. 8min/36.7283. 314.27723223332323223）（或mNTnPTkWPPrnn45.104136.72891. 795509550891. 797. 099. 0217. 8min/36.72343444343434）（或?qū)⒂?jì)算結(jié)果和傳動(dòng)比及傳動(dòng)效率匯總?cè)绫?1表11 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸號(hào)電動(dòng)機(jī)帶傳動(dòng)圓柱齒輪傳動(dòng)工作機(jī)軸軸軸軸轉(zhuǎn)速n(r/min)970277.1472.3672.36功率P(kw)8.7338.3848.2177.891轉(zhuǎn)矩T(Nm)85.98288.9110

8、84.471041.45傳動(dòng)比I3.53.851傳動(dòng)效率0.960.98010.9603六、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)裝置中除減速器外還有其他傳動(dòng)時(shí)，通常先設(shè)計(jì)減速器外部的傳動(dòng)零件。1、V帶傳動(dòng)已知條件：原動(dòng)機(jī)種類和所需的傳遞的功率（或轉(zhuǎn)矩）、轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比、工作條件和尺寸限制等。設(shè)計(jì)計(jì)算主要內(nèi)容：確定帶的種類、選擇帶的型號(hào)、選擇小帶輪直徑、大帶輪直徑、中心距、帶的長(zhǎng)度、帶的根數(shù)、初拉力F0和作用在軸上的載荷FQ。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)注意的問題：注意檢查帶輪尺寸與傳動(dòng)裝置外廓尺寸的相互關(guān)系的協(xié)調(diào)，如小帶輪外圓半徑是否大于電動(dòng)機(jī)的中心高，大帶輪半徑是否過大造成帶輪與機(jī)器底座相干涉；注意帶輪軸孔尺寸與電動(dòng)機(jī)軸或

9、減速器輸入軸尺寸是否相適應(yīng)；小帶輪的帶速應(yīng)滿足5m/sv125m/s；帶的根數(shù)應(yīng)控制在Z（45）根以下，避免帶的根數(shù)過多致使帶的受力不均及軸伸出段過長(zhǎng)；帶輪直徑確定后，要驗(yàn)算帶傳動(dòng)的實(shí)際傳動(dòng)比和大帶輪轉(zhuǎn)速，以此修正減速器傳動(dòng)比和輸入轉(zhuǎn)矩。 不用設(shè)計(jì)帶輪結(jié)構(gòu)2、減速器內(nèi)部傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算已知條件：所需傳遞的功率（或轉(zhuǎn)矩）、轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比、工作條件和尺寸限制等。設(shè)計(jì)內(nèi)容：選擇材料，分析失效形式，確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，確定齒輪傳動(dòng)的參數(shù)（中心距、齒數(shù)、模數(shù)和齒寬等）、齒輪的其他幾何尺寸和結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題：齒輪材料與熱處理的選擇：齒輪直徑d500mm時(shí)，采用鍛造毛坯；d500mm時(shí)，鑄造毛坯；齒根圓到

10、鍵槽底部距離e（22.5）m時(shí)，齒輪軸。同一減速器內(nèi)大小齒輪的材料盡可能一致，軟齒面小齒輪調(diào)質(zhì)，大齒輪正火，熱處理方法見教材P188表9-4b 。齒輪強(qiáng)度計(jì)算中的規(guī)定：齒輪強(qiáng)度計(jì)算中不論是針對(duì)小齒輪還是大齒輪的（許用應(yīng)力或齒形系數(shù)用哪個(gè)齒輪的數(shù)值），器公式中的轉(zhuǎn)矩、齒輪直徑或齒數(shù)都應(yīng)是小齒輪的輸入轉(zhuǎn)矩T1、小齒輪分度圓直徑d1和小齒輪齒數(shù)Z1。齒輪齒數(shù)的選擇：不發(fā)生根切；在滿足強(qiáng)度條件的要求下z1應(yīng)盡可能取大，以增大，提高傳動(dòng)平穩(wěn)，減少加工量；齒數(shù)互為質(zhì)數(shù)。齒寬系數(shù)：見教材P196齒寬：為保證齒輪安裝后能全齒捏合，小齒輪的齒寬比大齒輪的齒寬大58mm；模數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)值，工程上要求傳遞動(dòng)力的齒輪模數(shù)

11、m1.5mm。齒輪的參數(shù)：齒輪計(jì)算中的參數(shù)有m、z、a、d、da、df、ha*、hc*等，相互影響并有一定幾何關(guān)系見教材P177表9-2。齒輪參數(shù)中，齒寬b、齒數(shù)z要圓整；模數(shù)m、分度圓壓力角取標(biāo)準(zhǔn)值；分度圓直徑d、齒頂圓直徑da、斜齒輪的螺旋角既不需要圓整又不取標(biāo)準(zhǔn)值，而是取精確值。列出設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果：a.中心距b.模數(shù)c.齒數(shù)d.分度圓直徑e.齒頂圓直徑f.齒根圓直徑g.齒寬h.齒輪精度等級(jí)i.材料及熱處理畫出齒輪嚙合圖七、減速器軸的設(shè)計(jì)軸的長(zhǎng)度和支承位置尚未確定，無(wú)法按彎扭合成強(qiáng)度條件完成轉(zhuǎn)軸的初步計(jì)算，為此先繪制減速器軸的布置簡(jiǎn)圖，初定支承跨距，根據(jù)所受傳動(dòng)零件載荷的大小、方向和作用點(diǎn)求

12、出軸 的支承反力，作出軸的彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖，再按彎扭合成強(qiáng)度條件初步計(jì)算軸的直徑，最后進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核。1、繪制軸的布置簡(jiǎn)圖和初定跨距：由減速器傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算得齒輪傳動(dòng)中心距、齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)。選定比例尺，按中心距a和齒輪幾何尺寸畫出2根軸線和齒輪輪廓，并參考同類型減速器結(jié)構(gòu)畫出軸（圖冊(cè)P216、218、219）、軸承及減速器箱體內(nèi)壁和軸承座孔。（手冊(cè)P176、177圖15-4）l考慮齒輪與箱體內(nèi)壁沿軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸k（箱座壁厚）；l為保證滾動(dòng)軸承完全放入箱體軸承座孔內(nèi)，計(jì)入尺寸c，當(dāng)軸承采用油潤(rùn)滑時(shí)，可取c=35mm，采用脂潤(rùn)滑時(shí)，可取c=1015mml初取軸承寬度n=153

13、0mm，n1、n2分別表示1軸、2軸所用滾動(dòng)軸承寬度；lb表示減速器低速級(jí)大齒輪寬度，則小齒輪寬度為b(510)mm由此，初步取定軸及軸上零件的相互位置，求得2根軸的支承跨距為：221110521052nbkclnbkcl待有關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸確定后，可對(duì)初定跨距進(jìn)行修正。一般情況下，如傳動(dòng)跨距屬偏于安全或出入不大，則不必修改及重新計(jì)算兩根軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2、軸的材料及熱處理：主要是碳鋼和合金鋼，正火處理3、軸的受力分析：l 作用在軸上的載荷有：齒輪的嚙合力（已知）；傳遞的轉(zhuǎn)矩（已知）；零件自重（忽略）；支承反力（未知）。l 由力或力矩平衡條件求出支承反力并作出軸的彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖及當(dāng)量彎矩圖。l 齒輪

14、傳動(dòng)中嚙合力的方向與齒輪的轉(zhuǎn)向、旋向及其為主動(dòng)件還是從動(dòng)件有關(guān)，在力分析時(shí)需先根據(jù)工作機(jī)給定的運(yùn)動(dòng)方向確定各輪轉(zhuǎn)向，然后結(jié)合其旋向及主動(dòng)還是從動(dòng)判定嚙合力的方向，最后按要求計(jì)算嚙合力的大小。l 圓周力、徑向力、軸向力均影響支承反力，作軸的簡(jiǎn)力圖時(shí)，要分清各自所在的平面，以區(qū)別這些力是矢量和還是代數(shù)和。4、軸的初步計(jì)算：(按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算）33632 . 01055. 92 . 0nPCnPTdTT當(dāng)按上式初算軸徑后，如果在軸的相應(yīng)截面處開有一個(gè)鍵槽，則應(yīng)將該直徑加大3%；如同一截面處有兩個(gè)鍵槽，直徑加大7% 。當(dāng)該直徑處裝有標(biāo)準(zhǔn)件，則應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)件與軸的裝配尺寸圓整。5、按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算a) 畫出

15、軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，并求出水平面內(nèi)和垂直面內(nèi)的支承反力。對(duì)傳動(dòng)件上的載荷可簡(jiǎn)化為作用在輪緣寬度中點(diǎn)的集中力，支反力作用點(diǎn)的位置根據(jù)軸承類型確定；b) 計(jì)算水平面彎矩MH并畫出水平面彎矩圖；c ) 計(jì)算垂直面彎矩MV并畫出垂直面彎矩圖；d) 計(jì)算合成彎矩 ，畫出合成彎矩圖； e ) 計(jì)算軸的轉(zhuǎn)矩 T（T=9.55 106P/n），畫出轉(zhuǎn)矩圖； f ) 計(jì)算當(dāng)量彎矩。根據(jù)第三強(qiáng)度理論，當(dāng)量彎矩 式中是根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的應(yīng)力校正系數(shù)。6、滾動(dòng)軸承的選擇軸承的內(nèi)徑尺寸可根據(jù)軸頸直徑選定，軸承類型對(duì)直齒一般選深溝球軸承，軸承的型號(hào)應(yīng)通過壽命計(jì)算最后確定。軸承的預(yù)期壽命取減速器大修期限。軸承是利用齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)濺起

16、的稀油進(jìn)行潤(rùn)滑，應(yīng)設(shè)計(jì)輸油溝將飛濺到內(nèi)壁上的油經(jīng)導(dǎo)油槽流入軸承；當(dāng)浸油齒輪的圓周速度v2m/s時(shí)，應(yīng)采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑軸承，為避免可能濺起的稀油沖掉潤(rùn)滑脂，可在軸承內(nèi)側(cè)加裝擋油盤。22VHMMMbedTMWM13221 . 0311 . 0bMd7、鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇l 軸上零件齒輪及聯(lián)軸器的周相固定，一般采用過盈配合加普通平鍵聯(lián)接。平鍵的剖面尺寸（鍵寬b鍵高h(yuǎn)）按軸徑d由標(biāo)準(zhǔn)中查取，鍵長(zhǎng)L由輪轂長(zhǎng)度L決定，一般取L=L（510）mm，且L（1.61.8）d，再根據(jù)鍵的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度系列取定。l 鍵聯(lián)接應(yīng)滿足擠壓強(qiáng)度條件和剪切強(qiáng)度條件，按強(qiáng)度條件對(duì)鍵聯(lián)接的強(qiáng)度進(jìn)行校核。l 聯(lián)軸器主要用于聯(lián)接兩軸以傳遞

17、運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。減速器輸出軸可選用HL型彈性柱銷聯(lián)軸器（GB501485）。然后根據(jù)聯(lián)軸器所傳遞的計(jì)算轉(zhuǎn)矩、被聯(lián)接軸的轉(zhuǎn)速和直徑確定其結(jié)構(gòu)尺寸，并按標(biāo)準(zhǔn)選定聯(lián)軸器型號(hào)。八、減速器箱體的設(shè)計(jì)1.鑄鐵減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸（圖冊(cè)P146表11-1），列表各主要結(jié)構(gòu)尺寸；2.減速器箱體兼作油池。減速器傳動(dòng)零件一般采用浸油潤(rùn)滑方式進(jìn)行潤(rùn)滑，對(duì)單級(jí)圓柱齒輪減速器，以浸入大齒輪一個(gè)齒全高為宜，但浸油深度不應(yīng)小于10mm。為避免由于齒輪旋轉(zhuǎn)攪起沉積在箱底的油污，大齒輪頂圓與油底面的距離應(yīng)大于812倍模數(shù)，并應(yīng)不小于3050mm。九、減速器附件的設(shè)計(jì)減速器附件包括：窺視孔及窺視孔蓋、通氣器、軸承蓋、定位銷、啟箱螺

18、釘、游標(biāo)、放油孔及放油螺塞和起吊裝置等。十、減速器裝配圖的設(shè)計(jì)1.減速器裝配圖2.視圖的繪制3.尺寸的標(biāo)注：特性尺寸配合尺寸、外形尺寸、安裝尺寸4.零件序號(hào)、標(biāo)題欄和明細(xì)表（表114）5.減速器技術(shù)特性和技術(shù)要求十一、減速器零件工作圖的設(shè)計(jì)1.軸類零件工作圖的設(shè)計(jì)（尺寸及其偏差的標(biāo)注；表面粗糙度的標(biāo)注；形位公差的標(biāo)注；編寫技術(shù)要求）2.齒輪零件圖的設(shè)計(jì)草圖框架設(shè)計(jì)步驟：1、據(jù)齒輪中心距繪二軸軸線2、繪齒輪齒頂圓及分度圓3、繪箱體內(nèi)壁線 (左側(cè)待主視圖凸臺(tái)及箱蓋左圓弧確定后依投影補(bǔ)充完整)在主視圖上據(jù)軸承蓋尺寸定凸臺(tái)及左側(cè)圓?。ㄅc軸承蓋相切作中心線并量出c1、c2) 完成俯視圖 框架（箱蓋大部分被去掉）1）繪軸的結(jié)構(gòu)2）加軸承并校核(軸承距內(nèi)壁線距離與是否加擋油盤有關(guān))3）繪凸臺(tái)剖面4）加軸承蓋參照手冊(cè)P204圖164、P210圖168、P218圖1641畫俯視圖。減速器零件及