機(jī)械課程設(shè)計(jì)-減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書79325

1、機(jī)械課程設(shè)計(jì)目錄-一一課程設(shè)計(jì)書2二二二設(shè)計(jì)要求2-三設(shè)計(jì)步驟21.傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案32.電動(dòng)機(jī)的選擇43.確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比54.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)55.設(shè)計(jì)V帶和帶輪66.齒輪的設(shè)計(jì)87.滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)198.鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)269.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)2710.潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)3011.聯(lián)軸器設(shè)計(jì)30四設(shè)計(jì)小結(jié)31五參考資料32一.課程設(shè)計(jì)書設(shè)計(jì)課題：設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器運(yùn)輸機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷變化不大,空載起動(dòng),卷筒效率為0.96（包括其支承軸承效率的損失）,減速器小批量生產(chǎn),使用期限8年（300天/年）,兩班制工作，運(yùn)輸容許速度誤差為

2、5%,車間有三相交流,電壓380/220V表、題號(hào)參數(shù)12345運(yùn)輸帶工作拉力（kN）2.52.32.11.91.8運(yùn)輸帶工作速度（m/s）1.01.11.21.31.4卷筒直徑（mr）250250250300300設(shè)計(jì)要求減速器裝配圖一張（A1）CAD繪制軸、齒輪零件圖各一張（A3）設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。三.設(shè)計(jì)步驟傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案電動(dòng)機(jī)的選擇確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)V帶和帶輪齒輪的設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)聯(lián)軸器設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案：組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱分布，故沿軸

3、向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。確定傳動(dòng)方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)功率大，將V帶設(shè)置在高速級(jí)其傳動(dòng)方案如下：I_n2n3n5PwPdIIn4IV圖一：（傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖）初步確定傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案如：傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖所示選擇V帶傳動(dòng)和二級(jí)圓柱斜齒輪減速器（展開(kāi)式）。傳動(dòng)裝置的總效率aa二冷23345=0.96X0.983X0.952X0.97X0.96=0.759;1為V帶的效率，1為第一對(duì)軸承的效率，3為第二對(duì)軸承的效率，4為第三對(duì)軸承的效率，5為每對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)的效率(齒輪為7級(jí)精度，油脂潤(rùn)滑因是薄壁防護(hù)罩，采用開(kāi)式效率計(jì)算)。電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)所需工作功率為：=P/n=1900

4、X1.3/1000X0.759=3.25kW,執(zhí)行機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)速為n=100060v=82.76r/min,經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i.=24,二級(jí)圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)比i.=840，則總傳動(dòng)比合理范圍為i_=16160，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n=Lxn=(16160)x82.76=1324.1613241.6r/min。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選定型號(hào)為丫112M4的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為4.0額定電流8.8A，滿載轉(zhuǎn)速nm=1440r/min，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)重量參考價(jià)格

5、傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比中心高L外型尺寸.X(AC/2+AIPedDkwHD腳安裝尺N地腳螺孔直徑元K軸寸伸尺捱歸勒佶p同A滿載單D總E一丄rr專寸FX帶D減戈速器132轉(zhuǎn)耳速轉(zhuǎn)速動(dòng)比專動(dòng)1Y1151M-43443155O016信478i4701223()36x16%2書x417023.確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比總傳動(dòng)比由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nT和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為ia=M/n1440/82.76=17.40分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比ia=i0Xi式中io,h分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。為使V帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過(guò)大，初步取io=2.3，貝U減速器傳動(dòng)比為i=ia/i=17.4

6、0/2.3=7.57根據(jù)各原則，查圖得高速級(jí)傳動(dòng)比為h=3.24,則i2=i/i,=2.334.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速n=nm/i0=1440/2.3=626.09r/min=ni/i,=626.09/3.24=193.24r/minn皿=n/i2=193.24/2.33=82.93r/minniv=n皿=82.93r/min各軸輸入功率P=pdX1=3.25X0.96=3.12kWPn=piXnX3=3.12X0.98X0.95=2.90kWPrn=PnXnX3=2.97X0.98X0.95=2.70kWPv=PrnXnXn=2.77X0.98X0.97=2.57kW則各軸的輸

7、出功率：R=RX0.98=3.06kWPn=PnX0.98=2.84kWPm=PmX0.98=2.65kWPv=PvX0.98=2.52kW各軸輸入轉(zhuǎn)矩T|=TdXi0X1N-m電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩Td=9550旦=9550X3.25/1440=21.55N-nm所以:Ti=TdXi0X1=21.55X2.3X0.96=47.58NmTn=TiXi1X1X2=47.58X3.24X0.98X0.95=143.53Nm-Trn=TnXi2X2X3=143.53X2.33X0.98X0.95=311.35NmTv=TmX3X4=311.35X0.95X0.97=286.91Nm輸出轉(zhuǎn)矩：Ti=TiX

8、0.98=46.63NmTn=TnX0.98=140.66NmTm=TmX0.98=305.12N-mTv=TvX0.98=281.17Nm運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果如下表軸名功率PKW轉(zhuǎn)矩TNm轉(zhuǎn)速r/min輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸3.2521.5514401軸3.123.0647.5846.63626.092軸2.902.84143.53140.66193.243軸2.702.65311.35305.1282.934軸2.572.52286.91281.1782.936.齒輪的設(shè)計(jì)（一）高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1齒輪材料，熱處理及精度考慮此減速器的功率及現(xiàn)場(chǎng)安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開(kāi)線

9、斜齒輪（1）齒輪材料及熱處理材料：高速級(jí)小齒輪選用45祥岡調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪280HBS取小齒齒數(shù)Z!=24高速級(jí)大齒輪選用45祥岡正火，齒面硬度為大齒輪240HBSZ2=iX乙=3.24X24=77.76取Z2=78.齒輪精度按GB/T10095-1998,選擇7級(jí)，齒根噴丸強(qiáng)化2初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)3dit-(2KtTi迸u1一ZhZe、2.d：u確定各參數(shù)的值：試選Kt=1.6查課本P215圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH=2.433由課本P214圖10-26=0.78；：.2=0.82貝一.=0.780.82=1.6由課本P202公式10-13計(jì)算應(yīng)力值環(huán)數(shù)N1

10、=60n/L,=60X626.09X1X(2X8X300X8)=1.4425X109hN2=4.45X108h#(3.25為齒數(shù)比，即3.25=生)Z1查課本P20310-19圖得：K.1=0.93K,、遼=0.96齒輪的疲勞強(qiáng)度極限取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,使用P202公式10-12得:LrH1=KhnHlim1=0.93X550=511.5MPaSK廠二h2=遊HJjm=0.96X450=432MPaS許用接觸應(yīng)力二h=(二h1Lh2)/2=(511.5432)/2=471.75MPa查課本由P.98表10-6得：Ze=189.8MPa由P201表10-7得：d=1T=95.5X1

11、05XPl/n1=95.5X105X3.19/626.09=4.86X104N.m3.設(shè)計(jì)計(jì)算小齒輪的分度圓直徑d1t32KtT1U1(d1t-d二uzhze、2二H)11.6r：d1tn16010003.1449.53626.9九62m/s601000計(jì)算齒寬b和模數(shù)mnt計(jì)算齒寬b=b=dd1t=49.53mm計(jì)算摸數(shù)初選螺旋角1=14mnt哄如猖53COS14=2.00mm24計(jì)算齒寬和高之比bh齒高h(yuǎn)=2.25mnt=2.25X2.00=4.50mm=49.534.5=11.01計(jì)算縱向重合度u0.318Gd.Stan一：=0.318124tan14=1.903計(jì)算載荷系數(shù)K使用系數(shù)K

12、a=1根據(jù)v=1.62m/s,7級(jí)精度,查課本由P92表10-8得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.07,查課本由P194表10-4得Kh一：的計(jì)算公式：Kh1=1.120.18(10.6d4104.242.433189.8.2:()2=49.53mm3.25471.75計(jì)算圓周速度：)d2+0.23X10”Xb=1.12+0.18(1+0.61)X1+0.23X10X49.53=1.42查課本由P195表10-13得:K=1.35查課本由P193表10-3得：Kh：.=Kf：.=1.2故載荷系數(shù)：K=KtK1Kh：=1X1.07X1.2X1.42=1.82按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑di=dit=4

13、9.53Xjl：82=51.73mmV1.6計(jì)算模數(shù)mn244.diCOsB51.73xcos14小“mn=2.09mm齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式：2KY目cos2P(：2KY目cos2P(3mnJ%Z21j確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩勺=48.6kN-m確定齒數(shù)z因?yàn)槭怯昌X面，故取z=24,j=i乙=3.24X24=77.76傳動(dòng)比誤差i=u=zjz=78/24=3.25=0.032%二5%,允許計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)z：.=zI/cos:=24/cos314=26.27zi=z：/cos；=78/cos314=85.43初選齒寬系數(shù)：2按對(duì)稱布置，由表查得：2=1初選螺旋角初定

14、螺旋角-=14載荷系數(shù)KK=K上K；K二K昭=1X1.07X1.2X1.35=1.73查取齒形系數(shù)丫上和應(yīng)力校正系數(shù)丫；查課本由P197表10-5得：齒形系數(shù)Y且=2.592丫匕=2.211應(yīng)力校正系數(shù)丫=1.596丫丄=1.774重合度系數(shù)丫11_端面重合度近似為二=X(一)cos：=1.883.2X(1/24+1/78)Xcos14Z1Z2=1.655=arctg(tgs：/cos、)=arctg(tg20H/cos14)=20.64690二一二皿l：丄14.07609因?yàn)?=/cos，則重合度系數(shù)為Y：=0.25+0.75cos=0.673螺旋角系數(shù)丫軸向重合度二二二二49.53sin1

15、4二1.825,兀x2.09Y-=1-=0.78丫FS計(jì)算大小齒輪的YF：-S：-升安全系數(shù)由表查得S,二1.25工作壽命兩班制，8年，每年工作300天小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60nkt：!=60X271.47X1X8X300X2X8=6.255X10.大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N2=N1/u=6.255X10/3.24=1.9305X10.查課本由P204表10-20C得到彎曲疲勞強(qiáng)度極限小齒輪匚FF1二500MPa大齒輪匚FF2=380MPa查課本由P197表10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù)：Kfn1=0.86Kfn2=0.93取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.41.41.4十1=K-nff0.86500=3

16、07.141.41.4“2=K-N2；FF2=0.93380=252.43土皂空型“.01347L-f1307.14邑空2二F2邑空2二F2252.43-0.01554大齒輪的數(shù)值大.選用.設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算模數(shù)422100.78cos140.015542mm二1.26mm1241.655對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù),按GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取g=2mm但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=51.73mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù).于是由：51.73cos14z1=25.097取z1=25mn那么z2=3

17、.24X25=81幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距a=(Z1Z2)mn=_812=109.25mm2cosP2Kcos14將中心距圓整為110mm按圓整后的中心距修正螺旋角=arccos(八Dmn2:(2581)2=arccos14.012109.25因值改變不多，故參數(shù)；-.,k:,Zh等不必修正.計(jì)算大.小齒輪的分度圓直徑d嚴(yán)cos-d嚴(yán)cos-=51.53mmcos14.01d2cos加=166.97mmcos14.01計(jì)算齒輪寬度Bh-=151.53mm=51.53mm圓整的B2=50B55（二）低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算材料：低速級(jí)小齒輪選用45二鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪280HBS取小齒齒數(shù)Z

18、1=30速級(jí)大齒輪選用45二鋼正火，齒面硬度為大齒輪240HBSz2=2.33X30=69.9圓整取Z2=70.齒輪精度按GB/T100951998,選擇7級(jí)，齒根噴丸強(qiáng)化按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選Kt=1.6查課本由P215圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH=2.45試選1=12,查課本由P214圖10-26查得5=0.832=0.88；-=0.83+0.88=1.71應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60Xn2XjXLn=60X193.24X1X(2X8X300X8)4.451082.33=4.45X108=1.91X108由課本P203圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)Khn1=0.94Khn

19、2=0.97查課本由P207圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限二Hlim1=600MPa,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限二屮計(jì)=550MPa取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,則接觸疲勞許用應(yīng)力KHN1Hlim1_0.94600KHN1Hlim1_0.94600二564MPaK廠2=hn2Hlim2=0.98X550/1=517MPaSJChlim1Hlim2)=540.5MPa查課本由Pi98表10-6查材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa選取齒寬系數(shù)%=1T=95.5X10確定齒數(shù)zXp2/n2=95.5X105X2.90/193.24=14.33X10按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)3m

20、2心。小*dZ2幵=14.33X10按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)3m2心。小*dZ2幵確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩-1=143.3kN-mN.m2KtT1u_1ZHZE242t1()2=3：:S=1.5所以它是安全的StS2截面w右側(cè)抗彎系數(shù)W=0.1d3=0.1503=12500抗扭系數(shù)wT=0.2d3=0.2503=25000截面W左側(cè)的彎矩M為M=133560截面W上的扭矩T3為T3=295截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)10.68=7=294930=11.8WT25000K=丄一仁1.62所以；匚=0.67綜合系數(shù)為：；=0.820.92K_=2.8K=1.62碳鋼的特性系數(shù)=0.10.2取0.1=0.050.1取0.05安全系數(shù)Scas；工K；*；m=25.13=13.71Scas；_sScS2=10.5S=1.5所以它是安全的鍵的設(shè)計(jì)和計(jì)算選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸一般8級(jí)以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求，使用平鍵根據(jù)d2=55d3=65查表6-1?。烘I寬b2=16h2=10L2=36b3=20h3=12校和鍵聯(lián)接的強(qiáng)度L3=50查表6-2得二p=110MPa工作長(zhǎng)度丨2=L2-b2=36-16=20I=L3-b3=5