機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器說(shuō)明書

1、課程設(shè)計(jì)作業(yè)書課程設(shè)計(jì)主題：帶式輸送機(jī)單級(jí)正齒輪減速機(jī)（一）設(shè)計(jì)內(nèi)容1、電機(jī)選型及運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算2、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)；3、軸設(shè)計(jì)；4.繪制零件的工作圖和裝配圖（一）減速機(jī)裝配圖(2)繪制零件的工作圖5. 編寫設(shè)計(jì)規(guī)范(1)、目錄；(2)、設(shè)計(jì)任務(wù)書；（3）設(shè)計(jì)計(jì)算：詳細(xì)的設(shè)計(jì)步驟和計(jì)算過(guò)程；(4)、設(shè)計(jì)后的評(píng)價(jià)；(5)、參考資料。(2) 設(shè)計(jì)工作量一、減速機(jī)裝配圖12.第2部分（軸1，齒輪1）3. 設(shè)計(jì)說(shuō)明。目錄傳輸方案制定與解釋4電機(jī)的選擇 5齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算8軸設(shè)計(jì)計(jì)算 12表18 減速機(jī)鑄體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)總結(jié) 21傳輸方案制定與說(shuō)明系統(tǒng)圖：原始數(shù)據(jù)：皮帶工作張力F=2000N，皮帶速度V

2、=2.4m/s，卷筒直徑D450mm工作要求：一天兩班，傳動(dòng)不倒檔，有中等沖擊，鏈速內(nèi)容誤差5%電機(jī)的選擇1、電機(jī)類型的選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2、電機(jī)功率的選擇工作機(jī)所需的功率Pw。Pw=Fv/1000=(20002.4)/1000=4.8Kw(2) 電機(jī)輸出功率 Pd?？紤]到變速器的功率損耗，電機(jī)所需的輸出功率為Pd=Pw/ 式中： 1 。 2 .、 3 、 4分別為傳動(dòng)系統(tǒng)中聯(lián)軸器、滾動(dòng)軸承、齒輪傳動(dòng)和滾筒傳動(dòng)的效率，查表2-3，取 1 =0.99， 2 =0.98， 3 =0.97， 4 =0.96，則=0.9920.9840.9720.96=0.817電機(jī)所需的輸出功率為Pd=Pw/

3、=4.8/0.817=5.88Kw確定電機(jī)的額定功率Ped。選用電機(jī)額定功率Ped=7.5Kw3.選擇電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算工作機(jī)轉(zhuǎn)速 n wn w = (601000v)/D=101.9r/min表2-2推薦的傳動(dòng)比是合理的，二級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比為i =840。那么電機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為N d= I n w =*840)101.9=815.24076Kw可以看出，同步轉(zhuǎn)速為750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min的電機(jī)均滿足要求。查看表14-1，比較兩臺(tái)同步轉(zhuǎn)速為1000r/min和1500r/min的電機(jī)。 Y160M-6、Y132M-4的傳動(dòng)比分別為9.81

4、、14.72。因此電機(jī)Y160M-6的傳動(dòng)比較小，選用電機(jī)型號(hào)為Y160M-6。電機(jī)型號(hào)滿載轉(zhuǎn)速/(rmin)額定功率/Kw啟動(dòng)扭矩最大扭矩額定扭矩額定扭矩Y160M-69707.52.02.0計(jì)算變速器總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比總傳動(dòng)比i=n m /n w =970/101.9=9.81分配傳動(dòng)比我=我1 我2考慮到潤(rùn)滑條件，為了使兩個(gè)大齒輪的直徑相近，取高速齒輪的傳動(dòng)比i 1 =1.4i，所以我1 =3.65低速正齒輪的傳動(dòng)比我2 =我/我1 =9.52/3.65=2.6各軸速度(1)電機(jī)軸為I軸，高速軸為II軸，中速軸為III軸，低速軸為IV軸，卷筒軸為V軸。n = n =nm= 970r

5、 /minn = n /i1=970/3.65= 265.8r /minn = n = n /i2= 265.8/2.6=102.2r/ min各軸輸入功率P =Pd= 5.88KwP = P n1=5.880.99= 5.82KwP = P n2n3=5.820.980.97 = 5.33KwP = P n2n3=5.530.980.97 = 5.26KwP = P n2n1=5.260.980.99 = 5.1Kw各軸輸入扭矩T = 9550 P / n =95505.88/970= 57.89N mT = 9550 P / n = 9550 5.82/970=57.3 NmT = 955

6、0 P / n =95505.53/265.8= 198.69 NmT =9550P /n =95505.26/102.2=491.52 NmT =9550P / n =95505.1/102.2=476.57 Nm項(xiàng)目電機(jī)軸 I高速軸中速軸低速軸IV卷軸V轉(zhuǎn)速 r/min970970265.8102.2102.2功率/千瓦5.885.825.535.265.1扭矩Nm57.8957.3198.69491.52476.57傳動(dòng)比13.652.61效率0.990.950.950.97齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算選擇齒輪材料和精度等級(jí)和齒數(shù)考慮到減速機(jī)的傳遞功率不大，根據(jù)教科書P142的表10-8和表10-9

7、選擇，齒輪使用軟齒面。小齒輪經(jīng)40Cr調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為217286HBS。 ;大齒輪采用45鋼，正火，齒面硬度156217HBS，按表選擇8級(jí)精度。齒面粗糙度Ra6m。1.高速軸扭矩：T=5.73Nm，轉(zhuǎn)速n=970r/min，傳動(dòng)比=3.65小齒輪 Hlim1 =710Mpa Hlim2 =590Mpa H1 = Hlim1 /S H =710/1.0Mpa=710Mpa H2 = Hlim2 /S H =590/1.0Mpa=590Mpa F1 =600/1.25=480 Mpa F2 =450/1.25=360 Mpa假設(shè)齒輪以8級(jí)精度制造。取載荷數(shù)K=1.5，齒寬系數(shù)d =0.8，

8、取Z E = 188d 1 2kT 1 (u+1)(Z E Z H ) / d u( H ) 2 1/3=2 1.5 15.73 10 4 4.65 (188 2.5) 2 / ( 0.8 3.65 450 2 1/3=66.8mm小齒輪取Z1=30，則Z2=3.6530=109.5110，所以實(shí)際傳動(dòng)比為Z2/Z1=3.67模量m=d1/Z1=66.8/30=2.2mm齒寬b = dd 1 =0.866.8= 53.44mmB 2 =55mm B 1 =60mm查表4-1，取m=2.5，實(shí)際d1=Z1m=302.5=75mm d2=275mm中心距a=(d1+d2)/2=175mm檢查齒輪彎

9、曲強(qiáng)度齒形系數(shù)見(jiàn)圖 11-8、11-9 得到 Y Fa1 =2.6 Y Fa2 =2.23Y sa1 =1.63 Y sa2 =1.83 F1 = 2KT 1 Y Fa1 Y sa1 /(bm 2 Z 1 )=Mpa=70.64Mpa480 Mpa則 F2 = F1 Y Fa2 Y sa2 / (Y Fa1 Y sa1 ) = 71Mpa 480 Mpa齒輪圓周速度v=d1n1/601000=3.1475970/60000=3.80m/s根據(jù)表11-2可以看出選擇8級(jí)精度比較合適2.同理，低速軸扭矩：T=198.69Nm，轉(zhuǎn)速n=265.8r/min，傳動(dòng)比=2.6，功率=5.53Kw小齒輪

10、Hlim1 =710Mpa Hlim2 =590Mpa H1 = Hlim1 /S H =710/1.0Mpa=710Mpa H2 = Hlim2 /S H =590/1.0Mpa=590Mpa F1 =600/1.25=480 Mpa F2 =450/1.25=360 Mpa假設(shè)齒輪以8級(jí)精度制造。取載荷數(shù)K=1.5，齒寬系數(shù)d =0.8，取Z E = 188d 1 2kT 1 (u+1)(Z E Z H ) / d u( H ) 2 1/3=2 1.5 1.99 10 5 3.6 (188 2.5) 2 / ( 0.8 2.6 450 2 1/3=104.07mm小齒輪取 Z1=30，則

11、Z2=2.6 30=78模量m=d1/Z1=104.07/30=3.469mm齒寬b= dd 1 = 0.8 104.07 =83.256mm那么B 2 =85mm B 1 =90mm查表4-1，取m=4，實(shí)際d1=Z1m=304=120mm d2=312mm中心距a=(d1+d2)/2=216mm檢查齒輪彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù)見(jiàn)圖 11-8、11-9 得到 Y Fa1 =2.6 Y Fa2 =2.23Y sa1 =1.63 Y sa2 =1.83 F1 = 2KT 1 Y Fa1 Y sa1 /(bm 2 Z 1 ) =62Mpa480 Mpa則 F2 = F1 Y Fa2 Y sa2 / (Y

12、Fa1 Y sa1 ) = 60Mpa 480 Mpa齒輪圓周速度v=d1n1/601000=3.14120265.8/60000=1.670m/s根據(jù)表11-2可以看出選擇8級(jí)精度比較合適項(xiàng)目高速低速齒數(shù)Z1 =30 Z2=110Z1 =30 Z2=78模量2.54附錄d a 1 =80mm d a 2 =280mmd a 1 =128mm d a 2 =320mm高跟鞋d f1 =68.75mm d f2 =268.75mmd f1 =110mm d f2 =302mm分度圓直徑齒高5.69中心距175216軸設(shè)計(jì)計(jì)算高速軸力：Ft=2T1 1 /d 1 =257.3/0.075=1528

13、N徑向力：Fr=Fttan=Fttan20=556N垂直平面上的支撐反作用力：F 1 v=Fr（L/2）/L=556/2=278NF 2 v=Fr-F 1 v=278N水平支撐反作用力F 1H= F 2H =Ft/2=1528/2=764N畫出垂直面的彎矩圖：Mav= F 1V L/2=278227/2=31.55332NmMav = Mav=32Nm畫出水平面彎矩圖M aH = F 1H L/2=7640.277/2=173.428173Nm求復(fù)合彎矩圖： Ma=(Mav) 2 +( M aH ) 2 1/2 =176N馬 =（馬夫 ） 2+ （馬哈） 2 1/2 = 176N扭矩T=57.

14、3Nm，取換算系數(shù)=0.6根據(jù)彎扭綜合計(jì)算強(qiáng)度 Me=Ma 2 +(T) 2 1/2 =179Nm計(jì)算危險(xiǎn)段的軸徑軸的材質(zhì)為45鋼，根據(jù)表14-1，差異 B =650Mpa，見(jiàn)表14-3 -1b =60MpadMe/0.1 -1b 1/3 =26.3mm考慮到鍵槽對(duì)軸的弱化，d值增加5%，所以d=26.3 1.05=27.615mm取d=30mm查看：f P =1.5 f t =1 Lh=24000h n=970r/minP=X 0 Fr=0.6 556=333.6NCr=f P P/f t (60nLh/10 6 ) 1/3 =5594N所以滿足要求中速軸力：Ft2=2T1 1 /d 1 =

15、1445NFt3=2T1 1 /d 1 =3312N徑向力：Fr2=Fttan=526NFr3=Fttan=1205NL1=50mm L2=90mm L3=65mm垂直平面上的支撐反作用力：F 1 v=Fr2(L1+L3)+Fr3L3/L總=780NF 2 v=Fr2L1+Fr3(L1+lL2)/L總計(jì)=951N水平支撐反作用力F 1H =Ft2(L1+L3)+Ft3L3/ Ltotal =2143NF 2 H =Ft2L1+Ft3(L1+lL2)/ Ltotal =2614N豎向彎矩圖Mav=F2vL3=62NmMav =F1vL1=39Nm水平彎矩圖Mah=F2hL3=170NmMah =

16、F1hL1=107Nm復(fù)合彎矩圖Ma=(Mav) 2 +(M aH ) 2 1/2 =181 Nm馬 =（馬夫 ） 2 +（米 aH ） 2 1/2 =114牛米T=T2=T3=198.69,=0.3根據(jù)彎扭綜合計(jì)算強(qiáng)度 Me=Ma 2 +(T) 2 1/2 =190.6Nm基于彎扭綜合的強(qiáng)度計(jì)算 Me =Ma 2 +(T) 2 1/2 =118.4Nm由于 MeMe ，計(jì)算 d 以 Me=190.6 計(jì)算dMe/0.1 -1b 1/3 =31.67mm考慮到鍵槽對(duì)軸的弱化，d值增加5%，所以d=31.67 1.05=33.25mm取d=35mm查看：f P =1.5 f t =1 Lh=24

17、000h n=265.8r/minP=X 0 Fr=0.6 526=315.6NCr=f P P/f t (60nLh/10 6 ) 1/3 =3437N所以滿足要求低速軸力：Ft=2T1 1 /d 1 =2491.52/0.312=3151N徑向力：Fr=Fttan=Fttan20=1147N垂直平面上的支撐反作用力：F 1 v=Fr（L/2）/L=573.5NF 2 v=Fr-F 1 v=573.5N水平支撐反作用力F 1H= F 2H =Ft/2=1575.5N繪制垂直平面的彎矩圖：Mav= 66.8N mMav = Mav=66.8Nm畫出水平面彎矩圖M aH = F 1H L/2=1

18、83.5Nm求復(fù)合彎矩圖：Ma=(Mav) 2 +( M aH ) 2 1/2 =195.3N馬 =( Mav ) 2+ ( MaH ) 2 1/2 =195.3N扭矩T=491.52Nm，取換算系數(shù)=0.6根據(jù)彎扭綜合計(jì)算強(qiáng)度 Me=Ma 2 +(T) 2 1/2 =353.72Nm計(jì)算危險(xiǎn)段的軸徑軸的材質(zhì)為45鋼，根據(jù)表14-1，差異 B =650Mpa，見(jiàn)表14-3 -1b =60MpadMe/0.1 -1b 1/3 =38.93mm考慮到鍵槽對(duì)軸的弱化，d值增加5%，所以d=38.93 1.05=40.87mm取d=44mm查看：f P =1.5 f t =1 Lh=24000h n=102.2r/minP=X 0 Fr=0.6 1147=688.2NCr=f P P/f t (60nLh/10 6 ) 1/3 =5450N所以滿足要求減速機(jī)鑄體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算結(jié)果表姓名象征結(jié)構(gòu)尺寸/mm基壁厚度(0.0250.03) a+813蓋壁厚度 1(0.80.85) 810.4底座、蓋板、底座法蘭厚度b, b1, b2b =1.5 b1=1.5 1 b2=2.5b1 =19.5