一級(jí)齒輪減速器

1、目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書.一、 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì).二、V 帶設(shè)計(jì).三、 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算.四、 軸的設(shè)計(jì).五、 其它設(shè)計(jì).參考文獻(xiàn).機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目帶式傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置，（原動(dòng)機(jī)-帶傳動(dòng)-單級(jí)齒輪傳動(dòng)-滾筒）原始數(shù)據(jù)運(yùn)輸帶的工作拉力：F =3.0 KN運(yùn)輸帶的工作速度：v = 0.7m/s滾筒直徑：D =300 mm8年單班制工作單向傳動(dòng) ，載荷輕微震動(dòng)，運(yùn)送煤鹽砂等松散物品設(shè)計(jì)要求減速器裝配圖一張（A1 圖紙）零件工作圖一張（A3 圖紙）設(shè)計(jì)說明書一份（A4 紙張）。計(jì)算與說明結(jié)果一傳動(dòng)方案的確定1 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖如下：高速級(jí)為 V 帶傳動(dòng)，

2、低速級(jí)用一級(jí)齒輪傳動(dòng),運(yùn)輸帶電機(jī)輸出的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)通過二級(jí)減速傳給運(yùn)輸帶， 該傳動(dòng)方案?jìng)鬟f效率較高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性好，承載能力強(qiáng)， V 帶具有過載保護(hù)能力。由于該工作機(jī)有輕微振動(dòng)，運(yùn)送煤鹽等松散等易產(chǎn)生灰塵的物質(zhì)， 采V 帶有緩沖吸振能力，能減小振動(dòng)對(duì)工作機(jī)及 減速器帶來的影響，并且該工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大，可以采 用V 這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，能使價(jià)格便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了成 本。低速級(jí)采用一級(jí)圓柱齒輪減速器， 這是一級(jí)減速器中應(yīng)用最廣泛的 一種，能使傳遞效率高，潤滑良好，定比傳動(dòng)、尺寸緊湊，工作可靠。 原動(dòng)機(jī)部分Y 系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)選擇由工作條件場(chǎng)合，采用 Y 系列三

3、相交流異步電動(dòng)機(jī)， 計(jì)算工作機(jī)所需功率：Fv 1000其中 =0.96w為滾筒工作效率。FV 3000 0.710001000 w2.187KW工作機(jī)所需轉(zhuǎn)速0.73344.59R/min計(jì)算傳動(dòng)裝置總效率:（見機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，以下簡(jiǎn)稱課式 2-4）9610.99297（見機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表 12-8)所以0.908a電動(dòng)機(jī)的輸出功率：Pd（見課設(shè)式 2-1）PPW 緞2.41KwdaP3.0KWd0.908選擇電動(dòng)機(jī)為Y132W8 型（見課設(shè)表19-1 ）技術(shù)數(shù)據(jù)：額定功率：3.0 （K ）額定轉(zhuǎn)速：710（人和）w傳動(dòng)裝置總體傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配、總傳動(dòng)比：i（見課設(shè)式2-6

4、）ai1430a173.78.232、各級(jí)傳動(dòng)比分配:（見課設(shè)式2-7）i8.23 2.65 3.11ia初定 ,2.653.11i23、 各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)高速軸：P2 Fd2.2 0.96 2.134kW ;n2539.6r/min;p2 1349550p22539.637.77Ngm ;低速軸：P33F22.11kW ;n3 n2 / i 173.7r / min ;p2 T395509550n3173.7116.15Ngm ;二 V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)外傳動(dòng)為 V 帶傳動(dòng)，選為 A 型普通 V 帶。、確定計(jì)算功率：Pcad118mma1da1 H 100mm（求）5-

5、7 （機(jī)設(shè)）Vnd1430118Viaii60 100060 1000da28.83m sd i d 2 65 118 312 7mm 5-4 (機(jī)設(shè))-a2取d315mma2a2d315a2di2.67da1 118、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n21430n2i 2.67535.68R min 1Lada、按式（5-23 機(jī)設(shè)）距a0.7d da1d d。2a1a2303 a 866 取 a 、按式（5-24機(jī)設(shè)）求帶的計(jì)算基礎(chǔ)準(zhǔn)長度dL0dL a ( d2)(dd )0 20 2dd 2(352118)2(2 600(118 315)mm24 600查圖.5-（機(jī)設(shè)89基準(zhǔn)長度 Ld=1800mm、按式（

6、5-25 機(jī)設(shè)）計(jì)算中心距:aa a0(600-)mm 552mm、按式（5-26 機(jī)設(shè)）確定中心距調(diào)整范圍admaxdL(600 0.03 1800)mm 606mm999mina 0.015L (600 0.015 1800)mm 525mm驗(yàn)算小帶輪包角a1由式（5-11 機(jī)設(shè)）d180 dddd 57.5 159.7 1201VZ21 a0（1）、由表查得 p 1.92Kw0（2） 、由表（5-10 機(jī)設(shè)）查得 P0=0.17Kw、由表查得（5-12機(jī)設(shè)）k 0.96、由表（5-13機(jī)設(shè)KL=1.18V帶根數(shù)由式（5-28機(jī)設(shè)）PP K KPcaP K KP（)。cL1.298Z=2

7、根VF0,由式（5-29 ）機(jī)設(shè)。0v500 理（1）q0a116.46N0 VZKF由表 8-4 機(jī)設(shè)查得 q=0.06FFQ由式（5-30機(jī)設(shè)）得FQ2Fsiq529.3N大帶輪基準(zhǔn)直徑 d =315mm 采用孔板式結(jié)構(gòu)。d2三、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇：大小齒輪采用 45 號(hào)鋼，鍛選項(xiàng)毛坯，大齒輪、正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)。齒輪精度用 7 級(jí)，輪齒表面精糙度為 Ra1.6,小齒輪硬度 270HBC大齒輪硬度 240HBCd取齒寬系數(shù) 0.9d初取乙=28i =i/i =8.23/2.67=3.0821則 Z =Z x i =28X 3.08=86.342i2取 z2=87設(shè)計(jì)

8、計(jì)算。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，由式（7-9 ）機(jī)設(shè)Z ZZtdHZE 2K 1a u 1itH由圖（7-6 ）選取材料的接觸疲勞，極限應(yīng)力為6=5806=560HILimHILin由27-7 選取材料彎曲疲勞極限應(yīng)力6HILim=230HILin=220應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 由式(7-3 )計(jì)算N =60n at=60 x 539.6 x (8 x30 x 8)=2.31 x 1092N = N1/u=4.17 X 109/2.73=3.19 X 10922由2圖7-8查得接觸疲勞壽命系數(shù)；Z =1.1 Z=1.042NiN1由2圖7-9查得彎曲疲

9、勞壽命系數(shù)；Y=1 1NN由2圖7-2查得接觸疲勞安全系數(shù)：=1.3又Y=2.0試選SminSTKt=1.2由2式(7-1)(7-2)求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力SZPN1a迪571MH2ZN2PaH min將有關(guān)值代入式(7-9)得Z Zd 31tUZK145.99mmUEH2d則 V1=(n d1tn1/60 X 1000)=1.28m/s查27-10 Kv=1.05 7-3 K =1.24.7-4 查得AVKB =1.08.Ka =1.05.KK KB Ka =1.46 ,修正VM=d1/Zd dt11t3Kt=1.996mm155.9mm7-6 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：mn 2mm計(jì)算公式:sa2

10、 戸XaY、sam3WTY)由圖 7-18 查得，F(xiàn)1=1.58 , F2=1.76 取 Y =0.7計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力Filin STF1minF 2lin STF2F minp320M丫N1a320M300M pN2aFB查取齒形系數(shù)Y2.65, Ysa 2.227FB計(jì)算載花系數(shù) K KAKFKFag 2.335計(jì)算大小齒輪的晉并加以比較丫丫FaY10.0138sa1YFaYsa F0.0157顯然大齒輪的值大些2kTYY；Fasa計(jì)算得m 彳一 （十）1.996v2d1Fv2對(duì)比計(jì)算結(jié)果：齒面接觸疲勞強(qiáng)度的模數(shù)大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的 模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決

11、定的承載能 力，而齒面接觸強(qiáng)度所決定的承載能力， 僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎 曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 1.996 并就近圓整為 2,并接觸強(qiáng)度算得的分度圓直 徑?jīng)Q定小齒輪齒數(shù)，Z =d/m=55.9/2=27.94,11則乙二 i = 86.4 取乙=87ZX幾何尺寸計(jì)算取 乙=28m 56d2z2m 174兩齒輪中心距 a (i 2)/2 115db.ddBi=55B2=52四、軸的設(shè)計(jì)1、高速軸的設(shè)計(jì) 1).已知輸入軸上的功率 P、轉(zhuǎn)速 n 和轉(zhuǎn)矩 TT37.75Ngm;甩 1358.8N;rCF494.26Ngm;rCa)確定軸的最小直徑db)dmin110min取d25mm min，確定軸的

12、最小直徑17.2mm結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用圖示的裝配方案根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2段右端需制出一2-3d2-3=28mm,D=37mm L 50mm初選滾動(dòng)軸承選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)d3-4=30m m 由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度的單列圓錐滾 子軸7205E,尺寸為d*D*T=30mm*62mm*16.25mmd 3 4- IV=d6 7=30mm右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)查得 7205E h=3mm 36mmV-Vd V- V=34mm齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為為了使

13、套55mm筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 l5-6=54mmh0.07d,h=4mm 軸環(huán)寬 度B=1.4h, 取L=6mm5-624mm根據(jù)軸承蓋的裝拆及便于對(duì)軸l=17mm故取1=36mm6-皿（5）取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離 a=10mm 3）軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按d4-5由手冊(cè)查得平鍵截面 b*h=10mm*8mm（GB/T1095-1079 鍵槽用鍵槽銑刀 加工，長為 50mm 同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇 齒輪輪轂與軸的配合為 H7/n6 ；同樣，小帶輪與軸的聯(lián)接，選用平鍵為8mm*7mm*40m 半聯(lián)軸器

14、與軸的配合為 H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸的 周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為確定軸上圓角和倒角尺寸2*455.求軸上的載荷m6。3030 a=17.5mmLL 124.5mm 根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖23 扭矩圖FFLFnhlFihl11FBT!NTFiivl在水平面上F=F l931NRIHl 2r l3RF 2H=FJFR1H=583NR在垂直面上FR1VF 1547Nt3l2 l3Fr2V=Ft- FR1V=787N在水平面上，a-a 剖面左側(cè)MFR1HI3=102N mAha-a 剖面右側(cè)M =FR2HI2=126 NmAh在垂直面上MAv=M AV=FR1V

15、l2=469 N- m合成彎矩，a-a 剖面左側(cè)MM M62 N maAHAVa-a 剖面右側(cè)aMMM a； H69 N mT轉(zhuǎn)矩 F=53.1NmTt d/2判斷危險(xiǎn)截面顯然，如圖所示，a-a 剖面左側(cè)合成彎矩最大、扭矩為 T,該截 面左側(cè)可能是危險(xiǎn)截面。且 a-a 截面處應(yīng)力集中更嚴(yán)重，故 a-a 截面 左側(cè)a-a 截面左、右側(cè)又均有可能是疲勞破壞危險(xiǎn)截面。軸的彎扭合成強(qiáng)度校核由表 10-1 查得10060b0.660MPaI90MPaIba-a剖面左側(cè)W 0.1d 3=6.4m3（a）2 =15.1MPa軸的安全系數(shù)校表 10-1BB1300MPa,155MPa,02,0.1(1)a-a

16、截面左WT=0.2d3=12800mm3由附表10-1查得K1-K 1-59由附表10-4查得絕對(duì)尺寸系數(shù)0.81， 0.76；軸經(jīng)磨削加工10-5 0.則彎曲應(yīng)力應(yīng) 力 幅 平均應(yīng)力切應(yīng)力MbW9.98MPaab9.98MPa0m0TT W5.5MPaT2.75MPa安全系數(shù)1 - 36.7Kam19.7817,242 2S S查表10-6得許用安全系數(shù)=1.31.5,顯然S ,故a-a剖面安SS全.低速軸設(shè)計(jì)確定各軸段直徑計(jì)算最小軸段直徑因?yàn)檩S主要承受轉(zhuǎn)矩作用，所以按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，由式 14-2 得：4 C?*27.13mm 考慮到該軸段上有聯(lián)接聯(lián)軸器，先選取聯(lián)軸YL635mm1110mm

17、 d 35 m mL118mm 9 1-16 圓整成標(biāo)準(zhǔn)1值，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖:(1 )為滿足軸向裝配要求，1 段右需要制出一軸肩，故取2 342 34 初選滾動(dòng)軸承第三段與軸承配合，因此這里需初選軸承，初選 7208E 軸承，尺寸 為4 58 d*D*T=40mm*80mm*18.25mm;由軸承內(nèi)徑d40mm，取軸徑dd40mm 所以取4 58 8-9左端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。 由手冊(cè)查得 7208E 型軸承的定位軸肩高度 h=4mm 因此，取 d& =48mm75 6取齒輪孔徑為45mm則d45mm ,由于齒輪寬度為52mm, 為保5 6證軸向定位5-6 段長度為

18、齒輪寬度1=50mm 齒輪軸向定位 為一軸肩，5-66 75 67 段，取h=3mm 則d56mm6 75 26.5mm。根據(jù)軸承蓋的裝拆及便于對(duì)軸18.5mm, l=43mm 34 2mm 37mm2-468取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離 a=11.5mm 則l17mm68軸上零件的周向定位聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。 按 d1 b*h=10mm*8mm(GB/T1095-1079 鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 110mm 大齒輪處用鍵 b*h=14mm*9mm(GB/T1095-1079)同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，因齒輪寬度為40mm.轂與軸的配合為 H7/r6 ;52mm 取鍵

19、長為確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為 2*45，各軸肩處的圓角半徑 2mm(4).校核該軸和軸承：L=97.5 L =204.5 L =116i23求作用力、力矩和和力矩、危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩。作用在齒輪上的圓周力:F2T3Fdtd41311N徑向力: Fr Ftg 477.16N求垂直面的支反力:F1V897Nl1 12F2V Fr F1V 628N計(jì)算垂直彎矩:11Ft口FnhUhFab2l1MavF2J2137N.mMavFl1v 1189N .m求水平面的支承力IF1HI1 I21136NF2H Ft F1H 998N計(jì)算、繪制水平面彎矩圖。M aH F1Hl1254N.mM aHF2

20、H l2 221 N.mF 在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力FFI3FIFl1 l2938N2FFFF2FF 力產(chǎn)生的彎矩圖。M 2F Fl3M mF F1Fl131.5N.m93.58N .mF a 處產(chǎn)生的彎矩：M mF F1Fl1167 N.m求合成彎矩圖?？紤]最不利的情況，把 MmF 與：M；v M； H 直接相加。ammFavMM MM137N ammFav求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩。從圖可見，m-m 處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為：(取折合系數(shù)0.6)M . M( Te2m378.4N計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑。45#225 14-1 B 650MPa231 頁14-3 d at60MPa，則:1b38mm1b考

21、慮到鍵槽的影響，取 d 40mm因?yàn)?d5 50mm d，所以該軸是安全的。.軸承壽命校核。Lh 1(-Cfk) h 進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作p60n PfpP Fr259 16-9，10 ft 1, fp 1.2,取 3P Frh則L曲）h16y,hF12 F1H F1F 8745N該軸承壽命為 36 年,所以軸上的軸承是適合要求的。彎矩及軸的受力分析圖如下：鍵的設(shè)計(jì)與校核：d=40 153 10-9 b h:8 7 155 10-10i得 100： 120b50,為:b h l :14 10 50齒輪的潤滑d! b 以所選鍵五、其它設(shè)計(jì)因齒輪的圓周速度1.52m/s所以采用飛潤滑，第六部分主要尺寸及數(shù)據(jù)箱體尺寸：第六部分主要尺寸及數(shù)據(jù)由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) p173查得箱座壁厚：箱座壁厚：0.025a2 3 8mm， 而 0.025 140 3 6.5mm 8mm，所以，取 8mm。箱蓋壁厚：1