展開式二級圓柱齒輪減速器設計說明書樣本

目錄前言 4第一章設計闡明書 5§1.1設計題目 5§1.2工作條件 5§1.3原始技術數據（表1） 5§1.4設計工作量 5第二章 機械裝置總體設計方案 6§2.1電動機選取 6§2.1.1選取電動機類型 6§2.1.2選取電動機容量 6§2.1.3擬定電動機轉速 6§2.2傳動比分派 7§2.2.1總傳動比 7§2.2.2分派傳動裝置各級傳動比考慮到傳動裝置外部空間尺寸取V 7§2.3運動和動力參數計算 7§2.3.10軸（電動機軸）： 7§2.3.21軸（高速軸）： 7§2.3.32軸（中間軸）： 8§2.3.43軸（低速軸）： 8§2.3.54軸（卷筒軸）： 8第三章重要零部件設計計算 9§3.1展開式二級圓柱齒輪減速器齒輪傳動設計 9§3.1.1高速級齒輪傳動設計 9§3.1.2低速級齒輪傳動設計 12§3.3軸系構造設計 16§3.3.1高速軸軸系構造設計 16§3.3.2中間軸軸系構造設計 18§3.3.3低速軸軸系構造設計 21第四章 減速器箱體及其附件設計 25§4.1箱體構造設計 25§4.2減速器附件設計 27第五章 運送、安裝和使用維護規(guī)定 281、減速器安裝 282、使用維護 283、減速器潤滑油更換： 28參考文獻 28小結 30前言機械設計綜合課程設計在機械工程學科中占有重要地位，它是理論應用于實際重要實踐環(huán)節(jié)。本課程設計培養(yǎng)了咱們機械設計中總體設計能力，將機械設計系列課程設計中所學關于機構原理方案設計、運動和動力學分析、機械零部件設計理論、辦法、構造及工藝設計等內容有機地結合進行綜合設計實踐訓練，使課程設計與機械設計實際聯系更為緊密。此外，它還培養(yǎng)了咱們機械系統(tǒng)創(chuàng)新設計能力，增強了機械構思設計和創(chuàng)新設計。本課程設計設計任務是展開式二級圓柱齒輪減速器設計。減速器是一種將由電動機輸出高轉速降至規(guī)定轉速比較典型機械裝置，可以廣泛地應用于礦山、冶金、石油、化工、起重運送、紡織印染、制藥、造船、機械、環(huán)保及食品輕工等領域。本次設計綜合運用機械設計及其她先修課知識，進行機械設計訓練，使已學知識得以鞏固、加深和擴展；學習和掌握通用機械零件、部件、機械傳動及普通機械基本設計辦法和環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生工程設計能力和分析問題，解決問題能力；提高咱們在計算、制圖、運用設計資料（手冊、圖冊）進行經驗估算及考慮技術決策等機械設計方面基本技能，同步給了咱們練習電腦繪圖機會。最后借此機會，對本次課程設計各位指引教師以及參加校對、協(xié)助同窗表達衷心感謝。由于缺少經驗、水平有限，設計中難免有不當之處，懇請各位教師及同窗提出寶貴意見。第一章設計闡明書§1.1設計題目用于帶式運送機展開式二級圓柱齒輪減速器。傳動裝置簡圖如下圖1所示。圖SEQ圖\*ARABIC1§1.2工作條件持續(xù)單向運轉，有輕微振動，空載啟動，運送帶速度容許速度誤差為。有效期限為，小批量生產，兩班制工作?！?.3原始技術數據（表1）表1展開式二級圓柱齒輪減速器設計原始技術數據數據組編號12345678910運送機工作軸轉矩T/(N·m)800850900950800850900800850900運送帶工作速度v/(m/s)1.21.251.31.351.41.451.21.31.351.4運送帶滾筒直徑D/mm360370380390400410360370380390本設計闡明書以第1組數據為設計根據§1.4設計工作量（1）減速器裝配圖一張；（0號圖紙）（2）零件工作圖三張（大齒輪，軸，帶輪，2號圖紙）；（3）設計闡明書一份。機械裝置總體設計方案§2.1電動機選取§2.1.1選取電動機類型按工作規(guī)定選用Y系列（IP44）全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機。該電動機工作條件為：環(huán)境溫度-15-+40℃§2.1.2選取電動機容量電動機所需工作功率（kW）為工作機所需功率（kW）為傳動裝置總效率為按《機械課程設計手冊》表2-4擬定各某些效率為:聯軸器效率為，閉式齒輪傳動效率，滾動軸承，卷筒效率，代入得所需電動機功率為因載荷平穩(wěn)，電動機額定功率略不不大于即可。由《機械課程設計手冊》表20-1，Y系列電動機技術數據，選電動機額定功率為7.5kW。§2.1.3擬定電動機轉速卷筒軸工作轉速普通，二級圓柱齒輪減速器為，故電動機轉速可選范疇為符合這一范疇同步轉速有750r/min,1500r/min和3000r/min,其中減速器以1500和1000r/min優(yōu)先，因此現以這兩種方案進行比較。由《機械課程設計手冊》第二十章有關資料查得電動機數據及計算出總傳動比列于表2：表2額定功率為時電動機選取對總體方案影響方案電動機型號額定功率/kW同步轉速/滿載轉速/(r/min)電動機質量/kg總傳動比1Y132M-47.51500/14408122.52Y160M7.51000/97011915.2表2中，方案1與方案2相比較，綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量及總傳動比，為使傳動裝置構造緊湊，兼顧考慮電動機重量和價格，選取方案2?！?.2傳動比分派§2.2.1總傳動比§2.2.2分派傳動裝置各級傳動比減速器傳動比為15.2,對于兩級臥式展開式圓柱齒輪減速器，為了分派均勻取，計算得兩級圓柱齒輪減速器高速級傳動比，低速級傳動比。§2.3運動和動力參數計算§2.3.10軸（電動機軸）：§2.3.21軸（高速軸）：§2.3.32軸（中間軸）：§2.3.43軸（低速軸）：§2.3.54軸（卷筒軸）：運動和動力參數計算成果加以匯總，列出表3如下：項目電動機軸高速軸中間軸低速軸卷筒軸轉速（r/min）970970227.263.863.8功率(kW)7.57.4256.996.576.5轉矩(N*m)7373294983953.5傳動比14.273.561效率0.990.940.940.98第三章重要零部件設計計算§3.1展開式二級圓柱齒輪減速器齒輪傳動設計§3.1.1高速級齒輪傳動設計1．選定齒輪類型、精度級別、材料及齒數1）按以上傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。2）運送機為普通工作，速度不高，故選用7級精度（GB10095-88）。3)材料選取。考慮到制造以便及小齒輪容易磨損并兼顧到經濟性，兩級圓柱齒輪大、小齒輪材料均用合金鋼，熱解決均為調質解決且大、小齒輪齒面硬度分別為240HBS,280HBS，兩者材料硬度差為40HBS。4）選小齒輪齒數，大齒輪齒數為，取。2．按齒面接觸強度設計由設計公式進行試算，即擬定公式內各計算數值試選載荷系數2)由以上計算得小齒輪轉矩3)查表及其圖選用齒寬系數，材料彈性影響系數，按齒面硬度小齒輪接觸疲勞強度極限；大齒輪接觸疲勞強度極限。4)計算應力循環(huán)次數5)按接觸疲勞壽命系數計算接觸疲勞許用應力，取失效概率為1％，安全系數S=1由得（2）計算：1)帶入中較小值，求得小齒輪分度圓直徑最小值為2)圓周速度：3)計算齒寬：4)計算齒寬與齒高比：模數： 齒高：∴5)計算載荷系數：依照,7級精度，查得動載系數對于直齒輪查得使用系數用插值法查得7級精度小齒輪非對稱布置時，由，可查得故載荷系數6)按實際載荷系數校正分度圓直徑：7）計算模數：3．按齒根彎曲強度計算：彎曲強度設計公式為擬定公式內各計算數值查圖得小齒輪彎曲疲勞強度極限大齒輪彎曲疲勞強度極限;查圖取彎曲疲勞壽命系數計算彎曲疲勞許用應力.取彎曲疲勞安全系數S=1.4,得計算載荷系數K.查取齒形系數.查表得查取應力校正系數.查表得計算大、小齒輪并加以比較.大齒輪數值大.設計計算對比計算成果,由齒面接觸疲勞強度計算模數不不大于由齒根彎曲疲勞強度計算模數,由于齒輪模數大小要取決于彎曲強度所決定承載能力,而齒面接觸疲勞強度所決定承載能力,僅與齒輪直徑(即模數與齒數成積)關于,可取彎曲強度算得模數2.2，并接近圓整為原則值,按接觸強度算得分度圓直徑,算出小齒輪齒數，大齒輪齒數，取.這樣設計出齒輪傳動,即滿足了齒面接觸疲勞強度,又滿足齒根彎曲疲勞強度,并做到構造緊湊,避免揮霍.4.幾何尺寸計算（1）分度圓直徑：（2）中心距：（3）齒輪寬度：取§3.1.2低速級齒輪傳動設計1．選定齒輪類型、精度級別、材料及齒數1）按以上傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。2）運送機為普通工作，速度不高，故選用7級精度（GB10095-88）。3)材料選取?？紤]到制造以便及小齒輪容易磨損并兼顧到經濟性，兩級圓柱齒輪大、小齒輪材料均用合金鋼，熱解決均為調質解決且大、小齒輪齒面硬度分別為240HBS,280HBS，兩者材料硬度差為40HBS。4）選小齒輪齒數，大齒輪齒數為，取。2．按齒面接觸強度設計由設計公式進行試算，即擬定公式內各計算數值試選載荷系數由以上計算得小齒輪轉矩查表及其圖選用齒寬系數，材料彈性影響系數，按齒面硬度小齒輪接觸疲勞強度極限；大齒輪接觸疲勞強度極限。計算應力循環(huán)次數5)按接觸疲勞壽命系數6)計算接觸疲勞許用應力，取失效概率為1％，安全系數S=1由得（2）計算：1)帶入中較小值，求得小齒輪分度圓直徑最小值為2)圓周速度：3)計算齒寬：4)計算齒寬與齒高比：模數： 齒高：∴5)計算載荷系數：查得動載系數對于直齒輪查得使用系數用插值法查得7級精度小齒輪非對稱布置時，由，可查得故載荷系數6)按實際載荷系數校正分度圓直徑：7）計算模數：3．按齒根彎曲強度計算：彎曲強度設計公式為擬定公式內各計算數值查圖得小齒輪彎曲疲勞強度極限大齒輪彎曲疲勞強度極限;查圖取彎曲疲勞壽命系數計算彎曲疲勞許用應力.取彎曲疲勞安全系數S=1.4,得計算載荷系數K.查取齒形系數.查表得查取應力校正系數.查表得計算大、小齒輪并加以比較.大齒輪數值大.設計計算對比計算成果,由齒面接觸疲勞強度計算模數不不大于由齒根彎曲疲勞強度計算模數,由于齒輪模數大小要取決于彎曲強度所決定承載能力,而齒面接觸疲勞強度所決定承載能力,僅與齒輪直徑(即模數與齒數成積)關于,可取彎曲強度算得模數3，并接近圓整為原則值,按接觸強度算得分度圓直徑105,算出小齒輪齒，大齒輪齒數，取.這樣設計出齒輪傳動,即滿足了齒面接觸疲勞強度,又滿足齒根彎曲疲勞強度,并做到構造緊湊,避免揮霍.4.幾何尺寸計算（1）分度圓直徑：（2）中心距：（3）齒輪寬度：取，§3.3軸系構造設計§3.3.1高速軸軸系構造設計一、軸構造尺寸設計依照構造及使用規(guī)定,把該軸設計成階梯軸且為齒輪軸,共分七段,其中第5段為齒輪,如圖2所示：圖2由于構造及工作需要將該軸定為齒輪軸,因而其材料須與齒輪材料相似,均為合金鋼,熱解決為調制解決，材料系數為110。因此,有該軸最小軸徑為：考慮到該段開鍵槽影響,軸徑增大6%,于是有:原則化取其她各段軸徑、長度設計計算根據和過程見下表:表6高速軸構造尺寸設計階梯軸段設計計算根據和過程計算成果第1段(考慮鍵槽影響)21.762560第2段(由唇形密封圈尺寸擬定)30(27.848)50第3段由軸承尺寸擬定(軸承預選6007)3525第4段42.5(41.3)145第5段齒頂圓直徑齒寬6570第6段4110第7段3525二、軸受力分析及計算軸受力模型簡化(見圖3)及受力計算圖3L1=92.5L2=192三、軸承壽命校核鑒于調節(jié)間隙以便,軸承均采用正裝.預設軸承壽命為3年即12480h.校核環(huán)節(jié)及計算成果見下表:表7軸承壽命校核環(huán)節(jié)及計算成果計算環(huán)節(jié)及內容計算成果6007軸承A端B端由手冊查出Cr、C0r及e、Y值Cr=12.5kNC0r=8.60kNe=0.68計算Fs=eFr(7類)、Fr/2Y(3類)FsA=1809.55FsB=1584.66計算比值Fa/FrFaA/FrA>eFaB/FrB<e擬定X、Y值XA=1,YA=0，XB=1YB=0查載荷系數fP1.2計算當量載荷P=Fp(XFr+YFa)PA=981.039PB=981.039計算軸承壽命9425.45h不大于12480h由計算成果可見軸承6007合格.§3.3.2中間軸軸系構造設計一、軸構造尺寸設計依照構造幾使用規(guī)定該軸設計成階梯軸且為齒輪軸,共分五段,其中第II段和第IV段為齒輪,如圖4所示:圖4由于構造及工作需要將該軸定為齒輪軸,因而其材料須與齒輪材料相似,均為合金鋼,熱解決為調制解決,取材料系數因此,有該軸最小軸徑為：因鍵槽開在中間，其影響不預考慮原則化取其她各段軸徑、長度設計計算根據和過程見下表:表8中間軸構造尺寸設計階梯軸段設計計算根據和過程計算成果第1段由軸承尺寸擬定(軸承預選6008)33.64025第2段(考慮鍵槽影響)45(44.68)77.5第3段5012.5第4段99109第5段4639第6段4025二、軸受力分析及計算軸受力模型簡化(見圖5)及受力計算L1=51L2=105.75L3=圖5由高速軸受力分析知：三、軸承壽命校核鑒于調節(jié)間隙以便,軸承均采用正裝.預設軸承壽命為3年即12480h.校核環(huán)節(jié)及計算成果見下表:表9軸承壽命校核環(huán)節(jié)及計算成果計算環(huán)節(jié)及內容計算成果6007A端B端由手冊查出Cr、C0r及e、Y值Cr=29kNC0r=19.2kNe=0.68擬定X、Y值X=1Y=0查載荷系數fP1.2計算當量載荷P=Fp(XFr+YFa)PA=4976.72PB=5982.60計算軸承壽命10179.13h不大于12480h由計算成果可見軸承6007合格,§3.3.3低速軸軸系構造設計軸構造尺寸設計依照構造幾使用規(guī)定該軸設計成階梯軸,共分八段,如圖6所示:圖6考慮到低速軸載荷較大，材料選用45,熱解決調質解決,取材料系數因此,有該軸最小軸徑為：考慮到該段開鍵槽影響,軸徑增大6%,于是有:原則化取其她各段軸徑、長度設計計算根據和過程見下表:表10低速軸構造尺寸設計階梯軸段設計計算根據和過程計算成果第1段(考慮鍵槽影響)(由聯軸器寬度尺寸擬定)52.4960(55.64)142第2段(由唇形密封圈尺寸擬定)64(63.84)50第3段6616第4段由軸承尺寸擬定(軸承預選6014C)7024第5段7875第6段208820第7段齒寬+1080(79.8)119第8段7024二、軸受力分析及計算軸受力模型簡化(見圖7)及受力計算圖7L1=71.5L2=119由中間軸受力分析知：三、軸承壽命校核鑒于調節(jié)間隙以便,軸承均采用正裝.預設軸承壽命為3年即12480h.校核環(huán)節(jié)及計算成果見下表:表11軸承壽命校核環(huán)節(jié)及計算成果計算環(huán)節(jié)及內容計算成果6014A端B端由手冊查出Cr、C0r及e、Y值Cr=98.5kNC0r=86.0kNe=0.68計算比值Fa/FrFaA/FrA<eFaB/FrB>e擬定X、Y值XA=1YA=0查載荷系數fP1.2計算當量載荷P=Fp(XFr+YFa)PA=5796.24PB=6759.14計算軸承壽命763399h不不大于12480h由計算成果可見軸承6014AC、6007均合格，最后選用軸承四、軸強度校核經分析知C、D兩處為也許危險截面，現來校核這兩處強度：（1）、合成彎矩（2）、扭矩T圖（3）、當量彎矩（4）、校核由手冊查材料45強度參數C截面當量彎曲應力：由計算成果可見C截面安全。§3.3.4各軸鍵、鍵槽選取及其校核因減速器中鍵聯結均為靜聯結,因而只需進行擠壓應力校核.高速級鍵選取及校核:帶輪處鍵:按照帶輪處軸徑及軸長選鍵B8X7,鍵長50,GB/T1096聯結處材料分別為：45鋼(鍵)、40Cr(軸)二、中間級鍵選取及校核:(1)高速級大齒輪處鍵：按照輪轂處軸徑及軸長選鍵B14X9GB/T1096聯結處材料分別為：20Cr(輪轂)、45鋼(鍵)、20Cr(軸)此時，鍵聯結合格.三、低速級級鍵選取及校核(1)低速級大齒輪處鍵：按照輪轂處軸徑及軸長選鍵B22X14,鍵長GB/T1096聯結處材料分別為：20Cr(輪轂)、45鋼(鍵)、45(軸)其中鍵強度最低,因而按其許用應力進行校核,查手冊其該鍵聯結合格(2)聯軸器處鍵：按照聯軸器處軸徑及軸長選鍵16X10,鍵長100,GB/T1096聯結處材料分別為：45鋼(聯軸器)、45鋼(鍵)、45(軸)其中鍵強度最低,因而按其許用應力進行校核,查手冊其該鍵聯結合格.減速器箱體及其附件設計§4.1箱體構造設計依照箱體支撐強度和鍛造、加工工藝規(guī)定及其內部傳動零件、外部附件空間位置擬定二級齒輪減速器箱體有關尺寸如下：（表中a=225）表12箱體構造尺寸名稱符號設計根據設計成果箱座壁厚δ0.025a+3=8.99考慮鍛造工藝，所有壁厚都不應不大于8箱蓋壁厚δ10.02a+3≥88箱座凸緣厚度b1.5δ13.35箱蓋凸緣厚度b11.5δ112箱座底凸緣厚度b22.5δ22.25地腳螺栓直徑df0.036a+1220.1地腳螺栓數目na≤250時，n=44軸承旁聯結螺栓直徑d10.75df16箱蓋與箱座聯接螺栓直徑d2(0.5～0.6)df12軸承端蓋螺釘直徑和數目d3，n(0.4～0.5)df,n6,4窺視孔蓋螺釘直徑d4(0.3～0.4)df8定位銷直徑d(0.7～0.8)d28軸承旁凸臺半徑R1c216凸臺高度h依照位置及軸承座外徑擬定，以便于扳手操作為準34外箱壁至軸承座端面距離l1c1+c2+(5～10)42大齒輪頂圓距內壁距離?1＞1.2δ1010710120螺栓扳手空間與凸緣厚度安裝螺栓直徑dxM8M10M12M16至外箱壁距離c1min13161822至凸緣邊距離c2min11141620沉頭座直徑Dmin20242632油塞SEQ油塞\*ARABIC1運送、安裝和使用維護規(guī)定1、減速器安裝（1）減速器輸入軸直接與原動機連接時，推薦采用彈性聯軸器；減速器輸出軸與工作機聯接時，推薦采用齒式聯軸器或其她非剛性聯軸器。聯軸器不得用錘擊裝到軸上。（2）減速器應牢固地安裝在穩(wěn)定水平基本上，排油槽油應能排除，且冷卻空氣循環(huán)流暢。（3）減速器、原動機和工作機之間必要仔細對中，其誤差不得不不大于所用聯軸器許用補償量。（4）減速器安裝好后用手轉動必要靈活，無卡死現象。（5）安裝好減速器在正式使用前，應進行空載，某些額定載荷間歇運轉1~3h后方可正式運轉，運轉應平穩(wěn)、無沖擊、無異常振動和噪聲及滲漏油等現象，最高油溫不得超過100℃；并按原則規(guī)定檢查輪齒面接觸區(qū)位置、面積，如發(fā)現故障，應及時排除。2、使用維護本類型系列減速器構造簡樸牢固，使用維護以便，承載能力范疇大，公稱輸入功率0.85—6660kw，公稱輸出轉矩100—410000N.m，不怕工況條件惡劣，是合用性較好，應用量大面廣產品。可通用于礦山、冶金、運送、建材、化工、紡織、輕工、能源等行業(yè)機械傳動。但有如下限制條件：1.減速器高速軸轉速不高于1000r/min；2.減速器齒輪圓周速度不高于20m/s；3.減速器工作環(huán)境溫度為—40~45℃，低于0℃時，啟動前潤滑油應預熱到8℃以上，高于3、減速器潤滑油更換：（1）減速器第一次使用時，當運轉150~300h后須更換潤滑油，在后來使用中應定期檢查油質量。對于混入雜質或變質油須及時更換。普通狀況下，對于長期工作減速器，每500~1000h必要換油一次。對于每天工作時間不超過8h減速器，每1200~3000h換油一次。（2）減速器應加入與本來牌號相似油，不得與不同牌號油相混用。牌號相似而粘度不同油容許混合用。（3）換油過程中，蝸輪應使用與運轉時相