廣東工業(yè)大學(xué)減速箱課程設(shè)計(jì)說明書

1、 課程設(shè)計(jì)說明書 學(xué) 院 專業(yè)班級 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)老師 2013 年 月 日一、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容DVF圖1 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置簡圖設(shè)計(jì)一帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置（見 圖1）。設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括：傳動裝置的總體設(shè)計(jì)；傳動零件、軸、軸承、聯(lián)軸器等的設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇；減速器裝配圖和零件工作圖設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫。二、課程設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù)已知條件： 1運(yùn)輸帶工作拉力：F = 2.6kN； 2運(yùn)輸帶工作速度：v = 2,.2 m/s； 3卷筒直徑：D = 350 mm； 4使用壽命：10年; 5工作情況：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)；目錄一、傳動方案擬定.4二、電動機(jī)的選擇.4三、計(jì)算總傳動比及分配各

2、級的傳動比.5四、運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計(jì)算.5五、傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.6六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.12七、滾動軸承的選擇及校核計(jì)算.17八、鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算.18計(jì)算過程及計(jì)算說明一、傳動方案擬定設(shè)計(jì)單級圓柱齒輪減速器和一級帶傳動（1） 工作條件：使用年限10年，工作為兩班工作制，載荷平穩(wěn)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，環(huán)境清潔。（2） 原始數(shù)據(jù)：輸送帶拉力F=1500N；帶速V=2.2m/s；滾筒直徑D=350mm； 二、電動機(jī)選擇1、電動機(jī)類型的選擇： Y系列三相異步電動機(jī)2、電動機(jī)功率選擇：（1）傳動裝置的總功率：總=帶2滾齒輪聯(lián)軸器滑 =0.950.9920.970.990.98=0.86(2)電機(jī)所需的工作功率

3、：P工作=FV/1000總=15002.2/10000.86=3.8KW 3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速：計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速：n筒=601000V/D=6010002.2/350=120r/min 按要求取電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速為1000r/min，滿載轉(zhuǎn)速為960r/min。4、確定電動機(jī)型號根據(jù)以上選用的電動機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動機(jī)型號為Y132M1-6。其主要性能：額定功率：4KW，滿載轉(zhuǎn)速960r/min。三、計(jì)算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比：i總=n電動/n筒=960/120=82、分配各級傳動比（1） i總=i齒輪I帶（2） i齒輪I帶1i帶=2.42，i齒輪=3.31四、

4、運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計(jì)算1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）nI=n電機(jī)=960r/minnII=nI/i帶=960/2.42=396.69(r/min)nIII=nII/i齒輪=400/3.5=119.85(r/min)2、 計(jì)算各軸的功率（KW）P0=Pd= 3.8KWPI=P0帶=3.80.95=3.61KWPII=PI軸承齒輪=3.610.960.97 =3.36KW3計(jì)算各軸扭矩（Nm）4 To = 9550P0/N0 = 95503.8/960 =37.8 NmTI=9550PI/nI=95503.61/396.69=86.9NmTII=9550PII/nII=95503.36/119.8

5、5 =267.7Nm 五、傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、 皮帶輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 選擇普通V選帶截型由課本P83表5-9得：kA=1.2PC=KAP=1.23.8=8.25KW由課本P82圖5-10得：選用A型V帶（2） 確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速由表13-7，取dd1=112mm. 驗(yàn)算帶速V. V=V=d1n1/601000=5.63m/s 因?yàn)?m/sV900（適用）（5）確定帶的根數(shù)根據(jù)表得P0=1.15KW P0=0.11KW表13-5/2K=0.95 KL=0.99得Z=PC/P=PC/(P0+P0)KKL =4.6/(1.15+0.11) 0.950.99 =3.876取Z =4根

6、(6)計(jì)算軸上壓力由課本查得q=0.10kg/m，單根V帶的初拉力：F0=500PC/ZV（2.5/K-1）+qV2=5004.6/45.63(2.5/0.95-1)+0.12.22N=165.4N則作用在軸承的壓力FQ，F(xiàn)Q=2ZF0sin1/2=24165.4sin1610/2=3448N2、齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）選擇齒輪材料及精度等級 齒輪采用硬齒面，小齒輪選用45號鋼,調(diào)質(zhì)，齒面硬度為235HBS。大齒輪選用45號鋼，正火處理，齒面硬度187HBS；根據(jù)表選7級精度。選取安全系數(shù)SH=1, Hlim1=580Mpa Hlim2=380MpaH1=KHN1Hlim1/SH=0.925

7、80Mpa=533.6mpaH2=KHN2Hlim2/SH=0.98380Mpa=372.4mpa查得SF=1.4, Flim1=380Mpa Flim2=360Mpa 1=KFNIlim1/SF=0.88380/1.4Mpa=238.86Mpa2=KHN2lim2/SF=0.92360/1.4Mpa=236.57Mpa (2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由a176.43(kT1(u+1)/auH2)1/3 由式（6-15）確定有關(guān)參數(shù)如下：傳動比i齒=3.31, 載荷系數(shù)k=1.563 取小齒輪齒數(shù)Z1=25。則大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1=3.3125=82.7取Z=90 可用齒數(shù)比：u=3.31

8、由表 取a=1計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60n1jLh=60396.6912830010=1.142109N2=2.765109/3.31=8.353108 (3)轉(zhuǎn)矩T1T1=9.55106P/n1=86900Nmm (4)許用接觸應(yīng)力H=（H1+H2）/2=466.8Mpa故得：初選螺旋角=140 ，故，mn 321.5638.691040.875（cos140 ）2/12521.650.01744=1.56mm根據(jù)課本表 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=3mm 計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t59.88mm(5)齒形系數(shù)YFa根據(jù)齒數(shù)Z1=25,Z2=90由表6-9相得YFa1=2.62 YFa2=2.20查取應(yīng)

9、力校核系數(shù)FS1=1.59,FS2=1.78 FE1=380Mpa,FE2=360Mpa取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.88，KFN2=0.92 6) 許用彎曲應(yīng)力F取彎曲疲勞系數(shù)S=1.4得 FE1=KFN1FE1/1.4=0.88380/1.4Mpa=238.86MpaF2=KFN2FE2/1.4Mpa=236.57Mpa計(jì)算載荷系數(shù)K=1.563計(jì)算大小齒輪的 YFYS/FE1=2.621.59/238.86=0.01744YF2YS2/F2=2.201.78/236.57=0.01655故得：初選螺旋角=140 ，故，mn 321.5638.691040.875（cos140 ）2/1

10、2521.650.01744=1.56mm根據(jù)課本表 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2mm 計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t59.88mm故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠 (7)計(jì)算齒輪的圓周速度VV=d1n1/601000=3.1459.88396.69/601000=1.24m/s=arccosmn( Z1 + Z2)/2a=arccos（30+99）2/2133= 140 517大,小齒輪參數(shù):分度圓直徑：d1=mZ1/ cos=61.8mmd2=mZ2 /cos=204.1mm齒寬：b=aa=159.88mm=59.88mm取b1=65mm b2=60mm齒頂高 ha = mn =2 齒根高 hf=1.25mn

11、=3.5齒頂圓直徑 da1= d1+2ha=65.8mm da2=d2+2ha=208.1mm 齒根圓直徑 df1= d1-2hf=56.8mm df2 = d2-2hf=199.1mm六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、按扭矩初算軸徑選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度217255HBS根據(jù)設(shè)計(jì)手冊例題，并查表10-2，取c=107d113 (3.61/369.69)1/3mm=23.59mm考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d=28.426(1+5%)mm=29.84選d=30mm2、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）軸上零件的定位，固定和裝配 單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，小齒輪兩面用封油盤

12、定位，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸承蓋和封油盤定位，則采用過渡配合固定 （2）確定軸各段直徑和長度工段：d1=30mm 根據(jù)帶輪寬度長度取L1=63mm初選用7208C角接觸球軸承，其內(nèi)徑為40mm,寬度為18mm. 考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承座孔端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和帶輪距箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，故有：L2=44mm，d2=36mm段直徑d3=40mmL3=31mm段直徑d4=48mm,L4=8mmd5=208.1mm,L5=65mmd6=48mm,L6=8mmd7=40mm，L7=31mm (3)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算輸出

13、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算求分度圓直徑：已知d1=61.8mm求轉(zhuǎn)矩：已知T2=Nmm求圓周力：FtFt=2T2/d2=2/204.1=2623NFa=Ft tan=2623tan 140 517Fr=Fetan an/cos=2623tan 140 517壓軸力:1899.6因?yàn)樵撦S兩軸承對稱，所以：LA=LB=51mm(1) 繪制軸受力簡圖(2) 繪制垂直面水平面彎矩圖，合成彎矩圖(3) 繪制扭矩圖 輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、按扭矩初算軸徑選用45#調(diào)質(zhì)鋼，硬度（217255HBS）根據(jù)設(shè)計(jì)手冊表 取c=107dc(P3/n3)1/3=113(3.36/119.85)1/3=34.33mm取d1=38mm因其

14、跟聯(lián)軸器相連，查標(biāo)準(zhǔn)可選對應(yīng)聯(lián)Y型長圓柱形軸孔，直徑為38mm，長度L為82mm的聯(lián)軸器，則可得L2=82mm。（1）軸的零件定位，固定和裝配 單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面用軸環(huán)定位，右面用封油盤軸向定位，兩軸承分別以軸承肩和軸承蓋定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，封油盤和右軸承聯(lián)軸器依次從右面裝入。 （2）確定軸的各段直徑和長度 初選7210AC型角接球軸承，其內(nèi)徑為50mm，寬度為20mm。考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則取封油盤長為21mm，則該段長43mm，安裝齒輪段長度比輪轂寬度短2mm

15、。又考慮到軸承座孔端面到內(nèi)壁的距離為50mm，聯(lián)軸器距軸承座孔端面距離為24mm，已經(jīng)相對應(yīng)的定位軸肩非定位軸肩引起的直徑變化，得出各段軸的直徑和長度如下： L2=42mm，d2=44mm段直徑d3=50mmL3=43mm段直徑d4=54mm,L4=58mmd5=64mm,L5=8mmd6=50mm,L6=33mm七、滾動軸承的選擇及校核計(jì)算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命1636510=58400小時(shí)1、計(jì)算輸入軸承 （1）已知n=396.69r/min兩軸承徑向反力：FR1= 536N FR2=520N初先兩軸承為角接觸球軸承7208AC型軸承內(nèi)部軸向FS=0.68FR 則FS1=364.48N

16、 FS2=353.6N (2)故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端FA1=1054.6N FA2=353.6N (3)求系數(shù)x、y 根據(jù)課本表 得e=0.68FA1/FR1=1054.6N/536N0.68FA2/FR2=353.6N/520N=0.68FA1/FR1e x1=0.41 FA2/FR2=e x2=1 y1=0.87 y2=0 (4)計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2根據(jù)課本表 取f P=1P1=1(x1FR1+y1FA1)=1(0.41536+0.871055)=1137NP2=1(x2FR1+y2FA2)=1(1520+0)=520N (5)軸承壽命計(jì)算P1P2 故取P=1137N角接

17、觸球軸承=3根據(jù)手冊得7208AC型的Cr=35200N,得Lh=106/60n(ftCr/ fp P)=106/60396.69(135200/11137)3=h58400h預(yù)期壽命足夠2、計(jì)算輸出軸承 (1)已知n=119.85r/min 兩軸承徑向反力：FR1 =FR2=491.5N初先兩軸承為角接觸球軸承7210AC型軸承內(nèi)部軸向FS=0.68FR 則FS1=FS2=334.22N (2)故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端FA1=987.22N FA2=334.22N (3)求系數(shù)x、y 根據(jù)課本表 得e=0.68FA1/FR1=987.22N/491.5N0.68FA2/FR2=

18、334.22N/491.5N=0.68FA1/FR1e x1=0.41 FA2/FR2=e x2=1 y1=0.87 y2=0 (4)計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2根據(jù)課本表 取f P=1.0P1=1(x1FR1+y1FA1)=1(0.41491.5+0.87987.2)=1060NP2=1(x2FR1+y2FA2)=1(1491.5+0)=491.5N (5)軸承壽命計(jì)算P1P2 故取P=1060N角接觸球軸承=3 根據(jù)手冊得7210AC型的Cr=40800N,得Lh=106/60n(ftCr/ fp P)=106/60119.85(1/11060)3=h58400h預(yù)期壽命足夠八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算1. 輸入軸與帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑d1=30mm查手冊得，選用C型平鍵，得：鍵A 87 GB1096-79 L1=50mm l=L1-b=42mmT2=86900Nmm h=7mm k=0.5h=3.5mm得p=2T2/kdl=286900/3.53042 =39MpaR(120150Mpa)3、輸出軸與齒輪聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d2=54mm L2=58mm T=Nmm查手冊P51 選用A型平鍵鍵1610 GB1096-79