兩級直齒圓柱齒輪減速器課程設(shè)計說明書

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、傳動方案分析…………………………………………………2</p><p>　　二、選擇電動機……………………………………………………3</p><p>　　三、計算總傳動比及分配各級的傳動比…………………………5</p><p>　　四、計算傳動

2、裝置的運動和動力參數(shù)……………………………5</p><p>　　五、V帶傳動設(shè)計計算……………………………………………7</p><p>　　六、直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計計算…………………………………10</p><p>　　七、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算及校核…………………………………15</p><p>　　八、滾動軸承的選擇及校核計算…………………

3、……………20</p><p>　　九、聯(lián)軸器的選擇計算 …………………………………………21</p><p>　　十、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算…………………………………21</p><p>　　十一、箱體的設(shè)計………………………………………………22</p><p>　　十二、潤滑方式………………………………………………23</p>

4、;<p>　　十三、設(shè)計小結(jié)……………………………………………………24</p><p>　　十四、參考文獻(xiàn)…………………………………………………25</p><p><b>　　一、傳動方案的設(shè)計</b></p><p>　　機械設(shè)計課程設(shè)計題目：設(shè)計兩級圓柱齒輪減速器</p><p>　　減速器工作條件

5、：此減速器用于熱處理車間兩件清洗傳送帶的減速，此設(shè)備兩班制工作，工作期限十年，戶內(nèi)使用。</p><p>　　傳送方案如下圖所示：</p><p><b>　　改良方案</b></p><p>　　在電動機與小帶輪間加一個聯(lián)軸器，由后面的計算得</p><p>　　已知工作條件由數(shù)據(jù)表6：鼓輪直徑 ： 300mm，&l

6、t;/p><p>　　傳送帶運行速度 ： 0.7m/s，</p><p>　　傳送帶從動軸所需扭矩 ： 900N·m</p><p>　　為了估計傳動裝置的總傳動比范圍，以便選擇合適的傳動機構(gòu)和擬定傳動方案，可先由已知條件計算鼓輪的轉(zhuǎn)速，即：</p><p><b>　　選擇電動機 </b></p>

7、<p><b>　　電動機類型選擇 </b></p><p>　　根據(jù)電源及工作機工作條件，選用臥式封閉型Y（IP44）系列三相交流異步電動機。</p><p>　　2、電動機功率的選擇</p><p>　　1）、工作機所需功率</p><p>　　2）、電動機輸出功率為</p><p&g

8、t;<b>　　傳動裝置的總效率</b></p><p>　　式中為從動機至工作機之間的個傳動機構(gòu)和軸承的效率。查《機械設(shè)計課程設(shè)計》表2-4得：V帶傳動效率=0.95，圓柱齒輪傳動效率為=0.97，滾動軸承效率=0.98，彈性聯(lián)軸器傳動效率=0.99。則：</p><p><b>　　故 </b></p><p>

9、;　　根據(jù)電動機輸出功率，查表選擇電動機的額定功率</p><p>　　3）、電動機轉(zhuǎn)速的選擇</p><p>　　為了便于選擇電動機轉(zhuǎn)速，先推算電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍。由《機械設(shè)計課程設(shè)計》表2-1查得V帶的傳動比范圍為，高速齒輪傳動比低速齒輪傳動比。則傳動裝置的總的傳動比為</p><p><b>　　故電動機轉(zhuǎn)速范圍為</b></p&

10、gt;<p>　　可見同步轉(zhuǎn)速為, 、的電動機均符合要求。由于的電動機體積小，轉(zhuǎn)速高，傳動不平穩(wěn)；因此選同步轉(zhuǎn)速為的電動機：</p><p>　　由表中數(shù)據(jù)可知，選定電動機型號為Y132S-4。</p><p>　　電機基本參數(shù)表如下：</p><p>　　三、計算總傳動比及分配各級的傳動比</p><p>　　1、傳動裝置總傳

11、動比</p><p><b>　　2、分配各級傳動比</b></p><p>　　取V帶傳動的傳動比為，則兩級減速器的傳動比為</p><p>　　兩級圓柱齒輪減速器高速級齒輪傳動比為，低速級齒輪傳動比為，：</p><p>　　四、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)</p><p><b>

12、　　1、各軸轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　電動機軸為0軸，減速器高速軸為1軸，中速軸為2軸，低速軸為3軸，鼓輪主動軸為4，則各軸轉(zhuǎn)速分別為：</p><p><b>　　2、各軸輸入功率</b></p><p>　　按電動機額定功率計算各軸輸入功率</p><p><b>　　各軸轉(zhuǎn)矩</

13、b></p><p>　　4、各軸輸入轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩如下表所示：</p><p>　　五、V帶傳動設(shè)計計算</p><p>　　電動機轉(zhuǎn)速，帶輪所連減速器高速軸I軸轉(zhuǎn)速為，傳動裝置輸入功率為。</p><p><b>　　求計算功率</b></p><p>　　由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》（第五版）

14、查表13-8得工作情況系數(shù)，故計算功率為：</p><p><b>　　2、選擇V帶型號</b></p><p><b>　　根據(jù)，</b></p><p>　　由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》（第五版）查圖13-15得坐標(biāo)點位于A型界內(nèi)，故初選普通A型V帶。</p><p>　　計算大、小帶輪基準(zhǔn)直徑、<

15、/p><p>　　由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》（第五版）查表13-9可知，應(yīng)不小于75mm，現(xiàn)取</p><p><b>　　由得</b></p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　4、驗算帶速V</b></p><p>　　帶速在范圍

16、內(nèi)，符合要求</p><p>　　5、求V帶基準(zhǔn)長度和中心距a</p><p><b>　　初步選取中心距</b></p><p><b>　　取，符合</b></p><p><b>　　由式得帶長</b></p><p>　　查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》（第五

17、版）表13-2，對A型V帶選用。</p><p><b>　　由式得</b></p><p><b>　　6、驗算小帶輪包角</b></p><p><b>　　由得</b></p><p><b>　　合適</b></p><p>

18、;　　7.　確定v帶根數(shù)z</p><p><b>　　因，帶速，傳動比,</b></p><p>　　查課表13-3和13-5得.</p><p>　　查課本表13-7得=0.98</p><p>　　由查課本表13-2得=1.01</p><p><b>　　由公式得</b&g

19、t;</p><p><b>　　故選Z=5根帶。</b></p><p>　　8.計算作用在帶輪軸上的壓力</p><p>　　查課本表13-1可得,故:</p><p>　　單根普通Ｖ帶張緊后的初拉力為</p><p>　　計算作用在軸上的壓軸力</p><p><

20、;b>　　V帶的主要參數(shù)</b></p><p><b>　　9、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　小帶輪設(shè)計制造成實心式帶輪</p><p>　　大帶輪設(shè)計制造成腹板式帶輪</p><p>　　由課本表13-10查得：；。則帶輪輪緣寬度：。由機械設(shè)計課程設(shè)計表5-2</p>&l

21、t;p>　　查得B=80,轂長L=60，孔徑，而電機的伸出端軸徑為38，固在電動機與小帶輪之間加一個聯(lián)軸器，小帶輪與聯(lián)軸器的結(jié)合部分還要增加一根軸，大端直徑為42，小端直徑為38，大端接小帶輪，小端接聯(lián)軸器。</p><p>　　在高速軸與大帶輪結(jié)合處軸的直徑最小有公式，軸的材料為45鋼查課本表14-2得，則，查課程設(shè)計手冊表11-2取安裝帶輪處直徑</p><p><b>

22、;　　大帶輪直徑</b></p><p>　　對照《機械設(shè)計基礎(chǔ)》（第五版）P223頁圖13-17與P224頁的表13-10可得以下主要參數(shù)：</p><p>　　六、直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計計算</p><p>　?。ㄒ唬└咚偌夶X輪傳動的設(shè)計計算</p><p>　　選定高速級齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)：</p>

23、<p>　　齒輪材料，熱處理及精度</p><p>　　考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制，故大小齒輪都選用軟齒面漸開線圓柱直齒輪。</p><p><b>　　齒輪材料及熱處理</b></p><p><b>　　材料：</b></p><p><b>　　由課本表11-1：&

24、lt;/b></p><p>　　高速級小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為大齒輪 250HBS<350HBS ，</p><p>　　接觸疲勞極限為550~620 彎曲疲勞強度為410~480</p><p><b>　　取</b></p><p>　　高速級大齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為大齒輪 220HBS&

25、lt;350HBS， </p><p><b>　　由表11-5，取</b></p><p><b>　　[]==500</b></p><p>　　[]==483 </p><p>　　[]==384 </p><p><b>　　[

26、]==368</b></p><p><b>　　2. 齒輪精度</b></p><p>　　2）運輸機為一般工作機械，速度不高，按GB/T10095－1998，選用8級精度</p><p>　　3.初步設(shè)計齒輪傳動的主要尺寸</p><p>　　高速級傳動比，高速軸轉(zhuǎn)速傳動功率</p><

27、;p>　　齒輪按8精度制造。取中等載荷系數(shù)（表11-3）齒寬系數(shù)（表11-6），高速級小齒輪為非對稱布置</p><p><b>　　小齒輪上轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　彈性系數(shù)取((表11-4)，對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪</p><p>　　取小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù)，取則實際傳動比</p><p><b>

28、　　模數(shù)</b></p><p><b>　　齒寬</b></p><p><b>　　取</b></p><p>　　按課表4-1取，實際齒寬，</p><p><b>　　中心距</b></p><p>　　4.驗算齒輪彎曲強度，因齒輪按

29、接觸疲勞強度計算，所以只驗算彎曲強度</p><p>　　齒形系數(shù)，齒根修正系數(shù)</p><p>　　， </p><p><b>　　安全</b></p><p>　　6.小齒輪的圓周速度</p><p>　　對照表11-2 可知選用8級精度是合適的</p>

30、<p>　?。ǘ┑退偌夶X輪傳動的設(shè)計計算</p><p>　　1.齒輪材料，熱處理及精度</p><p>　　考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制，故大小齒輪都選用軟齒面漸開線圓柱直齒輪。</p><p><b>　　齒輪材料及熱處理</b></p><p><b>　　材料</b>&l

31、t;/p><p><b>　　課本表11-1：</b></p><p>　　小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為大齒輪 260HBS ，</p><p>　　大齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為大齒輪 240HBS， </p><p>　　由表11-5，安全系數(shù)取</p><p><b>　　[] =

32、=517</b></p><p>　　[] ==500 </p><p>　　[] ==346 </p><p><b>　　[] ==338</b></p><p><b>　　2. 齒輪精度</b></p><p>　　按GB/T100

33、95－1998，選擇8級</p><p>　　3.初步設(shè)計齒輪傳動的主要尺寸</p><p>　　低速級傳動比，高速軸轉(zhuǎn)速傳動功率</p><p>　　齒輪按8精度制造。取載荷系數(shù)（表11-3）齒寬系數(shù)（表11-6）</p><p><b>　　小齒輪上轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　彈性系數(shù)取

34、((表11-4)，標(biāo)準(zhǔn)齒輪</p><p>　　齒數(shù)，則，取則實際傳動比</p><p><b>　　模數(shù)</b></p><p><b>　　齒寬</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　按表4-1取，，&

35、lt;/b></p><p><b>　　中心距</b></p><p>　　4.低速級齒輪彎曲強度不做驗算</p><p>　　5.小齒輪的圓周速度</p><p>　　對照表11-2 可知選用8級精度是合適的</p><p><b>　　、、</b></p&g

36、t;<p>　?。ㄈX輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　七、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算</p><p>　　1.軸的選材：選用材料為45缸，調(diào)質(zhì)。</p><p>　　查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》P241表14-1.查取碳素鋼、</p><p>　　查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》P245表14-2.查45鋼取、</p><p><

37、;b>　　2.軸的設(shè)計</b></p><p><b>　　（1）高速度軸</b></p><p>　　按純扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑（最小直徑）</p><p>　　，軸承選6208。 </p><p>　　因軸的最小端開有鍵槽，軸徑增大5%，取</p><p>　　高速軸齒輪由于尺寸原

38、因把齒輪與軸做成一體，即X《2.5</p><p><b>　　（2）中間軸</b></p><p>　　按純扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑（最小直徑）</p><p>　　，取，軸承選6307。</p><p><b>　?。?）低速軸</b></p><p>　　按純扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑（

39、最小直徑）</p><p>　　， 軸承選6214</p><p>　　最小端開有鍵槽，軸徑增大5%，取</p><p>　?。?）中間軸的強度校核</p><p>　　中間軸上小齒輪直徑，轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　周向力：</b></p><p><

40、b>　　軸向力：0</b></p><p><b>　　徑向力：</b></p><p>　　右上圖可知，危險截面在齒輪的軸段中心處</p><p><b>　　扭矩：</b></p><p><b>　　彎矩：</b></p><p>

41、;<b>　　所以</b></p><p><b>　　此軸滿足剛度條件</b></p><p><b>　　力學(xué)模型的繪制</b></p><p>　　初步選定高速級小齒輪為右旋，高速級大齒輪為左旋；根據(jù)中間軸所受軸向力最小的要求，低速級小齒輪為左旋，低速級大齒輪為右旋。根據(jù)要求</p>

42、<p><b>　　齒輪2：</b></p><p><b>　　齒輪3：</b></p><p><b>　?。ㄈ┯嬎惴粗ЯΓ?lt;/b></p><p>　　垂直面反支力（XZ平面）參看圖7b。</p><p>　　由繞支點B的力矩和，得：</p>

43、<p><b>　　，方向向下。</b></p><p>　　同理，由繞支點A的力矩和，得：</p><p><b>　　，方向也向下。</b></p><p>　　由軸上的合力，校核：</p><p><b>　　，計算無誤。</b></p><

44、;p>　　水平面支反力（XY平面）參看圖7d。</p><p>　　由繞支點B的力矩和，得：</p><p><b>　　，方向向下。</b></p><p>　　同理，由繞支點A的力矩和，得：</p><p><b>　　，方向也向下。</b></p><p>　　由

45、軸上的合力，校核：</p><p><b>　　，計算無誤。</b></p><p><b>　　A點總反支力</b></p><p><b>　　B點總反支力</b></p><p>　　八、滾動軸承的選擇及校核計算</p><p>　　根據(jù)軸的設(shè)計選

46、取軸承</p><p>　　高速軸：軸承型號6208</p><p>　　中間軸：軸承型號6307</p><p>　　低速軸：軸承型號6214</p><p>　　中間軸軸承壽命計算校核</p><p><b>　　中間軸徑向力</b></p><p><b>

47、　　則當(dāng)量動載荷</b></p><p>　　查機械設(shè)計手冊軸承6214的額定動載荷</p><p>　　要求使用壽命為十年，兩班制工作</p><p><b>　　則</b></p><p>　　查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表16-13。因為受輕微沖擊載荷，所以其載荷系數(shù)</p><p>　　

48、而滾動體為球體，所以</p><p><b>　　取常溫下工作取</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)的</b></p><p><b>　　所以滿足壽命要求</b></p><p>　　九、聯(lián)軸器的選擇計算</p><p><b>　

49、　軸孔長度用J型</b></p><p>　　根據(jù)低速軸聯(lián)軸器安裝處軸徑d=56mm</p><p>　　查機械設(shè)計手冊取聯(lián)軸器型號為</p><p>　　小帶輪處聯(lián)軸器安裝的軸徑d=38，取聯(lián)軸器型號為YL7J</p><p>　　十、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算</p><p>　　查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表10-

50、10鍵的取材為45鋼則在輕微沖擊中許用擠壓應(yīng)力</p><p>　　這里只以中間軸上的鍵為例。由中間軸的西部結(jié)構(gòu)設(shè)計，選定：高速級大齒輪處鍵1為，標(biāo)記：鍵GB/T 1096—1979；低速級小齒輪鍵2為，標(biāo)記：鍵GB/T 1096—1979；由于是同一根軸上的鍵，傳遞的轉(zhuǎn)矩相同，所以只需校核短的鍵1即可。齒輪軸段；鍵的工作長度；鍵的接觸高度；傳遞的轉(zhuǎn)矩；按課本表6-2查出鍵靜聯(lián)接時的擠壓須用應(yīng)力（鍵、齒輪輪轂、軸

51、的材料均為45鋼調(diào)質(zhì)）。</p><p><b>　　，鍵聯(lián)接強度足夠</b></p><p><b>　　十一、箱體的設(shè)計</b></p><p>　?。ㄒ唬C體有足夠的剛度：</p><p>　　在機體為加肋，外輪廓為長方形，增強了軸承座剛度</p><p>　?。ǘ┛?/p>

52、慮到機體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱：</p><p>　　因其傳動件速度小于12m/s，故采用侵油潤油，同時為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH為40mm，為保證機蓋與機座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為。</p><p>　　（三）機體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性：</p><p>　　鑄件壁厚為10，圓角半徑為R=3。機體外型簡單，

53、拔模方便。</p><p><b>　　（四）對附件設(shè)計：</b></p><p>　　1．視孔蓋和窺視孔：</p><p>　　在機蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進行操作，窺視孔有蓋板，機體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強密封，蓋板用鑄鐵制成，用M6緊固。</

54、p><p><b>　　2．油螺塞：</b></p><p>　　放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機體外壁應(yīng)凸起一塊，由機械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。</p><p><b>　　3．油標(biāo)：</b></p><p>　

55、　油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進入油尺座孔而溢出。</p><p><b>　　4．通氣孔：</b></p><p>　　由于減速器運轉(zhuǎn)時，機體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡。</p><p><b>　　5．螺釘：</b&g

56、t;</p><p>　　啟蓋螺釘上的螺紋長度要大于機蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋。</p><p><b>　　6．位銷：</b></p><p>　　為保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度。</p><p><b>　　

57、7．吊鉤：</b></p><p>　　在機蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運較重的物體。</p><p><b>　　十二、潤滑方式</b></p><p>　　對于二級圓柱齒輪減速器，因為傳動裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號潤滑，裝至規(guī)定高度。</p

58、><p>　　油的深度為（），所以。</p><p>　　其中油的粘度大，化學(xué)合成油，潤滑效果好。</p><p>　　密封性來講為了保證機蓋與機座聯(lián)接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，連接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗度應(yīng)為密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大，。并勻均布置，保證部分面處的密封性。</p><p><b>　

59、　十三、設(shè)計小結(jié)</b></p><p>　　這次的課程設(shè)計，對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想；訓(xùn)練綜合運用機械設(shè)計和有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實際關(guān)系和解決工程實際問題的能力；鞏固、加深和擴展有關(guān)機械設(shè)計方面的知識等方面有重要的作用。</p><p>　　在這次的課程設(shè)計過程中，綜合運用先修課程中所學(xué)的有關(guān)知識與技能，結(jié)合各個教學(xué)實踐環(huán)節(jié)進行機械課程的設(shè)計，一方面，逐步提

60、高了我們的理論水平、構(gòu)思能力、工程洞察力和判斷力，特別是提高了分析問題和解決問題的能力，為我們以后對專業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備的設(shè)計打下了寬廣而堅實的基礎(chǔ)。</p><p>　　設(shè)計中還存在不少錯誤和缺點，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機械設(shè)計的知識，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計實踐操作能力。</p><p><b>　　十四、參考文獻(xiàn)</b></p><p