1、機(jī)機(jī)械械設(shè)設(shè)計計基基礎(chǔ)礎(chǔ)課課程程設(shè)設(shè)計計 計計算算說說明明書書 設(shè)設(shè)計計題題目目 : : 一一級級圓圓柱柱齒齒輪輪減減速速器器 院院 系系: : 電電子子信信息息工工程程學(xué)學(xué)系系 專專 業(yè)業(yè): : 班班 級級: : 學(xué)學(xué) 號號: : 設(shè)設(shè) 計計 者者: : 指指導(dǎo)導(dǎo)老老師師 : : 成成 績績: : 2012 年年 6 月月 目 錄 緒論緒論.2 一、一、初步設(shè)計初步設(shè)計.3 1.設(shè)計任務(wù)書.3 2.原始數(shù)據(jù).3 3.傳動系統(tǒng)方案的擬定.3 二、二、電動機(jī)的選擇電動機(jī)的選擇.3 1.電動機(jī)的容量選擇.3 2.確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速.4 3.電動機(jī)型號的選定.4 三、三、計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計算

2、傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù).6 1.計算總傳動比.6 2.合理分配各級傳動比.6 3.各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩的計算.6 四、四、傳動件設(shè)計計算傳動件設(shè)計計算.7 1.帶傳動設(shè)計(普通 V 帶).7 2.齒輪傳動設(shè)計.9 五、五、軸的設(shè)計與校核軸的設(shè)計與校核.11 1.輸入軸最小直徑的設(shè)計和作用力計算.11 2.輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核.12 3.輸出軸最小直徑的設(shè)計和作用力計算.14 4.輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核.14 六、六、軸承、鍵、聯(lián)軸器的選擇與校核軸承、鍵、聯(lián)軸器的選擇與校核.17 1.軸承的選擇與校核.17 2.鍵的選擇計算與強(qiáng)度校核.18 3.聯(lián)軸器的選擇.18 七、七、齒輪的結(jié)構(gòu)

3、設(shè)計齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計.19 八、八、減速器的潤滑與密封減速器的潤滑與密封.20 1.潤滑的選擇與確定.20 2.密封的選擇與確定.20 九、九、箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計算箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計算.20 十、十、減速器附件的選擇與設(shè)計減速器附件的選擇與設(shè)計.21 總結(jié)總結(jié).23 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計一級齒輪減速器 0 緒論 本論文主要內(nèi)容是進(jìn)行一級圓柱直齒輪的設(shè)計計算，在設(shè)計計算中運(yùn)用到了機(jī)械設(shè) 計基礎(chǔ) 、 機(jī)械制圖 、 工程力學(xué) 、 公差與互換性等多門課程知識，并運(yùn)用 AUTOCAD軟件進(jìn)行繪圖，因此是一個非常重要的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié),也是一次全面的、 規(guī)范的實(shí)踐訓(xùn)練。通過這次訓(xùn)練，使我們在眾多方面得到了鍛煉和

4、培養(yǎng)。主要體現(xiàn)在如下 幾個方面： （1）培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計思想，訓(xùn)練了綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計課程和其他相關(guān) 課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行分析和解決工程實(shí)際問題的能力，鞏固、深化和擴(kuò)展 了相關(guān)機(jī)械設(shè)計方面的知識。 （2）通過對通用機(jī)械零件、常用機(jī)械傳動或簡單機(jī)械的設(shè)計，使我們掌握了一般機(jī)械 設(shè)計的程序和方法，樹立正確的工程設(shè)計思想，培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計能力和 創(chuàng)新能力。 （3）另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及 計算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計算機(jī)輔助設(shè)計方面的能力。 （4）加強(qiáng)了我們對Office軟件中Word功能的認(rèn)識和運(yùn)用。 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計

5、一級齒輪減速器 1 一、初步設(shè)計 1. 設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計課題：帶式運(yùn)輸機(jī)上的一級閉式圓柱齒輪減速器。 設(shè)計說明：1) 運(yùn)輸機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作負(fù)荷平穩(wěn)，空載起動。 2) 運(yùn)輸機(jī)滾筒效率為 0.96，滾動軸承（一對）效率 =0.98-0.99。 3) 工作壽命 10 年，每年 300 個工作日，每日工作 16 小時（大修期 3 年） 。 4) 電力驅(qū)動，三相交流電，電壓 380/220V 5) 運(yùn)輸容許速度誤差為 5%。 2. 原始數(shù)據(jù) 3. 傳動系統(tǒng)方案的擬定 （一級展開式圓柱齒輪減速器帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動示意圖） 二、電動機(jī)的選擇 按照工作要求和條件，選用三相鼠籠異步電動機(jī)，Y 系列，額定電壓

6、380V。 1. 電動機(jī)的容量選擇 參數(shù) 編號 21 運(yùn)輸帶拉力 F（N）1850 滾筒直徑 D（mm）500 運(yùn)輸帶速度 V（m/s） 2.00 D F V 1 2 3 2 4 5 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計一級齒輪減速器 2 電動機(jī)所需的工作功率為 kW P P a w d 工作機(jī)所需工作功率為 kW Fv Pw 1000 因此 kW Fv P a d 1000 由電動機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動總效率為 543 3 21 a 式中：分別為帶傳動、軸承、齒輪傳動、聯(lián)軸器和滾筒的傳動效率。 54321 、 取，(滾子軸承)，(齒輪精度 8 級，不包括軸承效率)，96 . 0 1 98. 0 2 97 . 0

7、3 (齒輪聯(lián)軸器)，則99 . 0 4 96 . 0 5 83 . 0 96 . 0 99 . 0 97 . 0 98 . 0 96 . 0 3 a 所以 kW Fv P a d 5 . 4 83 . 0 1000 00 . 2 1850 1000 2. 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 滾筒軸工作轉(zhuǎn)速為 min/39.76 500 00 . 2 100060100060 r D v n 取 V 帶傳動的傳動比，一級圓柱齒輪減速器傳動比，則總傳動比合理42 1 i63 2 i 范圍為，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為246 a i min/36.183334.45839.76)246( rnin ad 3. 電動機(jī)型號

8、的選定 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出有三種適用的電動機(jī)型號，因此有三種傳動比方案， 如下表一： 綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、傳動比，可見第 2 方案比較適合。因此選 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計一級齒輪減速器 3 定電動機(jī)型號為 Y132M2-6，其主要性能如下表二： 表一： 表二： 起動轉(zhuǎn) 矩 起動電流 最大轉(zhuǎn) 矩額定 功率 額定 電流 轉(zhuǎn)速 效 率 功率 因數(shù)額定轉(zhuǎn) 矩 額定電流 額定轉(zhuǎn) 矩 重 量型號 kWAr/min% cos 倍倍倍kg Y132M2-65.512.696085.30.82.06.52.285 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min 方案電動機(jī)型號 額定功率 kW ed P 同步

9、 轉(zhuǎn)速 滿載 轉(zhuǎn)速 電動機(jī) 重 量 N 總傳動比 1Y132S-45.5150014406818.85 2Y132M2-65.510009608512.57 3Y160M2-85.57507201159.43 中心 高H 外形尺寸 ADADACL)2/( 底腳安裝 尺寸 BA 地腳螺栓孔 直徑 K 軸伸 尺寸 ED 裝鍵部位 尺寸 GDF 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計一級齒輪減速器 4 電動機(jī)主要外形和安裝尺寸列于下表： (mm) 三、計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 由電動機(jī)的型號 Y132M2-6，滿載轉(zhuǎn)速min/960rnm 1. 計算總傳動比 總傳動比 57.12 39.76 960 n n i

10、m a 2. 合理分配各級傳動比 由式 iiia 0 式中分別為帶傳動和減速器（齒輪）的傳動比。ii 、 0 為使 V 帶傳動外廓尺寸不致過大，初步取，則減速器傳動比為：8 . 2 0 i 49 . 4 8 . 2 57.12 0 i i i a 3. 各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩的計算 132515 345 315216 1781238 8010 41 D F V 1 2 3 2 4 5 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計一級齒輪減速器 5 各軸轉(zhuǎn)速 軸 min/86.342 8 . 2 960 0 r i n n m 軸 min/36.76 8 . 249 . 4 960 101 r ii n i n

11、n m 滾筒軸 min/36.76rnn 各軸輸入功率 軸 kWPPP dd 32 . 4 96 . 0 5 . 4 101 軸 WPPPk11 . 4 97 . 0 98 . 0 32 . 4 3212 滾筒軸 kWPPP99 . 3 99 . 0 98 . 0 11 . 4 4224 （）.98 . 0 為輸入功率乘軸承效率軸的輸出功率則分別 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 mN n P T m d d 77.44 960 5 . 4 95509550 軸 mNiTiTT d 34.12096 . 0 8 . 277.44 10010d 軸 mNiTiTT63.51397 . 0 98 .

12、0 49 . 4 34.120 321121 滾筒軸 m32.49899 . 0 98 . 0 63.513 42 NTT （）.98 . 0 承效率為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩乘軸軸的輸出轉(zhuǎn)矩則分別 運(yùn)動和動力參數(shù)設(shè)計結(jié)果整理于下表： 功率 P kW 轉(zhuǎn)矩 T N m 軸名 輸入輸出輸入輸出 轉(zhuǎn)速 n r/min 傳動比 i 效率 電動機(jī)軸4.544.77960 軸4.324.23120.34117.93342.86 2.8 軸4.114.03513.63503.3676.364.49 滾筒軸3.993.91498.32488.3576.361.00 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計一級齒輪減速器 6 四、傳動件設(shè)

13、計計算 1. 帶傳動設(shè)計(普通 V 帶) ;8 . 2min,/960,5 . 4 1 irnkWP 工作壽命 10 年,每年 300 個工作日，每日工作 16 小時； 單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作負(fù)荷平穩(wěn)，空載起動。 確定計算功率 c P 由教材 P218，表 13-8 查得工作情況系數(shù),則2 . 1 A K kWPKP Ac 4 . 55 . 42 . 1 選擇 V 帶型號 根據(jù)，由教材 P219，圖 13-15 選取 A 型。kWPc4 . 5min/960 1 rn 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 21 dd 、 由教材 P214，表 13-3，A 型 V 帶帶輪最小直徑，又根據(jù)圖 13-15 中 A 型帶mmd

14、75 min 推薦的范圍及下表三，取，從動輪基準(zhǔn)直徑 1 dmmd140 1 ，由表三，基準(zhǔn)直徑系列取。傳動比mmidd3921408 . 2 12 mmd400 2 ，傳動比誤差為，故允許。86 . 2 140 400 1 2 2 1 d d n n i%5%1 . 2%100 8 . 2 8 . 286 . 2 表三：普通 V 帶帶輪基準(zhǔn)直徑系列（摘自 GB13575.192） 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計一級齒輪減速器 7 驗(yàn)算帶的速度 sm nd v/04 . 7 100060 960140 100060 11 帶速在范圍內(nèi)，合適。sm/255 確定中心距和 V 帶基準(zhǔn)長度a d L 由)(2

15、)(7 . 0 21021 ddadd 得1080)400140(2)400140(7 . 0378 0 a 則初取中心距mma420 0 初算 V 帶的基準(zhǔn)長度 0 2 12 2100 4 )( )( 2 2 a dd ddaL mm97.1764 4604 )140400( )400140( 2 4202 2 查教材 P212，表 13-2，對 A 型帶選用mmLd1800 再計算實(shí)際中心距 ，取mm LL aa d 52.437 2 97.17641800 420 2 0 0 mma460 驗(yàn)算小帶輪上包角 1 合適。 12061.147 3 . 57 460 140400 180 3

16、. 57180 12 1 a dd 確定 V 帶根數(shù) 由，查教材 P214，表 13-3，A 型單根 V 帶所能傳遞的基本min/960140 11 rnmmd， 額定功率,；查教材 P217，表 13-6，功率增量；查表 13-7，kWP42 . 1 0 kWP36 . 0 0 包角修正系數(shù)；查 13-2，帶長修正系數(shù)91 . 0 K01. 1 L K 取根 3 . 3 01 . 1 91 . 0 36. 042. 1 4 . 5 000 L cc KKPP P P P z 4z 確定初拉力 0 F 由表 13-1，得mkgq/1 . 0 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計一級齒輪減速器 8 Nqv Kz

17、v P F c 13.18564 . 6 1 . 01 91 . 0 5 . 2 64 . 6 4 4 . 5500 1 5 . 2500 22 0 確定作用在軸上的壓軸力 Q F NzFFQ23.1422 2 61.147 sin13.18542 2 sin2 1 0 帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸 由 Y132M2-6 電動機(jī)知，其軸伸直徑 d=38mm，長度 L=80mm。故小帶輪軸孔直徑 ，轂長應(yīng)小于 80mm。mmd38 0 由機(jī)械設(shè)計手冊，表 14.1-24 查得，小帶輪結(jié)構(gòu)為實(shí)心輪。 大帶輪直徑，選用輪輻式mmmmd350400 2 2. 齒輪傳動設(shè)計 選擇齒輪材料及確定許用應(yīng)力 小齒輪選用號鋼

18、(調(diào)質(zhì)） ，齒面硬度為；45HBS286197 ,（表 11-1） 。MPa H 580 1lim MPa FE 450 大齒輪選用號鋼（正火） ，齒面硬度為,45HBS217156 ，（表 11-1）MPa H 375 2lim MPa FE 320 由教材 P171，表 11-5，取，0 . 1 H S25 . 1 F S MPa SH H H 580 0 . 1 580 1lim 1 MPa SH H H 375 0 . 1 375 2lim 2 MPa SF FE F 360 25 . 1 450 1 1 MPa SF FE F 256 25 . 1 320 2 2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度

19、設(shè)計 查教材 P169,表 11-3，取載荷系數(shù)；查教材 P175，表 11-6，寬度系數(shù)。1 . 1K0 . 1 d 小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 mm1028 . 1 0 . 320 23 . 4 1055 . 9 1055 . 9 56 1 6 1 N n P T 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計一級齒輪減速器 9 查教材 P171，表 11-4，取 0 . 162 E Z 小齒輪分度圓直徑 mm ZZ u uKT d H HE d 369.57 580 5 . 2162 8 . 2 18 . 2 0 . 1 1028 . 1 1 . 1212 3 2 5 3 2 1 1 1 齒數(shù)取，則。故實(shí)際傳動比（誤差為 0

20、.2%9.6mm，D4=76mm,D5=96mm,D6=98mm。 2. 視孔和視孔蓋 窺視孔用于檢查傳動零件的嚙合、潤滑及輪齒損壞情況，并兼作注油孔，可向減速器 箱體內(nèi)注入潤滑油。 查手冊，據(jù) A=120mm，d4=8mm 則 A1=A+（56）d4, 取 A1=160mm，A2=（A+A1）/2=140mm；B1=箱體寬-（1520）=80mm， 則 B=B1-（56）d4=40mm，B2=（B+B1）/2=60mm； 取 R=8mm，h=4mm， =4mm。 3. 油標(biāo) 用來指示箱內(nèi)油面的高度，應(yīng)設(shè)置在便于檢查和油面較穩(wěn)定處。查機(jī)械設(shè)計課程設(shè) 計油尺在減速器上安裝，采用螺紋連接。油尺上兩

21、條刻線的位置，分別對應(yīng)最高和最低 油面。 據(jù)手冊，選擇 d=M12，d1=4mm，d2=12mm，d3=6mm,h=28mm,a=10mm,b=6mm,c=4mm,D=20mm,D1=16m m。 4. 放油孔和螺塞 為排了將減速器箱體內(nèi)污油排放干凈，應(yīng)在油池的最低位置處設(shè)置放油孔，放油孔應(yīng) 安裝在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油。平時放油孔用螺塞堵住，并配有封油 墊圈。查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計，選擇 d=M161.5 系列。 5. 啟蓋螺釘 為防止漏油，在箱座與箱蓋接合面處涂有密封用的水玻璃或密封膠，因而在拆卸時往 往因膠結(jié)緊密難于開蓋，旋動啟箱螺釘可將箱蓋頂 6. 定位銷 對由箱蓋和箱座通過聯(lián)接而組成的剖分式箱體，為保證其各部分在加工及裝配時能夠 保持精確位置，特別是為保證箱體軸承座孔的