1、機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計設(shè)計說明書課題名稱 一級圓柱齒輪減速器 專 業(yè) 機(jī)電一體化技術(shù) 姓 名 學(xué) 號 學(xué)期 2013年第一學(xué)期 目錄一 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明1.1 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)1.2傳動系統(tǒng)工作條件1.3傳動系統(tǒng)簡圖二 電動機(jī)選擇及傳動比分配2.1 工作機(jī)效率2.2 總效率計算2.3 所需電動機(jī)功率2.4 電動機(jī)功率2.5電動機(jī)轉(zhuǎn)速2.6電動機(jī)轉(zhuǎn)矩三 V帶傳動3.1確定計算功率3.2確定V帶型號3.3確定帶輪直徑3.4確定帶長及中心距3.5驗算包角3.6確定V帶根數(shù)Z3.7 確定粗拉力F03.8帶輪軸所受壓力Q四 齒輪的設(shè)計計算4.1 齒輪參數(shù)設(shè)計計算4.2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計計算

2、4.3 齒輪的主要尺寸4.4齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計五 軸的設(shè)計計算5.1 軸的材料5.2 軸尺寸設(shè)計計算5.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計六 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1 軸承的選擇及校核 6.2 鍵的選擇計算及校核6.3 聯(lián)軸器的選擇七 減速器潤滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計算7.1 潤滑的選擇確定 7.2 密封的選擇確定 7.3減速器附件的選擇確定7.4箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計算 參考文獻(xiàn)第一章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明1.1課題題目及主要參數(shù)帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)中的減速器。要求傳動系統(tǒng)中含有單級圓柱齒輪減速器及V帶傳動。 輸送帶的最大有效拉力F=2.0kn 速度V=1.8 m/s，輸送機(jī)滾筒直徑D=

3、500 mm。1.2 傳動系統(tǒng)工作條件 帶式輸動機(jī)工作時單向運轉(zhuǎn)，雙班制工作（每班工作10），要求減速器設(shè)計壽命為10 按300天計算)三相交流電源的電壓為380/220V。1.3傳動系統(tǒng)簡圖帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)簡圖2動力運動參數(shù)計算2.1 減速器結(jié)構(gòu)封閉臥式結(jié)構(gòu)第二章 電動機(jī)選擇及傳動比分配2.1工作機(jī)的功率 pw=fv/1000=2000x1.8/1000=3.6kw2.2總效率 = =0.960.980.990.940.990.990.99=0.8582.3所需電動機(jī)功率 查機(jī)械零件設(shè)計手冊得 Ped = 4.2 kw電動機(jī)選用Y132s-4 n滿 =1440r/min2.4轉(zhuǎn)速n 計算滾

4、筒的轉(zhuǎn)速：=1440（r/min）=/=/=1440/3.77=382（r/min）=/=382/5=76.4（r/min）=76.4（r/min） 2.5 功率P 2.6轉(zhuǎn)矩T (Nm) 高速軸 低速軸 聯(lián)軸器 將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸號功率P/kW N /(r.min-1) /(Nm) i 04.20144027.85 3.770.96 14.032382100.75 23.9176.4488.7550.97 33.9176.4495.610.98 第三章V帶傳動設(shè)計3.1確定計算功率計 算 及 說 明查表得KA=1.4，則PC=KAP=1.45=7KW3.2確定V帶型號按照任務(wù)書得要求，選

5、擇普通V帶。根據(jù)PC=7KW及n1=382r/min，查圖確定選用B型普通V帶。3.3確定帶輪直徑（1）確定小帶輪基準(zhǔn)直徑根據(jù)圖推薦，小帶輪選用直徑范圍為160-200mm，選擇dd1=160mm。（2）驗算帶速v =12m/s5m/sv25m/s,帶速合適。（3）計算大帶輪直徑dd2= i dd1（1-）=3.77160（1-0.02）=600mm3.4確定帶長及中心距（1）初取中心距a0得532a01520， 根據(jù)總體布局，取a0=800 mm(2) 確定帶長Ld：根據(jù)幾何關(guān)系計算帶長得=2853.5mm根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)手冊，取Ld =2900mm。 (3)計算實際中心距=823.25mm3.5.

6、驗算包角=151.72120，包角合適。3.6.確定V帶根數(shù)ZZ 根據(jù)dd1=160mm及n1=1440r/min，查表得P0=3.15KW,P0=0.46KW中心距a=823.25mm包角=151.72包角合適K=0.915KL=1+0.5(lg2500-lg2240)=1.024則Z=2.071，取Z=23.7.確定粗拉力F0F0=500查表得q = 0.17/m,則F0=500=213.716N3.8.計算帶輪軸所受壓力QQ=2ZF0sin=22213.71sin=847N第四章 齒輪的設(shè)計計算 4.1擇齒輪類型，材料，精度，及參數(shù) 選用閉式斜齒圓柱齒輪傳動（外嚙合） 選擇齒輪材料；小齒

7、輪材料都取為45號鋼，調(diào)質(zhì)，；大齒輪材料取為：45號鋼,正火處理， 選取齒輪為8級的精度（GB 100951998）齒面精糙度Ra1.63.2m 初選螺旋角 選 小齒輪的齒數(shù)；大齒輪的齒數(shù)=150 4.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計中心距 式中： 查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)圖7-26 式中：；查表7-5 ：查表7-4 ：；齒寬系數(shù)?。河嬎隳?shù) 查表7-1取模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值 2.5 4.3齒輪的主要尺寸分度圓： D1=mz1=2.5*30=75(mm) D2=m*z2=2.5*150=375中心距a=1/2（D1=D2）=1/2(75+375）=225 (mm) 大齒輪寬度：b2=*D1=1*75=75 小齒輪寬度：b

8、1=75+5=80齒頂圓直徑：齒頂圓直徑 由機(jī)械零件設(shè)計手冊得 h*a =1 c* = 0.25齒距 P = 2.53.14=7.85(mm)齒根高 齒頂高 齒根圓直徑4.4齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)大齒輪的關(guān)尺寸計算如下：軸孔直徑 d=45輪轂直徑 =1.6d=1.644=70輪轂長度 輪緣厚度 0 = (34)m = 68(mm) 取 =8輪緣內(nèi)徑 =-2h-2=380-24.5-28= 355(mm)腹板厚度 c=0.3=0.375=22 腹板中心孔直徑=0.5(+)=0.5(70.4+355)=212.7(mm)腹板孔直徑=0.25（-）=0.

9、25（355-70.4）=71.15(mm) 齒輪倒角n=0.5m=0.52.5=1.25結(jié)果第五章 軸的設(shè)計計算5.1 軸的材料由機(jī)械零件設(shè)計手冊中的圖表查得選45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB217255=650MPa =360MPa =280MPa5.2 軸尺寸的設(shè)計計算 按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計軸的最小直徑主動軸=c=110=25從動軸=c=110=45考慮鍵槽=24.341.05=24.507考慮鍵槽=41.41.05=45選取標(biāo)準(zhǔn)直徑=25 選取標(biāo)準(zhǔn)直徑=455.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強(qiáng)度的原則，主動軸和從動軸均設(shè)計為階梯軸。 5.31高速軸軸兩軸承支點間

10、的距離：，式中： 小齒輪齒寬，b1=80mm 箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的間隙， 箱體內(nèi)壁與軸承端面的距離， 軸承寬度，選取6308型深溝球軸承，查表13-3，得到得到：L1=125mm帶輪對稱線到軸承支點的距離 式中：軸承蓋的凸緣厚度， （） 螺栓頭端面至帶輪端面的距離， 軸承蓋M8螺栓頭的高度，查表可得帶輪寬度，b3=80mm得到：L2=138.3 小齒輪受力分析 圓周力： N 徑向力：N 軸向力：2244tan10.75=426N 水平面：=0.5=0.52244=1122垂直面： =0.5=0.5831.34=415.67 得： 作彎矩圖 水平面彎矩： 垂直面彎矩： 合成彎矩： 作轉(zhuǎn)矩圖 5

11、.32低速軸的設(shè)計。 選擇軸的材料：選取45號鋼，調(diào)質(zhì)，HBS230 240 初步估算軸的最小直徑 根據(jù)教材公式，取，則d 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 考慮帶輪的機(jī)構(gòu)要求和軸的剛度，取裝帶輪處軸徑d=50mm，根據(jù)密封件的尺寸，選取裝軸承處的軸徑為d=44mm 兩軸承支點間的距離：，式中： 小齒輪齒寬，b2=75mm 箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的間隙， 箱體內(nèi)壁與軸承端面的距離， 軸承寬度，選取6312型深溝球軸承，查表13-3，得到得到：L2=125.5mm2.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。 計算作用在軸上的力 小齒輪受力分析 圓周力： 徑向力： 軸向力： 計算支反力 水平面：=0.5=0.52244=1122垂

12、直面： *142-FR2*71-FA2/400/2=0 得： 作彎矩圖 水平面彎矩： 垂直面彎矩： 合成彎矩： 第六章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1 軸承的選擇及校核考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用單列深溝球軸承主動軸承根據(jù)軸頸值查機(jī)械零件設(shè)計手冊選擇6205 2個（GB/T276-1993）從動軸承6206 2個（GB/T276-1994）壽命計劃：兩軸承受純徑向載荷P=800 X=1 Y=0從動軸軸承壽命：深溝球軸承6206，基本額定功負(fù)荷=15KN =1 =3=預(yù)期壽命為：10年，雙班制L=1030020=60000軸承壽命合格6.2 鍵的選擇計算及校核（一）從動軸外伸端d=42，考

13、慮鍵在軸中部安裝故選鍵1040 GB/T10962003，b=16，L=44，h=10，選45號鋼，其許用擠壓力=100MPa=25959.5則強(qiáng)度足夠，合格（二）與齒輪聯(lián)接處d=50mm，考慮鍵槽在軸中部安裝，故同一方位母線上，選鍵1452 GB/T10962003，b=10mm，L=44mm，h=8mm，選45號鋼，其許用擠壓應(yīng)力=100MPa=則強(qiáng)度足夠，合格6.3聯(lián)軸器的選擇 由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮拆裝方便及經(jīng)濟(jì)問題，選用彈性套柱聯(lián)軸器K=1.3=9550=9550=635.375選用LT7型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉(zhuǎn)矩=500，。采用Y型軸孔，A型鍵軸孔直徑選

14、d=40，軸孔長度L=112LT7型彈性套住聯(lián)軸器有關(guān)參數(shù)型號公稱轉(zhuǎn)矩T/(Nm)許用轉(zhuǎn)速n/（r軸孔直徑d/mm軸孔長度L/mm外徑D/mm材料軸孔類型LT725036004011265HT200Y型第七章 減速器潤滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計算及裝配圖7.1 潤滑的選擇確定 1.齒輪V=1.812 m/s 應(yīng)用噴油潤滑，但考慮成本及需要，選用浸油潤滑2.采用潤滑脂潤滑 潤滑油牌號及用量 1.齒輪潤滑選用150號機(jī)械油，最低最高油面距1020mm，需油量為1.5L左右2.軸承潤滑選用2L3型潤滑脂，用油量為軸承間隙的1/31/2為宜7.2密封形式1.箱座與箱蓋凸緣接合面的

15、密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2.觀察孔和油孔等處接合面的密封在觀察孔或螺塞與機(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封3.軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對應(yīng)的軸承外部 軸的外伸端與透蓋的間隙，由于V3（m/s），故選用半粗羊毛氈加以密封4.軸承靠近機(jī)體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M(jìn)入軸承內(nèi)部7.3減速器附件的選擇確定名稱功用數(shù)量材料規(guī)格螺栓安裝端蓋12Q235M616GB 57821986螺栓安裝端蓋24Q235M825GB 57821986銷定位235A640GB 1171986墊圈調(diào)整安裝365Mn10GB 931987 螺母安裝3M10GB 61701986油標(biāo)尺測量油面高度1組合件通氣器透氣17.4箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸 箱座壁厚=10mm 箱座凸緣