《一級直齒圓柱齒輪減速器 課程設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《一級直齒圓柱齒輪減速器 課程設計（32頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第一章 緒論本論文主要內(nèi)容是進行一級圓柱直齒輪的設計計算，在設計計算中運用到 了機械設計基礎、機械制圖、工程力學、公差與互換性等多門課程 知識，并運用AUTOCAD軟件進行繪圖，因此是一個非常重要的綜合實踐 環(huán)節(jié),也是一次全面的、 規(guī)范的實踐訓練。通過這次訓練，使我們在眾多方面 得到了鍛煉和培養(yǎng)。主要體現(xiàn)在如下幾個方面：（1）培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實際的設計思想，訓練了綜合運用機械設計課程和 其他相關課程的基礎理論并結合生產(chǎn)實際進行分析和解決工程實際問題的能力， 鞏固、深化和擴展了相關機械設計方面的知識。（2）通過對通用機械零件、常用機械傳動或簡單機械的設計，使我們掌握了 一般機械設計的程序和方法
2、，樹立正確的工程設計思想，培養(yǎng)獨立、全面、科 學的工程設計能力和創(chuàng)新能力。（3）另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標準、規(guī)范、手冊、圖冊及相關技術資料的 能力以及計算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計算機輔助設計方面的能力。（4 ）加強了我們對0ffice軟件中Word功能的認識和運用。第二章 課題題目及主要參數(shù)說明2.1 課題題目：單級圓柱齒輪減速器2.2 傳動方案分析及原始數(shù)據(jù)設計要求：帶式運輸機連續(xù)單向運轉，載荷較平穩(wěn)，空載啟動，兩班制工作（每班 工作8 小時），室內(nèi)環(huán)境。減速器設計壽命為8 年，大修期為3 年，小批量 生產(chǎn)，生產(chǎn)條件為中等規(guī)模機械廠，可加工7-8 級精度的齒輪；動力來源為 三相交流電源的電壓為3
3、80/220V ;運輸帶速允許誤差為+5%。原始數(shù)據(jù)：A11運輸帶工作拉力 F（N）： 2500;運輸帶卷筒工作轉速 n （r/min）： 89;卷筒直徑 D （mm）： 280;設計任務：1）減速器裝配圖1張（A0或A1圖紙）；2）零件工作圖2 3張（傳動零件、軸、箱體等，A3圖紙）；3）設計計算說明書1份,6000 8000字。說明書內(nèi)容應包括：擬定機械系統(tǒng)方案，進行機構運動和動力分析，選擇電動機，進行傳動裝置運動動力學參數(shù)計算，傳動零件設計，軸承壽命計算、軸（許用應力法和安全系數(shù)法）、鍵的強度校核，聯(lián)軸器的選擇、設計總結、參考文獻、 設計小結等內(nèi)容。結構設計簡圖：圖 1 帶式輸送機傳動系
4、統(tǒng)簡圖設計計算說明書第三章 減速器結構選擇及相關性能參數(shù)計算減速器的結構與性能介紹3.1結構形式按照設計任務要求，本減速器采用水平剖分、封閉結構(1) 運輸帶工作拉力F=2500N(2) 從電動機到卷筒間各個運動副的總機械效率n總總=口2口3比口526= 0.96一V帶傳動效率；n2=0.97齒輪傳動效率；n3=0.99聯(lián)軸器效率；n4=0.96卷筒傳動效率；n5=0.99軸承傳動效率；所以：n總=口2口3比口522 2=0.867(3) 電動機所需的功率：P 二Fv/1000kw; v=nnD/60 m/s;wPd=Pw/n總=3 23kw71總、查機械零件設計手冊附錄表F1-7 丫系列電動
5、機的技術數(shù)據(jù)取P電動機=4kw機械 零件設 計手冊P1378表4.23.2電動機的選擇可見有三種丫系列三相異步電動機可用，分別為：丫112M-4、丫132M1-6、Y160M1-8、Y112M-2四3者參數(shù)比較如下：型號額定功率（kw）同步轉速（r/min）滿載轉速（r/min）堵轉轉矩 額定功率最大轉矩 額定轉矩尺寸Y112M-44kw150014402.22.2中Y132M1-610009602.02.0中Y160M1-87507202.02.0中Y112M-2300028902.22.2中綜合考慮總傳動比及尺寸大小，選取丫132M1-6型3.3傳動 比分 配運輸帶卷筒的轉速為：n=89（
6、 r/min）所以傳動裝置總傳動比：滿總取帶傳動比，則減速器的總傳動比總3.4動力 運動參數(shù) 計算(1) 轉速：電動機的轉速n=960r/min減速器高速軸I： n =n/=960/3=320r/min1減速器 II： n =n /=320/3.633=88.08r/min2 1(2) 功率：電動機所需功率P =3.23kw；d減速器高速軸I: 帶減速器低速軸II:齒輪軸(3) 轉矩電動機的轉矩：I軸的轉矩：II軸的轉矩：設計計算內(nèi)容計算及說明結果及依據(jù)軸號功率P/kWn/(r/min)T(N.m) in03.2396032.1330.96I3.1032092.52II2.9888.08323
7、.103.630.99第三章皮帶傳動的設計計算皮帶傳動的設計計算1、確定計算功率PC查表7-5得工作情況系數(shù)KA=1P =P =3.23kwc d2、選擇V帶的型號根據(jù)計算功率Pc=3.23kw，主動輪n=960r/min,由圖7-17選擇A型V帶3、確定帶輪直徑dddd2dld2由表 7-6 矢口 d =75mmmin取 d =100mm 則 d =ddld2 dl帶則實際傳動比為從動輪實際轉速為一4、驗算V帶速度V帶速在525m/s范圍內(nèi)設計合格5、確定帶的基準長度Ld和實際中心距ad由得取 a =600mm0由（）得L =1844.67mmd精密機械設計P122表7-5精密機械設計P12
8、2圖7-17查表 7-3 得 L =2000mmd則實際中心距a+ Ld Lo =677.67mm2中心距變動范圍：a 二a-0.016L =645.677mm； a =a+0.03L =737.67mm mindmaxd6、校驗小帶輪包角7、確定V帶的根數(shù)Z根據(jù) d =100mm, n=960r/min,查表 7-8 得 P =0.97kw,dl0表7-3得 =1.03，查表7-9得，查表7-10得則取Z=4（ ）8、求初拉力Fo及帶輪軸上的壓力F0z查表得A型普通V帶單位長度質(zhì)量q=0.10kg/m精密機械設計P116表7-3精密機械設計 P124、P116、 P125P126第四章 齒輪
9、的設計計算齒輪的 設計計 算及結 構說明4.1直齒圓柱齒輪傳動設計直齒圓柱齒輪的 選材直齒圓 柱齒輪的設 計計算與強 度校核直齒圓柱齒輪（1 ）選擇材料及確定需用應力小齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB二236大齒輪選用45號鋼，正火處理，HB二190由機械零件設計手冊查得Q= 580MPQ= 370MP, SHlim = 1.0H limla H lim2aQ= 450MP Q= 320MP, S= 1.25F limla F lim2a F lim（2）確定各種參數(shù)由于原動機為電動機，工作機為帶式輸送機，載荷平穩(wěn)， 齒輪在兩軸承間對成布置，一般按照中等沖擊載荷計算。 查機械設計基礎教材中表1
10、04得：取載荷系數(shù)K=1.3查機械設計基礎教材中表115?。簠^(qū)域系數(shù)Zh=2.5彈性系數(shù)Ze=189.8查機械設計基礎教材中表1011?。糊X寬系數(shù)Q = Hliml = 580MPH1S1aH limQ = Hlim2 =3 = 370MPH 2S1aH lim機械設計基礎教材P175圖 10.21機械設計基 礎教材P173表 10-4機械設計基礎教材P174 表 105機械設計基礎教材P188表 1011 32KT u(3)按齒面接觸強度設計計算小齒輪分度圓直徑為：=87.04 (mm)模數(shù)精密機械齒寬設計P141由表8-2知標準模數(shù)m=4mm表&2經(jīng)圓整后中心距a=T = 9550P /
11、n = 9550 x 3.10/320 = 92.52(N - m)ii i取小齒輪齒數(shù)Z=27,則大齒輪齒數(shù)為Z2=98r IC二一F limlF1 SF lim二蘭0 二 360MP1.25aIn = F lim 2 = 256MPF 2S 1.25aF lim圓柱直齒齒輪 的結構設 計數(shù)據(jù)：(4) 驗算齒輪彎曲強度齒形系數(shù) YFa1=2.65 , YFa2=2.21修正系數(shù) YSa1 = 1.63，YSa2=1.76由公式，彎曲強度校核安全(5) 計算齒輪圓周轉速v并選擇齒輪精度( )對照表16-4知可選8級精度齒輪結構設計： 齒頂圓直徑：da齒全高：h (c*=0.25)齒厚：齒根高：
12、齒根圓直徑df由于小齒輪d1=108mm，可采用齒輪軸結構；大齒輪因為分度圓半徑較大采用鍛造毛坯的腹板式結構精密機械設計P173機械設計基礎P181機械零件手冊P217 表16-4第五章 軸的設計計算軸的設軸的設計計算與校核：計計算不論何種具體條件，軸的結構都應滿足：軸和裝在軸上的與校核零件要有準確的位置；軸上零件應便于裝拆和調(diào)整；軸應具有良好的制造工藝性等。按承載性質(zhì)，減速器中的軸屬于轉軸。因此，一般在進行軸的結構設計前先按純扭轉對軸的直徑進行估算，然后根據(jù)5.1 I軸的結構條件定出軸的形狀和幾何尺寸，最后校核軸的強度。這尺寸設計里因為從動軸為II軸，故只對II軸進行強度的校核，對兩根軸進行
13、尺寸的設計計算過程。5.1.1 I 軸具體步驟如下：的材料和1、電動機軸的材料選擇、熱處理方式，許用應力的確定。熱處理的選擇45鋼正火。硬度達到170217HBS,抗拉強度選擇5b =600MPa，屈服強度5e=355MPa。5_1b=55MPa5.1.2 I軸2、初步計算各軸段直徑幾何尺寸（1）計算，按下列公式初步計算出軸的直徑，輸出軸的的設計計功率P和扭矩T算P =3.10kwT =1 1最小直徑計算（查精密機械設計教材表10-2 ,c值107-118）（ ）P158考慮到鍵槽則估計值加大3%則d=23.4925.90mm選擇標準值d1=25mm 軸的結構示意圖如下：機械設計基礎P225表
14、14-3機械設計課程設計P154表14-1（2）計算d2d =d +2a =25+22 1 1取標準值d2=30mm（3）計算d3d3=d2+（15）mm=3135mm 且d3必須與軸承的內(nèi)徑一致，圓 整d3=35mm,初選軸承型號為6207，查表的B=17mm, D=72mm, C=25.5kN, C =15.2kN；ra（4）計算d4d4二d3+(15)mm=3640m m,為裝配方便而加大直徑，圓整后取d =40mm4計算d5d =d +2a =40+25 44取標準值d5=50計算d66d =d =35m m,同一軸上選擇同一型號，以便減少軸承6 3孔鏜制和減少軸承類型。精密機械設計P
15、118名稱d1d2d3d4d5d6直徑(mm)2530354050353、計算軸各段長度(1) 計算L11L1段部分為插入皮帶輪的長度查表7-4小帶輪寬 B (Z-1) e+2f= (4-1)其 15+21=取 L1=70(2) 計算L2軸承端蓋采用凸緣式軸承端蓋，取，其中d3為螺釘直徑M8,由軸承外徑D=72mm，查表得取d3=7mmm=L- -B 二6+c+c + （3） - -B3軸承123軸承式中，6為箱體壁厚，取6=8mm,取軸旁連接螺栓直徑為 10mm，查得 c =16mm, c =14mm；1 2由于軸承的軸頸直徑與轉速的乘積V（ 1.52 ）x105,故軸承采用脂潤滑，取3=9
16、mm，所以 m=8+16+14+8-9T7=20mm所以取 L =49mm；2（3）計算L3軸承式中， 為大齒輪端面至箱體內(nèi)壁距離，應考慮兩齒 輪的寬度差，兩齒輪的寬度為5mm，取小齒輪至箱體 內(nèi)壁距離為10mm，貝小輪大輪小取 L =39mm35.2 II車由的尺寸設 計和強度 校核5.2.1 II軸 的材料和 熱處理選 擇（4）計算L44大齒輪取 L =85mm4（5）計算L5L5二b=1.4a4=1.4（0.070.1）d4=3.925.6mm 取 L =6mm5（6）計算L66軸承取 L =34mm6名稱L1L2L3L4L5L6長度/mm70413985634（1軸圖）尺寸設計部分具體
17、步驟如下：1、電動機軸的材料選擇、熱處理方式，許用應力的確定。 選擇45剛正火。硬度達到 170217HBS，抗拉強度5b=600MPa，屈服強度5e=355MPa。5_w=55MPa5.2.1 II軸幾何尺寸的設計計2、初步計算各軸段直徑軸的結構示意圖如下：（1）計算di,按下列公式初步計算出軸的直徑，輸出軸的 功率P和扭矩TP =2.98kw T =2 2最小直徑計算（查精密機械設計教材表10-2 , c值107-118） （ ）考慮到鍵槽則估計值加大3%則d=35.6539.30mm取d1=40mm（2）計算d2d =d +2a =40+22 1 1取標準值d=48mm(3) 計算d3d
18、3二d2+(15)mm=4953mm 且 d3必須與軸承 的內(nèi)徑致，圓整d3=50m m,初選軸承型號為 6201，查表的 B=20mm, D=90mm, C=35kN,rC =23.2kN；a(4) 計算d44d4=d3+(15)mm=5155m m,為裝配方便而加大 直徑，圓整后取d =53mm4計算d5d =d +2a =53+25 44取標準值d5=63計算d66d =d =50m m,同一軸上選擇同一型號，以便減6 3少軸承孔鏜制和減少軸承類型。機械設計課程設計P154 表14-1名稱d1d2d3d4d5d6直徑/mm4048505363503、計算軸各段的長度（1）計算L11半聯(lián)軸
19、器的長度L=52mm,為保證軸端擋圈只壓 在半聯(lián)軸器上，而不是在軸的端面上，故第一段 的長度應比L略短一些 取L =50mm1（2）計算L2軸承端蓋采用凸緣式軸承端蓋，取，其中d3為螺釘直徑M8,由軸承外徑D=90mm，查表,取d3=7mm軸承軸承式中，6為箱體厚度，取，取軸旁連接螺栓的直徑為10m m，查得由于軸承的軸頸直徑和轉速的乘積（1.52）X105故軸承采用脂潤滑劑，取 9mm所以 m=8+16+14+8-9-20=17mm所以取 L =46mm2(3) 計算L3軸承式中， 為大齒輪端面至箱體內(nèi)壁距離，應考慮兩 齒輪的寬度差，兩齒輪的寬度為5mm，取小齒輪至箱 體內(nèi)壁距離為10mm，
20、貝小輪大輪小取=44mm(4) 計算L44大齒輪取 L =85mm4(5) 計算 L5=1.4a4=1.4X(0.070.1)d4=8.3311.9mm 取 L =10mm5(6)計算L66軸承取 L =40mm6各段軸長列表如下：名稱L1L2L3L4L5L6長度/mm504644851040強度校核具體步驟如下：（1）輸出軸的功率P和TP2=2-98kW T2=（2）最小直徑計算（查精密機械設計教材表10-2 , c值107-118）（ ）考慮到鍵槽則估計值加大3%則d=35.6539.30mm取 d1=40mm（3）計算齒輪受力（大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式）圓周力：徑向力：軸向力：（4）按
21、許用應力校核軸的彎曲強度1）軸的受力簡圖（圖A）2）求支持反力水平支持反力垂直支持反力3）作彎矩圖水平彎矩（圖B）垂直彎矩（圖C）4）合成彎矩，做合成彎矩圖（圖E）5）作彎矩圖（圖D）C 點左 T=ON.mmC點右T= 6）作危險截面當量彎矩圖（圖E）該軸單項工作，轉矩產(chǎn)生的彎曲應力按動循環(huán)應力考 慮，?。ǎ?）校核危險截面軸徑因為45號優(yōu)質(zhì)碳素鋼調(diào)制處理，查表得b = 650Mp b = 360Mp b = 280Mp b = 60MPabse-1 bC剖面的軸徑d3=50mm32.1mm，故強度足夠第六章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇滾動軸承 的選擇與 校核軸承的選 擇及校核（一）從動軸承：因為
22、齒輪是直齒圓柱齒輪，考慮承受載荷和只 承受徑向力，主從動輪均選用深溝球軸承 從動軸承：根據(jù)機械設計課程設計P154 表，可選擇6201 （GB/T276-1994）型深溝球軸 承2個軸承代號尺寸dDB6201509020壽命計劃要求軸承壽命：（8年兩班制工作，按每年工作300天每班工作8小時）計算選用軸承壽命查表得基本額定動負荷C=35kN，C=23.2kN；ra動載何系數(shù)X=1， Y=0當量載荷溫度系數(shù)ft=1載荷系數(shù)f =1軸承壽命系數(shù)p軸承壽命合格（二）主動軸承：主動軸承根據(jù)軸徑查選擇6207 （GB/T276-1994）型深溝球軸承2個各部分尺寸如下：軸承代號尺寸/mmdDB62073
23、57217壽命計劃要求軸承壽命：（8年兩班制工作，按每年工作300天每班工作8小時）計算選用軸承壽命查表得基本額定動負荷C=25.5kN，C=15.2kN；ra動載何系數(shù)X=1， Y=0當量載荷溫度系數(shù)ft=1載荷系數(shù)f =1軸承壽命系數(shù)p鍵的選擇與校核軸承壽命合格材料選擇及其許用擠壓應力選擇45號優(yōu)質(zhì)碳素鋼，查機械零件設計手 冊P458表323其許用擠壓應力& = 100MPal jy（1）主動軸外伸端，d=25mm，考慮到鍵在軸 中部安裝，選擇平鍵就可以了，且聯(lián)軸器軸 長度L仁70mm故選擇普通平鍵。b = 8mml = 50mmh = 7 mm靜連接工作面的擠壓應力： 則：強度足 夠，合
24、適（2）主動輪與齒輪連接處，d=40mm L=85mm選擇鍵 B=12mmh=8mm靜連接工作面的擠壓力：3）從動輪與聯(lián)軸器連接處，d=40mm L=50mm機械制圖P440聯(lián)軸器的選擇選擇鍵 b=12mmh=8mm靜連接工作面的擠壓力：4 ）從動輪與齒輪連接處d=53mm L=85mm選擇鍵 b=16mmh=10mm靜連接工作面的擠壓力：由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求， 考慮裝拆方便及經(jīng)濟問題，選用彈性套柱銷聯(lián)軸 器，取工作情況系數(shù)k 1.3選用TL7根據(jù)從動軸連處d=50mm各種參數(shù)如下：型號公稱轉矩T許用轉數(shù)n軸 孔 直徑d軸 孔 長度L外徑D材料軸 孔 類 型TL750036
25、0040112190HT200Y型聯(lián)軸器承受轉矩機械設計課程設計P165故合格減速器潤滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結構尺寸的計算及裝配潤滑方式、密封方式簡要說明潤滑方式及牌號密封方式箱體主要結構尺寸計算(1 )齒輪 v=1.884m/s (5 10)m/s ,查機械零件設計手冊P981表314-26，選用浸 油潤滑方式并根據(jù)表314-27，選用150號機械油；軸承采用潤油脂潤滑，并根據(jù)表314-23選用ZL-3型 潤油脂(1 )軸承內(nèi)部與機體內(nèi)部處用擋油環(huán)加以密封，防 止?jié)櫥瓦M入軸承內(nèi)部(2)軸承外部與端用半粗羊毛氈圈加以密封箱座與箱蓋凸緣結合面與觀察孔、油孔之間都采用靜密封方式箱座厚度60.025a+18箱蓋厚度8箱蓋凸緣厚度箱座凸緣厚度箱座底凸緣厚度地腳螺釘直徑地腳螺釘數(shù)目軸承旁聯(lián)結螺栓直徑蓋與座聯(lián)結螺栓直徑軸承端蓋螺釘直徑視孔蓋螺釘直徑定位銷直徑至外箱壁的距離至凸緣邊緣距離附件 選擇 及簡 要說 明名稱功用數(shù)量材料規(guī)格螺栓安裝端蓋12Q235螺栓安裝端蓋24Q235銷定位235彈性墊圈調(diào)整安裝265Mn氈圭寸圈調(diào)整安裝2半粗羊毛
一級直齒圓柱齒輪減速器 課程設計
