機(jī)械二級減速器課程設(shè)計二級直齒圓柱齒輪減速器

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1、機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書設(shè)計題目：二級直齒圓柱齒輪減速器學(xué) 院： 班 級：學(xué) 號：題 目：姓 名： 指導(dǎo)老師： 日 期: - 22 -目 錄一、設(shè)計題目：二級直齒圓柱齒輪減速器- 2 -二、傳動裝置總體設(shè)計：- 2 -三、選擇電動機(jī)- 3 -四、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比：- 4 -五、計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)：- 5 -六、齒輪的設(shè)計：- 5 -七、設(shè)計V帶：- 9 -八、驗算運(yùn)動誤差:- 10 -九、軸的設(shè)計：- 12 -十、聯(lián)軸器的選擇：- 21 -十一、潤滑方式的確定- 21 -十二.其他有關(guān)數(shù)據(jù)見裝配圖的明細(xì)表和手冊中的有關(guān)數(shù)據(jù)。- 21 -十三.參考資料：- 21 -

2、一、設(shè)計題目：二級直齒圓柱齒輪減速器題目：任務(wù)書I-26，1.要求：擬定傳動方案：由電動機(jī)、V帶、減速器、聯(lián)軸器、工作機(jī)構(gòu)成。2.工作條件：雙班制工作，有輕度振動，小批量生產(chǎn)，單向傳動，軸承壽命2年，減速器使用年限5年，運(yùn)動帶允許誤差5%。3.已知條件：減速箱輸出軸功率3.75馬力，運(yùn)輸帶卷筒轉(zhuǎn)速37r/min。二、傳動裝置總體設(shè)計：1. 組成：傳動裝置由電動機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。2. 特點(diǎn)：齒輪相對于軸承不對稱分布，故 沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。3. 確定傳動方案：考慮到電動機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動功率大，V帶傳動平穩(wěn)，并且在傳輸帶過載時對減速箱進(jìn)行保護(hù)，所以將V帶 設(shè)置在高速級。

3、其傳動方案如下：三、選擇電動機(jī)1.計算電動機(jī)所需功率P：查手冊第3頁表1-7：帶傳動效率：0.96每對軸承傳動效率：0.99圓柱齒輪的傳動效率：0.98電動機(jī)至工作機(jī)之間的傳動裝置的總效率：總=帶軸承3齒輪2=0.960.9930.982=0.8946減速箱輸出軸功率P3為：2.確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速：查 指導(dǎo)書第7頁表1：V帶適合傳動比為24， 二級圓柱齒輪減速器適合傳動比為i=840所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是：N d=nW (24)(840)= 314.243142.4r/min符合這一范圍的電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速有：750、1000、1500、3000。根據(jù)電動機(jī)所需功率和轉(zhuǎn)速查手冊第155頁表12-1

4、有4種適用的電動機(jī)型號，因此有4種傳動比方案如下：電動機(jī)型號額定功率 KW滿載轉(zhuǎn)速r/min堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量KgY112M-2428902.22.233Y112M-4414402.22.243Y132M1-649602.02.073Y160M1-847202.02.0118綜合考慮電動機(jī)價格和傳動裝置的尺寸、重量、和帶傳動、減速器的傳動比，可見第2種方案比較合適，因此選用電動機(jī)型號為Y 112M-4，其主要參數(shù)如下：額定功率kW滿載轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速質(zhì)量ADEFGHADABHDL414401500431902860824112190245265400四、確定傳動裝置的總傳動比和分

5、配傳動比：總傳動比： V帶適合的傳動比為=24，取=3.2（因）可取，得=2.90，=4.20五、計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)：將傳動裝置各 軸由高速到低速依次定為1軸、2軸、3軸1.各 軸轉(zhuǎn)速： 2.各 軸輸入功率： 3.各 軸輸出轉(zhuǎn)矩： 六、齒輪的設(shè)計：1、高速級大小齒輪的設(shè)計：材料：高速級小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為241.5HBS。高速級大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為186.5HBS。查課本第165頁表11-4得： ，。查課本第166頁表11-7得： ，查課本第168頁表11-10C圖得：，故 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計：8級精度制造，查課本第164頁表11-3得：均勻載荷，載荷系數(shù)K=1.2（

6、有輕度振動）取齒寬系數(shù)：對于高速級齒輪 計算中心距：由課本第165頁式11-5得：中心距 : 可取210,220等 并且尾數(shù)應(yīng)圓整為0或5；動力傳動齒輪m可以取2.5,3,4等。 ， 當(dāng)取，取m2.5時， . 返算：a=210, 分度圓直徑：,齒寬： 可取 ， 高速級小齒輪：， 高速級大齒輪：， 驗算輪齒彎曲強(qiáng)度：查課本第167頁表11-9得：，, 按齒寬計算強(qiáng)度： 第一對齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求。2、低速級大小齒輪的設(shè)計：對于低速級齒輪，按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計：8級精度制造，查課本第164頁表11-3得：載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù)計算中心距： 由課本第165頁式11-5得：中

7、心距：所以可取230，235，240等；m可以取2.5,3,4等。當(dāng)取，m=4取時，,Z2=90返算a=242=2.903。分度圓直徑：, 齒寬: 則可取 , 驗算輪齒彎曲強(qiáng)度：查課本第175頁圖11-8得：Z1=31，按最小齒寬第二對齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求。七、設(shè)計V帶：確定V帶型號,計算PC：查課本表13-6得：雙班制工作，工作時間為16小時， 則根據(jù)=3.708KW ， 由課本圖13-15，選擇A型V帶。確定帶輪的直徑，驗算帶速：，由表13-9取=280mm驗算帶速： 帶速v在(5-25)范圍內(nèi)，合適。確定V帶基準(zhǔn)長度和中心距a并驗算包角：初選中心距由于滿足，

8、所以,取=500mm初算帶長得：查課本第202頁表13-2取Ld=1600。計算實際中心距： ，實際中心距在0.7（d1+d2）2(d1+d2)之間，合理。驗算小帶輪包角： 求V帶根數(shù)Z： 令， 查課本203頁表13-3，得 V帶傳動比： 查課本204頁表134 得：因為得因為，得查課本202頁表132得： （13-15）所以取4根A型V帶。求預(yù)拉力和作用在帶輪軸上的壓力：查課本201頁表13-1得q=0.10kg/m，故由課本第197頁式13-7得單根V帶的初拉力： 作用在軸上壓力：。八、驗算運(yùn)動誤差:實際上，誤差 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱符號計算公式取值箱座厚度8箱蓋厚度9箱蓋凸緣厚度

9、12箱座凸緣厚度b13.5箱座底凸緣厚度23地腳螺釘直徑M24地腳螺釘數(shù)目查手冊6軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑M16蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直徑=（0.5- 0.6）M12地腳螺釘?shù)拈g距175軸承端蓋螺釘直徑=（0.4-0.5）M10視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）M8定位銷直徑=（0.70.8）10，至外箱壁的距離查手冊表112322216，至凸緣邊緣距離查手冊表1122016外箱壁至軸承端面距離=+（8-12）60大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離1.212齒輪端面與內(nèi)箱壁距離10箱蓋，箱座肋厚78軸承端蓋凸緣厚度t13九、軸的設(shè)計：1.第一根軸設(shè)計計算 : ,，材料：選用鋼調(diào)質(zhì)處理。 最小直徑的確定：根據(jù)課本第230頁

10、式14-2,取，C=113，得: 帶輪輪轂配合的軸段長取L1=40進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：查手冊62頁表6-1選用6006軸承， ，軸承寬B13mm， 徑向尺寸從左到右依次為,，。求作用在軸上的作用力：帶輪作用在軸上的壓力為：齒輪作用在軸上的水平力即周向力：齒輪作用在軸上的鉛垂力即徑向力： 由于齒輪和帶輪都對軸有作用力而產(chǎn)生彎矩，故將兩者彎矩分別求得再進(jìn)行合成。求支反力：鉛垂面： 水平面 選定危險截面,截面1:靠近帶輪的軸承中心；截面2:齒輪中心:水平面： 鉛垂面： 合成彎矩圖：考慮到最不利得情況，將與M直接相加： 合成當(dāng)量彎矩圖：轉(zhuǎn)矩不變，有輕度振動，取 由合成當(dāng)量彎矩圖可知：齒輪中間面為危險截面

11、。有鍵槽，存在應(yīng)力集中，考慮將軸徑降低5%計算當(dāng)量應(yīng)力：， 查表得鋼 小于 所以第一軸設(shè)計合理。鍵的設(shè)計與校核: 根據(jù)與帶輪軸配合段，確定V帶輪選用材料為鑄鐵HT200，參考教材表10-9,由于在17-22范圍內(nèi)，故軸段上采用普通A型鍵，：, 綜合考慮取L=36， 查表得 合理. 2.第二根軸的設(shè)計計算：，材料：選用鋼調(diào)質(zhì)處理。最小直徑的確定：根據(jù)課本第230頁式14-2,取，C=113得：查手冊62頁表6-1選用6007軸承，B=14mm,D=62mm,d=35mm進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：徑向尺寸從左到右依次為：=35mm，=38mm, =45mm, =38mm, =35mm軸向尺寸如圖所示求作用

12、在軸上的作用力：齒輪:圓周力： 徑向力：齒輪: 圓周力：徑向力：求軸承支反力X平面: Y平面: 選定危險截面,截面1:低速齒輪中心；截面2:軸環(huán)左端；截面3:高速齒輪中心。求齒輪產(chǎn)生得彎矩： 合成當(dāng)量彎矩圖： 轉(zhuǎn)矩不變，有輕度振動，取 各彎矩圖如下:由合成當(dāng)量彎矩圖可知:高速級齒輪軸段為危險截面.計算當(dāng)量應(yīng)力：截面1，3有鍵槽,軸徑減少5%,查表得45鋼 當(dāng)量應(yīng)力小于許用應(yīng)力 所以第二根軸設(shè)計合理。鍵的設(shè)計與校核: 根據(jù)高速級齒輪軸段直徑，故軸段上采用普通A型鍵:108 取l=50，T= 查表得 合理. 根據(jù)低速級齒輪配合處軸段，在30-38之間,故軸段上采用普通A型鍵: 綜合考慮取l=50，

13、 查表得 合理. 3.從動軸的設(shè)計：，材料：選用鋼調(diào)質(zhì)處理。計算最小軸段直徑:因為軸主要承受轉(zhuǎn)矩作用，所以按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算，取C=110,由式14-2得：取,該軸段與聯(lián)軸器相聯(lián)。各軸段結(jié)構(gòu)設(shè)計:徑向尺寸從左到右依次為：=55mm，=60mm, =66mm, =60mm, =55mm，=50mm，=48mm求作用在軸上的作用力：齒輪作用在軸上的圓周力： 徑向力：聯(lián)軸器的附加動載荷求支反力：選定危險截面,截面1:齒輪中心合成當(dāng)量彎矩圖：轉(zhuǎn)矩不變，有輕度振動，取 計算當(dāng)量應(yīng)力：截面1沒有鍵槽但尺寸變較大，存在應(yīng)力集中，考慮將軸徑降低5%：， 小于查表得鋼 所以第三根軸安全。彎矩及軸的受力分析圖如下：鍵

14、的設(shè)計與校核：因為裝聯(lián)軸器查表選鍵為，選鍵長為L=60mm校核裝齒輪查表選鍵為，因為初選鍵長為L=50mm校核十、聯(lián)軸器的選擇：計算聯(lián)軸器所需的轉(zhuǎn)矩： 查課本269表17-1取 查手冊9選用型號為GY6、GYS6、GYH6的剛性聯(lián)軸器。十一、潤滑方式的確定：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。已知：=734mm，=170mm，因為齒輪的速度很慢，所以可以達(dá)到齒輪半徑的。所以計算可得=49mm。故可得油的體積為：十二.其他有關(guān)數(shù)據(jù)見裝配圖的明細(xì)表和手冊中的有關(guān)數(shù)據(jù)。十三.參考資料：機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊(第二版)清華大學(xué) 吳宗澤，北京科技大學(xué) 羅圣國主編。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書（第二版）羅圣國，李平林等主編。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)（第四版）課本楊可楨 程光蘊(yùn) 主編。