單級斜齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計綜述

機(jī)械零件課程設(shè)計說明書設(shè)計題目單級斜齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計學(xué)院能源與動力學(xué)院專業(yè)熱能與動力工程 - 動力機(jī)械班級動力機(jī)械 x 班學(xué)號 091102xxxx設(shè)計人： xxx指導(dǎo)教師： xxx完成日期： 2011 年 7 月 13 日1目錄一、設(shè)計任務(wù)書 -3二、電動機(jī)的選擇 -4三、計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)-4四、三角帶傳動設(shè)計 -6五、齒輪的設(shè)計計算 -7六、軸的設(shè)計計算 -9七、滾動軸承的選擇及計算-12八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算-13九、聯(lián)軸器的選擇 -14十、潤滑與密封 -14十一、 設(shè)計小結(jié) -15十二、 參考資料目錄 -162一、設(shè)計任務(wù)書用于帶式運(yùn)輸機(jī)的單級斜齒圓柱齒輪減速器。傳動裝置簡圖如下圖所示 :工作條件及要求：單班制工作，空載啟動，單向、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，工作中有輕微振動。運(yùn)輸帶速度允許速度誤差為 5%。工作期限為十年，檢修期間隔為三年。小批量生產(chǎn)。F=2850NV=1.5m/sD=400mm3二、電動機(jī)的選擇1、電動機(jī)類型的選擇：系列全封閉自扇冷鼠籠型三箱異步電機(jī)2、電動機(jī)功率的選擇：(1)電動機(jī)工作所需的有效功率為：Pw=FwVw/1000=2850*1.5/1000=4.275Kw(2) 傳動機(jī)裝置的總功率 :245 =0.96x0.98x0.98x0.98x0.99x0.96=0123.876P=4.88Kw(3 ) 電機(jī)所需的工作功率 :P=Pw/ 總=4.88Kw查表得： Ped=5.5Kw選電動機(jī)型號： Y132M2-6則 n 滿=960r/min三、運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計算1、計算總傳動比及分配各級的傳動比工作機(jī)的轉(zhuǎn)速n=60x1000v/（ D）=60x1000x1.5/(3.14x400)=71.62r/mini 總=n 滿/n=960/71.62=14.40查表取 i 帶=3 則 i 齒=14.40/3=4.804設(shè)計計算及說明2、計算各軸轉(zhuǎn)速n0=n 滿=960r/minn=n/i 帶 =960/3=320 r/minn=n/i 齒=320/4.80=66.67 r/minnw=n=66.67r/min3、計算各軸的功率( KW)Po =P =4.88kwP=Px0.96=4.68kwP=Px0.995 x 0.97 = 4.52 kwPw=4.52 x 0.995 x 0.98 = 4.41 KW4、計算各軸扭矩( N ? m)I 軸T1 = 9550PI/nI = 9550 x 4.68 / 320 = 139.67 NmII 軸TII = 9550PII/nII = 9550 x 4.52 /66.67 = 647.46 Nm工作軸 Tw = 9550Pw/nw = 9550 x 4.41 / 66.67 = 631.70 Nm電動機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩T0 = 9550P0/nm = 9550 x 4.88 / 960 = 48.55 Nm軸名電動機(jī)軸軸軸工作軸參數(shù)轉(zhuǎn)速（ r/min ）96032066.6766.67功率（ kw ）4.884.684.524.41轉(zhuǎn)矩 T （ N ? m）48.55139.67647.46637.70傳動比 i3.004.801.00效率0.960.9660.9765設(shè)計計算及說明結(jié)果四、三角帶傳動設(shè)計( 1) 選擇普通V 帶選用 A 型普通Pc=KaP=1.1x5.5=6.05kwV 帶由圖可選用 A 型普通 V 帶取主動輪基準(zhǔn)直徑dd1=100mm，從動輪基準(zhǔn)直徑dd2=3x100=300mmdd1=100mm(2) 確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗算帶速V：dd2=300mmV= dd1n1/60x1000=x100x960/60x1000=5.03m/s在 525 m/s 范圍內(nèi)，帶速合適。V=5.03m/s(3) 確定帶長和中心矩0.7（dd1+dd2） a02（dd1+dd2）可得 280a0800初步確定a0=500mm由 L0=2a0+x（dd1+dd2）/2+(dd2-dd1)2/4a0 得Ld=1600mmL0=1648.3mm確定基準(zhǔn)長度 Ld=1600mm計算實際中心距aa0+(Ld-L0)/2=476mm可調(diào)范圍452<a0<524a=476mm6( 4 ) 驗算小帶輪包角= 1 80- ( dd2-dd1) /a x57 .3=156=156 120（適用）(5) 確定帶的根數(shù)由 n0=960r/min dd1=100mm i=3查表 P0=0.96kwP0=0.11kw查表 k=0.935Kl=0.99Z=7由 Z=Pca/p=1.1x5.5/(0.96+0.11)x0.935x0.99=6.11 取 Z=7(6) 計算張緊力 F0F0=146.33N查表得 q=0.10kg/m,則：F0=500x1.1x5.5/(7x5.03)x(2.5/0.935-1)+0.10x5.032=146.33N則作用在軸承的壓軸力Fq：Fq=2x7x146.33xsin(156/2)=2003.85 NFq=2003.85 N五、齒輪傳動的設(shè)計計算(l) 選擇齒輪材料及精度等級7小齒輪：選用 20CrMnTi ，滲碳淬火；齒面硬度為 5662HRC。大齒輪：選用20Cr，滲碳淬火；齒面硬度5662HRC。（2）按齒輪彎曲強(qiáng)度設(shè)計取載荷系數(shù) k=1.1，齒輪系數(shù) d=1小齒輪上的轉(zhuǎn)矩： T1=9.55x1000000xp/n=1.4 x 105 N ? m初選螺旋角 =15，取 Z1=20，則Z1=20Z2=4.80x2096Z2=96實際傳動比 i=Z2/Z1=96/20=4.80i=4.80齒形系數(shù) Zv1=Z1/cos3=22.19Zv2=Z2/cos3=106.52查表得Yf1=2.72Ys1=1.57Yf2=2.18Ys2=1.80因 Yf1 Ys1/ F1 Yf2Ys2/ F2, 故對小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計算Mn1.866mm由表取 Mn=2mmMn=2mm8中心距 a=Mn(Z1+Z2)/2cos=120.09mma=120mm取 a=120mm確定螺旋角 =arcosMn(Z1+Z2)/2a=14.835d1=41.38mm齒輪分度圓直徑d1=MnZ1/cos=41.38mmd2=198.62mmd2= MnZ2/cos=198.62mm模數(shù) m=d1/Z1=2.069b1=50mm齒寬 b=dxd1=1x41.38=41.38mmb2=45mmb2=45mmb1=50mmv=0.693m/s驗算齒面接觸強(qiáng)度H =1025.3 Mpa < H齒輪圓周速度： v=d1n1/(60x1000)=0.693m/s用 8 級精度六、軸的設(shè)計計算l 、選擇軸的材料選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理；硬度217-255 HBW2、估算軸徑(1)軸直徑由算得參數(shù)可知：P1=4.68kw;n1=320r/min則由 dmin=C（P/n 的三次方根）可算軸最小直徑：dmin=22.90mmdminx（1+5%）=24.045mm9則取軸 dmin=25mm。軸為階梯軸，經(jīng)實驗計算設(shè)計各階梯軸直徑如軸下： dmin=25mm；dmin=25mmd1=30mm;d1=30mm;d2=35mm。經(jīng)過驗證，此階梯軸設(shè)計可行。（2）軸直徑由算得參數(shù)可知：P2=4.52kw;n2=66.67r/mind2=35mm則由 dmin=C（P/n 的三次方根）可算軸最小直徑：dmin=42.85mmdmin x （1+5%）=44.99則取軸 dmin=45mm。軸為階梯軸，經(jīng)實驗計算設(shè)計各階梯軸直徑如軸：下： dmin=45mm；d1=50mm;dmin=45mmd2=55mm; d3=60mm。d1=50mm;經(jīng)過驗證，此階梯軸設(shè)計可行。d2=55mm;d3=60mm。103、軸各段長度確定（1）軸長度確定軸三段長度軸最小直徑段連接皮帶， 根據(jù)普通 V 帶輪的結(jié)構(gòu)分別為（從最及尺寸公式，長度 B=(z-1)e+2f.小直徑段開皮帶的選擇為 A 型普通帶，查表35 可知，始）：其中 e=15mm,f=10mm,而 z=4，可算的 B=65mm.B=65mm.接下來兩段可根據(jù)軸承等確定為：L 1=L2=33mm。L1=L 2=33mm。（2）軸各段長度：軸各段長度在二號圖紙中已經(jīng)標(biāo)明， 其各段長度如下：軸各段長L1=65mm;度：L2=36mm;L1=65mm;L3=36mm;L5=8mm;L4=36mm;L6=31mm;L5=8mm;L3=36mm;L6=31mm;L4=36mm;L2=36mm;114、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸上零件的定位，固定和裝配。單級減速器可將齒輪安擁在箱體中央， 相對兩軸承對稱分布，主動軸采用齒輪軸七、滾動軸承的設(shè)計與計算1、選擇軸承由于軸承要承受徑向和軸向的載荷， 故選擇角接觸球軸承。2、軸承參數(shù)確定小齒輪軸的軸承內(nèi)徑dl =35mm大齒輪軸的軸承內(nèi)徑d2=55mm（1）查表 8-158小齒輪軸上的軸承選擇型號為7007 AC大齒輪軸上的軸承選擇型號為7011AC（2）7007A C 型號的軸承的主要參數(shù) .d =35mm D = 62 mm B = 14 mm（3）7011AC 型號軸承的主要參數(shù) :12d = 55mmD =90mmB =18mm通過驗證，軸承選擇合格。八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算1、軸外伸端d=25mm，考慮到鍵在軸中部位安裝，故選鍵 8x20GB/T1095-2003,b=8mm.L=20mm;h=7mm;t=4.0mm;h-t=3mm;選擇 45 鋼，許用擠壓應(yīng)力 p=2T/dkl< p=100Mpa則強(qiáng)度足夠，合格2、軸外伸端d=45mm，考慮到鍵在軸中部位安裝，故選鍵 12x53GB/T1095-2003,b=14mm.L=50mm;h=9mm;t=5.5mm; h-t=3.5mm;選擇 45 鋼，許用擠壓應(yīng)力 p=2T/dkl< p=100Mpa則強(qiáng)度足夠，合格3、從動軸與齒輪聯(lián)接處d=60mm 考慮到鍵在軸中部位安裝，故選鍵18x35GB/T1095-2003,b=18mm13選擇 45 鋼，許用擠壓應(yīng)力 p=2T/dkl< p=100Mpa則強(qiáng)度足夠，合格九、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，考慮裝卸方便及經(jīng)濟(jì)問題，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器LT7 型 GB1T4353- 1 984 公稱尺寸轉(zhuǎn)矩 Tn =500N.m, Tc<Tn,采用 L 推薦 =65mm。十、潤滑與密封1、滾動軸承的潤滑， V=1.43m/s<1.5m/s,采用潤滑脂潤滑。2、齒輪的潤滑采用浸油潤滑，侵入油的零件頂部到箱體內(nèi)底部的距離為H=45mm.3 、潤滑油的選擇查表得，齒輪選用全損耗系統(tǒng)用潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用 L-AN32潤滑油 . 輸承選用ZL-1 號通用鋰基潤滑脂3、密封方法(1 )箱體與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法14( 2 ) 觀察孔和油孔處接合面的密封在觀察孔或螺塞與機(jī)體之間加石相橡膠紙，墊片行密封。十一、設(shè)計小結(jié)15十二、參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 （第四版）陳秀寧施高義編著機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)王新華主編機(jī)械制圖第二版裘文言瞿元賞主編16