1226-二級直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計

1226-二級直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計,二級,圓柱齒輪,減速器,設(shè)計 1設(shè)計題目：二級直齒圓柱齒輪減速器1 要求：擬定傳動關(guān)系：由電動機、V 帶、減速器、聯(lián)軸器、工作機構(gòu)成。2 工作條件：雙班工作，有輕微振動，小批量生產(chǎn)，單向傳動，使用 5 年，運輸帶允許誤差 5%。3 知條件：運輸帶卷筒轉(zhuǎn)速 ，19/minr減速箱輸出軸功率 馬力，4.25P二、 傳動裝置總體設(shè)計：1. 組成：傳動裝置由電機、減速器、工作機組成。2. 特點：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：考慮到電機轉(zhuǎn)速高，傳動功率大，將 V 帶設(shè)置在高速級。 其傳動方案如下： 2 3 5 4 1IIIVPdPw三、 選擇電機. 計算電機所需功率 ： 查手冊第 3 頁表 1-7：dP帶傳動效率：0.9612每對軸承傳動效率：0.992圓柱齒輪的傳動效率：0.963聯(lián)軸器的傳動效率：0.9934卷筒的傳動效率：0.965說明：電機至工作機之間的傳動裝置的總效率： 42134545wP3.67wdPKW2 確定電機轉(zhuǎn)速：查指導(dǎo)書第 7 頁表 1：取 V 帶傳動比 i=2 4:二級圓柱齒輪減速器傳動比 i=8 40 所以電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍是：:192480340/minni r:電 機 卷 筒 總符合這一范圍的轉(zhuǎn)速有：750、1000、1500、3000根據(jù)電動機所需功率和轉(zhuǎn)速查手冊第 155 頁表 12-1 有 4 種適用的電動機型號，因此有 4 種傳動比方案如下：方案 電動機型號額定功率同步轉(zhuǎn)速r/min額定轉(zhuǎn)速r/min重量 總傳動比1 Y112M-2 4KW 3000 2890 45Kg 152.112 Y112M-4 4KW 1500 1440 43Kg 75.793 Y132M1-6 4KW 1000 960 73Kg 50.534 Y160M1-8 4KW 750 720 118Kg37.89綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、和帶傳動、減速器的傳動比，3可見第 3 種方案比較合適，因此選用電動機型號為 Y132M1-6，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A D E F G H L AB4 960 1000 73 216 38 80 10 33 132 515 280四 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比：總傳動比： 9605.31ni總 卷 筒分配傳動比：取 則3.i帶 120.5/3.16.49i取 經(jīng)計算12.35ii:12.i23.6i1.i注： 為帶輪傳動比， 為高速級傳動比， 為低速級傳動比。i帶 1i 2i五 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)：將傳動裝置各軸由高速到低速依次定為 1 軸、2 軸、3 軸、4 軸依次為電機與軸 1，軸 1 與軸 2，軸 2 與軸 3，軸 3 與軸 401234,之間的傳動效率。. 各軸轉(zhuǎn)速： 1960314.8/min.5mnri帶41219608/min34.mnrii帶231219./i.5rii帶2 各軸輸入功率： 1013.67.52dpkW1202.931dp3313.0.96.3.05k 44024796.93dp kW3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩： 3.9506.59ddwpTNmn10136.0.61.dTi帶22123504.630.9647.diNm帶3231201236.50.56.9.609.159.dTiTi Nm帶43401201234.3.0.3157.6di 運動和動力參數(shù)結(jié)果如下表：功率 P KW 轉(zhuǎn)矩 T Nm軸名輸入 輸出 輸入 輸出轉(zhuǎn)速 r/min電動機軸 3.67 36.5 9601 軸 3.52 3.48 106.9 105.8 314.862 軸 3.21 3.18 470.3 465.6 683 軸 3.05 3.02 1591.5 1559.6 19.14 軸 3 2.97 1575.6 1512.6 19.15六 設(shè)計 V 帶和帶輪：1.設(shè)計 V 帶確定 V 帶型號查課本 表 13-6 得： 則205P2.1AK1.23674.cAdPKkW根據(jù) =4.4, =960r/min,由課本 圖 13-5，選擇 A 型 V 帶，取c0n05。1d查課本第 206 頁表 13-7 取 。123.512.9837.6nd 2375d為帶傳動的滑動率 。0.:驗算帶速： 帶速在 范圍內(nèi)，150.28/66dnVms 5/ms:合適。取 V 帶基準(zhǔn)長度 和中心距 a：dL初步選取中心距 a： ，取 。012.5.53750d075a由課本第 195 頁式（13-2）得： 查課本00 021123.84dLa第 202 頁表 13-2 取 。由課本第 206 頁式 13-6 計算實際中心距：250dL。00847.12dLa驗算小帶輪包角 ：由課本第 195 頁式 13-1 得：。215.3620a求 V 帶根數(shù) Z：由課本第 204 頁式 13-15 得： 00LcPZK查課本第 203 頁表 13-3 由內(nèi)插值法得 。01.38P0.EFABCEF=0.1=1.37+0.1=1.380P6K 1 EFABC EF=0.08 0.18P查課本第 202 頁表 13-2 得 。1.09L查課本第 204 頁表 13-5 由內(nèi)插值法得 。 =163.0 EF=0.0090.95K1EFABC=0.95+0.009=0.959K則 00 4.2.841.380951.0LcPkWZK取 根。3求作用在帶輪軸上的壓力 ：查課本 201 頁表 13-1 得QFq=0.10kg/m，故由課本第 197 頁式 13-7 得單根 V 帶的初拉力：2 205.504.25(1)(1)0.68190.3689cPFqv NzvK作用在軸上壓力：7。0 1632sin390.sin2.8cFZN七 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 250HBS。45高速級大齒輪選用 鋼正火，齒面硬度為 220HBS。45查課本第 166 頁表 11-7 得： 。lim10HMpalim2540Hpa查課本第 165 頁表 11-4 得： 。1.HS.3F故 。lim1150.HMpaSlim225491.H查課本第 168 頁表 11-10C 圖得： 。li10Fpalim2150Fpa故 。lim112154.3F palim22.3FFMS按齒面接觸強度設(shè)計：9 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 1651.2K0.4a頁式 11-5 得： 11 2533551.069.617.494.3HaTauu 考慮高速級大齒輪與低速級大齒輪相差不大取 a2.m則 取 1268aZm129Z213實際傳動比： 34.7傳動比誤差： 。0%.5.6齒寬： 取04218ab24b190高速級大齒輪： 高速級小齒輪： 2b23Z190b12Z驗算輪齒彎曲強度：查課本第 167 頁表 11-9 得： 1.6FY2.F按最小齒寬 計算：284b 11 1322.0.94.5845FF FKTYMpabmZ 8所以安全。21 236.8F FYMpa齒輪的圓周速度： 129.5314.89/6060dnVms查課本第 162 頁表 11-2 知選用 9 級的的精度是合適的。2 低速級大小齒輪的設(shè)計：材料：低速級小齒輪選用 鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 250HBS。45低速級大齒輪選用 鋼正火，齒面硬度為 220HBS。查課本第 166 頁表 11-7 得： 。lim30HMpalim450Hpa查課本第 165 頁表 11-4 得： 。1.HS.F故 。lim33501.HMpaSlim445491.H查課本第 168 頁表 11-10C 圖得： 。li320Fpalim4150Fpa故 。lim33254.F palim44.FFMS按齒面接觸強度設(shè)計：9 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)1.2K0.5計算中心距： 由課本第 165 頁式 11-5 得：22 2333551.470.1.6241.956HTauu 取 則 取04m34aZm3Z498計算傳動比誤差： 合適98.562710%.95齒寬： 則取 0.ba42b34103b:低速級大齒輪： 4125498Z低速級小齒輪： 337驗算輪齒彎曲強度：查課本第 167 頁表 11-9 得： 32.65FY42.5FY9按最小齒寬 計算：4125b 33 33221.59.61047.94FF FKTYMpabmZ 安全。423 40.7F FYMpa齒輪的圓周速度： 327680.12/601dnVms查課本第 162 頁表 11-2 知選用 9 級的的精度是合適的。八 減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱 符號計算公式 結(jié)果箱座厚度 83025.a10箱蓋厚度 11 9箱蓋凸緣厚度b. 12箱座凸緣厚度b5.115箱座底凸緣厚度2.2 25地腳螺釘直徑fd12036.af M24地腳螺釘數(shù)目n查手冊 6軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑1dfd72.01M12蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直徑2=（0.5 2d:0.6） fM1010軸承端蓋螺釘直徑3d=（0.4 0.5）3:f10視孔蓋螺釘直徑4d=（0.3 0.4）4:f 8定位銷直徑 d=（0.7 0.8）2 8， ，fd1至外箱壁2的距離1C查手冊表 112 342218， 至凸fd2緣邊緣距離2C查手冊表 112 2816外箱壁至軸承端面距離1l= + +（5 101l2:）50大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離11.21 15齒輪端面與內(nèi)箱壁距離22 10箱蓋，箱座肋厚m,1 85.0,.1198.5軸承端蓋外徑2D+（5 5.52:） 3d120（1 軸）125（2 軸）11150（3 軸）軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離S2D120（1 軸）125（2 軸）150（3 軸）九 軸的設(shè)計：1高速軸設(shè)計：材料：選用 45 號鋼調(diào)質(zhì)處理。查課本第 230 頁表 14-2取 C=100。35Mpa各軸段直徑的確定：根據(jù)課本第 230 頁式 14-2 得：又因為裝小帶輪的電動機軸徑 ，又因為高1min33.20.48PdC 38d速軸第一段軸徑裝配大帶輪，且 所以查手冊第 9 頁表 1-1610.823d:取 。L 1=1.75d1-3=60。136d因為大帶輪要靠軸肩定位，且還要配合密封圈，所以查手冊 85 頁表2407-12 取 ，L 2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。2段裝配軸承且 ，所以查手冊 62 頁表 6-1 取 。選用 6009 軸承。3d32d 345dL3=B+ +2=16+10+2=28。3段主要是定位軸承，取 。L 4根據(jù)箱體內(nèi)壁線確定后在確定。4 450裝配齒輪段直徑：判斷是不是作成齒輪軸： 5d查手冊 51 頁表 4-1 得：412.5fdetm13.tm得：e=5.96.25。12段裝配軸承所以 L6= L3=28。6d6345d2 校核該軸和軸承：L 1=73 L2=211 L3=96作用在齒輪上的圓周力為： 10.912485tTFNd徑向力為 28473rtgt作用在軸 1 帶輪上的外力： 13.Q求垂直面的支反力： 2110738rVlFN212rV求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖： 3271057.6avMFl Nm184求水平面的支承力：由 得12()HtFllN12129481773tlN2 5HtF求并繪制水平面彎矩圖： 3197108.2aHMl m2554FN求 F 在支點產(chǎn)生的反力： 312961.834.7l21.2.157.F N13求并繪制 F 力產(chǎn)生的彎矩圖： 32312.896018.7FMl N 472aF 在 a 處產(chǎn)生的彎矩： 3138.10.7l Nm求合成彎矩圖：考慮最不利的情況，把 與 直接相加。aFM2avH2 27.5.618.96.1aFaVHMNm 24求危險截面當(dāng)量彎矩：從圖可見，m-m 處截面最危險，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù) ）0.62222()196.(0.16.9)0.4aeMTNm計算危險截面處軸的直徑：因為材料選擇 調(diào)質(zhì)，查課本 225 頁表 14-1 得 ，查課本 231 頁#45 650BMPa表 14-3 得許用彎曲應(yīng)力 ，則：160bMPa3331206.2.50.ebMdm因為 ，所以該軸是安全的。54add3 軸承壽命校核：軸承壽命可由式 進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，610()thPCfLhn所以 ，查課本 259 頁表 16-9，10 取 取rPF 1,.2,tpf3按最不利考慮，則有： 2211809784.72.rvHFF N223516r14則 因此所該軸承符合要求。663101029.510()()6.34.8thPCfLhn年4 彎矩及軸的受力分析圖如下：軸 15 鍵的設(shè)計與校核: 根據(jù) ，確定 V 帶輪選鑄鐵 HT200，參考教材表 10-9,由136,0.9dT于 在 范圍內(nèi)，故 軸段上采用鍵 ： , 108:1dbh108采用 A 型普通鍵:鍵校核.為 L1=1.75d1-3=60 綜合考慮取 =50 得l15查課本 155 頁表 10-10 所選鍵31406.917.385pTMpadlh 506b:為： :b中間軸的設(shè)計：材料：選用 45 號鋼調(diào)質(zhì)處理。查課本第 230 頁表 14-2 取C=100。35Mpa根據(jù)課本第 230 頁式 14-2 得： 2min33.106.8PdC段要裝配軸承，所以查手冊第 9 頁表 1-16 取 ，查手冊 62 頁表 6-11d 14選用 6208 軸承，L 1=B+ + + =18+10+10+2=40。32:裝配低速級小齒輪，且 取 ，L 2=128，因為要比齒輪孔長度少2 21d245。3:段主要是定位高速級大齒輪，所以取 ，L 3= =10。3d 360d4裝配高速級大齒輪，取 L4=84-2=82。4 45d段要裝配軸承，所以查手冊第 9 頁表 1-16 取 ，查手冊 62 頁表 6-15 5選用 6208 軸承，L 1=B+ + +3+ =18+10+10+2=43。323:校核該軸和軸承：L 1=74 L2=117 L3=94作用在 2、3 齒輪上的圓周力： 2470.127095tTFNdN33.89t徑向力： 2702985rtFgt38316rt N求垂直面的支反力1632311()985(174)3691rrVFll N232620rVr計算垂直彎矩： 317410.9aVmMFl Nm32()6(741)851705.nrl Nm求水平面的支承力：32311()80924586741ttHFll23158630ttHN計算、繪制水平面彎矩圖： 314586702.aHmMFl m3232()8(741)80917295.ntl Nm求合成彎矩圖，按最不利情況考慮： 22.93.amavHmNm530nnM求危險截面當(dāng)量彎矩：從圖可見，m-m,n-n 處截面最危險，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù) ）0.62222()30(.6470.3)1.eanMTNm 28m計算危險截面處軸的直徑：n-n 截面: 333140.90.6ebdm17m-m 截面: 333140.90.6ebMdm由于 ，所以該軸是安全的。425m軸承壽命校核：軸承壽命可由式 進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的610()thPCfLhn作用，所以 ，查課本 259 頁表 16-9，10 取 取rPF 1,.,tpf3222113645896rvHFN22073r則 ，軸承使用壽命在 年范圍66212.0()()2.108thPCfLhyn23:內(nèi)，因此所該軸承符合要求。彎矩及軸的受力分析圖如下：18鍵的設(shè)計與校核：已知 參考教材表 10-11，由于 所以取4225,70.3dTNm 2(450)d:19bh因為齒輪材料為 45 鋼。查課本 155 頁表 10-10 得 12b:L=128-18=110 取鍵長為 110. L=82-12=70 取鍵長為 70根據(jù)擠壓強度條件，鍵的校核為： 32470.82.95914b bTMpadhl32470.15459b bTMpadhl所以所選鍵為: :970bhl:1490hl從動軸的設(shè)計：確定各軸段直徑計算最小軸段直徑。因為軸主要承受轉(zhuǎn)矩作用，所以按扭轉(zhuǎn)強度計算，由式 14-2 得：考慮到該軸段上開有鍵槽，因此取331.56107.19PdCmn查手冊 9 頁表 1-16 圓整成標(biāo)準(zhǔn)值，取157.(%). 163dm為使聯(lián)軸器軸向定位，在外伸端設(shè)置軸肩，則第二段軸徑 。270查手冊 85 頁表 7-2，此尺寸符合軸承蓋和密封圈標(biāo)準(zhǔn)值，因此取 。設(shè)計軸段 ，為使軸承裝拆方便，查手冊 62 頁，表 6-1，取 ，采用3d擋油環(huán)給軸承定位。選軸承 6215: 。130,25,84aDBd375設(shè)計軸段 ，考慮到擋油環(huán)軸向定位，故取4 0設(shè)計另一端軸頸 ，取 ，軸承由擋油環(huán)定位，擋油環(huán)另一7d735dm端靠齒輪齒根處定位。19 輪裝拆方便，設(shè)計軸頭 ，取 ，查手冊 9 頁表 1-16 取 。6d67d680dm設(shè)計軸環(huán) 及寬度 b5d使齒輪軸向定位，故取 取56280(.7803)97.2dhm510d,1.4.(0783)12bhm確定各軸段長度。有聯(lián)軸器的尺寸決定 (后面將會講到).1l 107lL250meL因為 ,所以22459Bm2519650leLm軸頭長度 因為此段要比此輪孔的長度短631hl: 23:338l其它各軸段長度由結(jié)構(gòu)決定。（4） 校核該軸和軸承：L 1=97.5 L2=204.5 L3=116求作用力、力矩和和力矩、危險截面的當(dāng)量彎矩。作用在齒輪上的圓周力： 3342159.08194tTFNd徑向力： 25rtgt302159.02977FN求垂直面的支反力： 214.520897.rVl2167rVFN計算垂直彎矩：203286704.5180.avMFl Nm.m19.2.5v求水平面的支承力。 2104.581032tHlFN21795t計算、繪制水平面彎矩圖。 313584.107.aHMFl Nm2962求 F 在支點產(chǎn)生的反力 312471580l N21940F求 F 力產(chǎn)生的彎矩圖。 32347161Ml N1589.0.mFF 在 a 處產(chǎn)生的彎矩： 317.1.mFl N求合成彎矩圖?？紤]最不利的情況，把 與 直接相加。mFM2avH210.8.476.38.amFavHMNm求危險截面當(dāng)量彎矩。從圖可見，m-m 處截面最危險，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù) ）0.622223()68(0.159)4.ameTNm21計算危險截面處軸的直徑。因為材料選擇 調(diào)質(zhì)，查課本 225 頁表 14-1 得 ，查課本 231#45 650BMPa頁表 14-3 得許用彎曲應(yīng)力 ，則：160bMPa3331257.0.0.ebMdm考慮到鍵槽的影響，取 1.60.3d因為 ，所以該軸是安全的。58dm（5） 軸承壽命校核。軸承壽命可由式 進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的610()thPCfLhn作用，所以 ，查課本 259 頁表 16-9，10 取 取rPF 1,.2,tpf3按最不利考慮，則有： 2211085738764rvHFF N則 ,66331010.0()()64.89.27thPCfLhyn該軸承壽命為 64.8 年,所以軸上的軸承是適合要求的。（6）彎矩及軸的受力分析圖如下：22（7）鍵的設(shè)計與校核：因為 d1=63 裝聯(lián)軸器查課本 153 頁表 10-9 選鍵為 查課本 155 頁:18bh表 10-10 得 012b:因為 L1=107 初選鍵長為 100,校核 所以所3467.50118bTMpadlh選鍵為: :810bhl裝齒輪查課本 153 頁表 10-9 選鍵為 查課本 155 頁表 10-680d :214bh10 得 12b因為 L6=122 初選鍵長為 100,校核 3465.076.2814bTMpadlh所以所選鍵為: .:2140bhl十 高速軸大齒輪的設(shè)計23因 采用腹板式結(jié)構(gòu)347.50adm代號 結(jié)構(gòu)尺寸和計算公式 結(jié)果輪轂處直徑 1D.61.45sd72輪轂軸向長度 LB84倒角尺寸 n0.nm1齒根圓處的厚度 00(2.54)n10腹板最大直徑 1D10fd321.25板孔直徑 0d01.25()62.5腹板厚度 c.3cb齒 寬 25.2電動機帶輪的設(shè)計代號 結(jié)構(gòu)尺寸和計算公式 結(jié)果sd手冊 157 頁 38mmh(1.82).38hsd68.4mmL5s取 60mmrd()1521raHm81mm002hrd74.7mms(.3)0.sB10mm115115mm220.5mm十一.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 CATK1.5AK查手冊 94 頁表1.57.623.4CA Nm8-7 選用型號為 HL6 的彈性柱銷聯(lián)軸器。24十二潤滑方式的確定：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5(1.2)0./minr50 號潤滑，裝至規(guī)定高度。十三.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)。十四.參考資料：機械設(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。機械課程設(shè)計 （重慶大學(xué)出版社）周元康等主編。機械設(shè)計基礎(chǔ) （第四版）課本楊可楨 程光蘊 主編。251設(shè)計題目：二級直齒圓柱齒輪減速器1 要求：擬定傳動關(guān)系：由電動機、V 帶、減速器、聯(lián)軸器、工作機構(gòu)成。2 工作條件：雙班工作，有輕微振動，小批量生產(chǎn)，單向傳動，使用 5 年，運輸帶允許誤差 5%。3 知條件：運輸帶卷筒轉(zhuǎn)速 ，19/minr減速箱輸出軸功率 馬力，4.25P二、 傳動裝置總體設(shè)計：1. 組成：傳動裝置由電機、減速器、工作機組成。2. 特點：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：考慮到電機轉(zhuǎn)速高，傳動功率大，將 V 帶設(shè)置在高速級。 其傳動方案如下： 2 3 5 4 1IIIVPdPw三、 選擇電機. 計算電機所需功率 ： 查手冊第 3 頁表 1-7：dP帶傳動效率：0.9612每對軸承傳動效率：0.992圓柱齒輪的傳動效率：0.963聯(lián)軸器的傳動效率：0.9934卷筒的傳動效率：0.965說明：電機至工作機之間的傳動裝置的總效率： 42134545wP3.67wdPKW2 確定電機轉(zhuǎn)速：查指導(dǎo)書第 7 頁表 1：取 V 帶傳動比 i=2 4:二級圓柱齒輪減速器傳動比 i=8 40 所以電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍是：:192480340/minni r:電 機 卷 筒 總符合這一范圍的轉(zhuǎn)速有：750、1000、1500、3000根據(jù)電動機所需功率和轉(zhuǎn)速查手冊第 155 頁表 12-1 有 4 種適用的電動機型號，因此有 4 種傳動比方案如下：方案 電動機型號額定功率同步轉(zhuǎn)速r/min額定轉(zhuǎn)速r/min重量 總傳動比1 Y112M-2 4KW 3000 2890 45Kg 152.112 Y112M-4 4KW 1500 1440 43Kg 75.793 Y132M1-6 4KW 1000 960 73Kg 50.534 Y160M1-8 4KW 750 720 118Kg37.89綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、和帶傳動、減速器的傳動比，3可見第 3 種方案比較合適，因此選用電動機型號為 Y132M1-6，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A D E F G H L AB4 960 1000 73 216 38 80 10 33 132 515 280四 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比：總傳動比： 9605.31ni總 卷 筒分配傳動比：取 則3.i帶 120.5/3.16.49i取 經(jīng)計算12.35ii:12.i23.6i1.i注： 為帶輪傳動比， 為高速級傳動比， 為低速級傳動比。i帶 1i 2i五 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)：將傳動裝置各軸由高速到低速依次定為 1 軸、2 軸、3 軸、4 軸依次為電機與軸 1，軸 1 與軸 2，軸 2 與軸 3，軸 3 與軸 401234,之間的傳動效率。. 各軸轉(zhuǎn)速： 1960314.8/min.5mnri帶41219608/min34.mnrii帶231219./i.5rii帶2 各軸輸入功率： 1013.67.52dpkW1202.931dp3313.0.96.3.05k 44024796.93dp kW3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩： 3.9506.59ddwpTNmn10136.0.61.dTi帶22123504.630.9647.diNm帶3231201236.50.56.9.609.159.dTiTi Nm帶43401201234.3.0.3157.6di 運動和動力參數(shù)結(jié)果如下表：功率 P KW 轉(zhuǎn)矩 T Nm軸名輸入 輸出 輸入 輸出轉(zhuǎn)速 r/min電動機軸 3.67 36.5 9601 軸 3.52 3.48 106.9 105.8 314.862 軸 3.21 3.18 470.3 465.6 683 軸 3.05 3.02 1591.5 1559.6 19.14 軸 3 2.97 1575.6 1512.6 19.15六 設(shè)計 V 帶和帶輪：1.設(shè)計 V 帶確定 V 帶型號查課本 表 13-6 得： 則205P2.1AK1.23674.cAdPKkW根據(jù) =4.4, =960r/min,由課本 圖 13-5，選擇 A 型 V 帶，取c0n05。1d查課本第 206 頁表 13-7 取 。123.512.9837.6nd 2375d為帶傳動的滑動率 。0.:驗算帶速： 帶速在 范圍內(nèi)，150.28/66dnVms 5/ms:合適。取 V 帶基準(zhǔn)長度 和中心距 a：dL初步選取中心距 a： ，取 。012.5.53750d075a由課本第 195 頁式（13-2）得： 查課本00 021123.84dLa第 202 頁表 13-2 取 。由課本第 206 頁式 13-6 計算實際中心距：250dL。00847.12dLa驗算小帶輪包角 ：由課本第 195 頁式 13-1 得：。215.3620a求 V 帶根數(shù) Z：由課本第 204 頁式 13-15 得： 00LcPZK查課本第 203 頁表 13-3 由內(nèi)插值法得 。01.38P0.EFABCEF=0.1=1.37+0.1=1.380P6K 1 EFABC EF=0.08 0.18P查課本第 202 頁表 13-2 得 。1.09L查課本第 204 頁表 13-5 由內(nèi)插值法得 。 =163.0 EF=0.0090.95K1EFABC=0.95+0.009=0.959K則 00 4.2.841.380951.0LcPkWZK取 根。3求作用在帶輪軸上的壓力 ：查課本 201 頁表 13-1 得QFq=0.10kg/m，故由課本第 197 頁式 13-7 得單根 V 帶的初拉力：2 205.504.25(1)(1)0.68190.3689cPFqv NzvK作用在軸上壓力：7。0 1632sin390.sin2.8cFZN七 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 250HBS。45高速級大齒輪選用 鋼正火，齒面硬度為 220HBS。45查課本第 166 頁表 11-7 得： 。lim10HMpalim2540Hpa查課本第 165 頁表 11-4 得： 。1.HS.3F故 。lim1150.HMpaSlim225491.H查課本第 168 頁表 11-10C 圖得： 。li10Fpalim2150Fpa故 。lim112154.3F palim22.3FFMS按齒面接觸強度設(shè)計：9 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 1651.2K0.4a頁式 11-5 得： 11 2533551.069.617.494.3HaTauu 考慮高速級大齒輪與低速級大齒輪相差不大取 a2.m則 取 1268aZm129Z213實際傳動比： 34.7傳動比誤差： 。0%.5.6齒寬： 取04218ab24b190高速級大齒輪： 高速級小齒輪： 2b23Z190b12Z驗算輪齒彎曲強度：查課本第 167 頁表 11-9 得： 1.6FY2.F按最小齒寬 計算：284b 11 1322.0.94.5845FF FKTYMpabmZ 8所以安全。21 236.8F FYMpa齒輪的圓周速度： 129.5314.89/6060dnVms查課本第 162 頁表 11-2 知選用 9 級的的精度是合適的。2 低速級大小齒輪的設(shè)計：材料：低速級小齒輪選用 鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 250HBS。45低速級大齒輪選用 鋼正火，齒面硬度為 220HBS。查課本第 166 頁表 11-7 得： 。lim30HMpalim450Hpa查課本第 165 頁表 11-4 得： 。1.HS.F故 。lim33501.HMpaSlim445491.H查課本第 168 頁表 11-10C 圖得： 。li320Fpalim4150Fpa故 。lim33254.F palim44.FFMS按齒面接觸強度設(shè)計：9 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)1.2K0.5計算中心距： 由課本第 165 頁式 11-5 得：22 2333551.470.1.6241.956HTauu 取 則 取04m34aZm3Z498計算傳動比誤差： 合適98.562710%.95齒寬： 則取 0.ba42b34103b:低速級大齒輪： 4125498Z低速級小齒輪： 337驗算輪齒彎曲強度：查課本第 167 頁表 11-9 得： 32.65FY42.5FY9按最小齒寬 計算：4125b 33 33221.59.61047.94FF FKTYMpabmZ 安全。423 40.7F FYMpa齒輪的圓周速度： 327680.12/601dnVms查課本第 162 頁表 11-2 知選用 9 級的的精度是合適的。八 減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱 符號計算公式 結(jié)果箱座厚度 83025.a10箱蓋厚度 11 9箱蓋凸緣厚度b. 12箱座凸緣厚度b5.115箱座底凸緣厚度2.2 25地腳螺釘直徑fd12036.af M24地腳螺釘數(shù)目n查手冊 6軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑1dfd72.01M12蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直徑2=（0.5 2d:0.6） fM1010軸承端蓋螺釘直徑3d=（0.4 0.5）3:f10視孔蓋螺釘直徑4d=（0.3 0.4）4:f 8定位銷直徑 d=（0.7 0.8）2 8， ，fd1至外箱壁2的距離1C查手冊表 112 342218， 至凸fd2緣邊緣距離2C查手冊表 112 2816外箱壁至軸承端面距離1l= + +（5 101l2:）50大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離11.21 15齒輪端面與內(nèi)箱壁距離22 10箱蓋，箱座肋厚m,1 85.0,.1198.5軸承端蓋外徑2D+（5 5.52:） 3d120（1 軸）125（2 軸）11150（3 軸）軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離S2D120（1 軸）125（2 軸）150（3 軸）九 軸的設(shè)計：1高速軸設(shè)計：材料：選用 45 號鋼調(diào)質(zhì)處理。查課本第 230 頁表 14-2取 C=100。35Mpa各軸段直徑的確定：根據(jù)課本第 230 頁式 14-2 得：又因為裝小帶輪的電動機軸徑 ，又因為高1min33.20.48PdC 38d速軸第一段軸徑裝配大帶輪，且 所以查手冊第 9 頁表 1-1610.823d:取 。L 1=1.75d1-3=60。136d因為大帶輪要靠軸肩定位，且還要配合密封圈，所以查手冊 85 頁表2407-12 取 ，L 2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。2段裝配軸承且 ，所以查手冊 62 頁表 6-1 取 。選用 6009 軸承。3d32d 345dL3=B+ +2=16+10+2=28。3段主要是定位軸承，取 。L 4根據(jù)箱體內(nèi)壁線確定后在確定。4 450裝配齒輪段直徑：判斷是不是作成齒輪軸： 5d查手冊 51 頁表 4-1 得：412.5fdetm13.tm得：e=5.96.25。12段裝配軸承所以 L6= L3=28。6d6345d2 校核該軸和軸承：L 1=73 L2=211 L3=96作用在齒輪上的圓周力為： 10.912485tTFNd徑向力為 28473rtgt作用在軸 1 帶輪上的外力： 13.Q求垂直面的支反力： 2110738rVlFN212rV求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖： 3271057.6avMFl Nm184求水平面的支承力：由 得12()HtFllN12129481773tlN2 5HtF求并繪制水平面彎矩圖： 3197108.2aHMl m2554FN求 F 在支點產(chǎn)生的反力： 312961.834.7l21.2.157.F N13求并繪制 F 力產(chǎn)生的彎矩圖： 32312.896018.7FMl N 472aF 在 a 處產(chǎn)生的彎矩： 3138.10.7l Nm求合成彎矩圖：考慮最不利的情況，把 與 直接相加。aFM2avH2 27.5.618.96.1aFaVHMNm 24求危險截面當(dāng)量彎矩：從圖可見，m-m 處截面最危險，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù) ）0.62222()196.(0.16.9)0.4aeMTNm計算危險截面處軸的直徑：因為材料選擇 調(diào)質(zhì)，查課本 225 頁表 14-1 得 ，查課本 231 頁#45 650BMPa表 14-3 得許用彎曲應(yīng)力 ，則：160bMPa3331206.2.50.ebMdm因為 ，所以該軸是安全的。54add3 軸承壽命校核：軸承壽命可由式 進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，610()thPCfLhn所以 ，查課本 259 頁表 16-9，10 取 取rPF 1,.2,tpf3按最不利考慮，則有： 2211809784.72.rvHFF N223516r14則 因此所該軸承符合要求。663101029.510()()6.34.8thPCfLhn年4 彎矩及軸的受力分析圖如下：軸 15 鍵的設(shè)計與校核: 根據(jù) ，確定 V 帶輪選鑄鐵 HT200，參考教材表 10-9,由136,0.9dT于 在 范圍內(nèi)，故 軸段上采用鍵 ： , 108:1dbh108采用 A 型普通鍵:鍵校核.為 L1=1.75d1-3=60 綜合考慮取 =50 得l15查課本 155 頁表 10-10 所選鍵31406.917.385pTMpadlh 506b:為： :b中間軸的設(shè)計：材料：選用 45 號鋼調(diào)質(zhì)處理。查課本第 230 頁表 14-2 取C=100。35Mpa根據(jù)課本第 230 頁式 14-2 得： 2min33.106.8PdC段要裝配軸承，所以查手冊第 9 頁表 1-16 取 ，查手冊 62 頁表 6-11d 14選用 6208 軸承，L 1=B+ + + =18+10+10+2=40。32:裝配低速級小齒輪，且 取 ，L 2=128，因為要比齒輪孔長度少2 21d245。3:段主要是定位高速級大齒輪，所以取 ，L 3= =10。3d 360d4裝配高速級大齒輪，取 L4=84-2=82。4 45d段要裝配軸承，所以查手冊第 9 頁表 1-16 取 ，查手冊 62 頁表 6-15 5選用 6208 軸承，L 1=B+ + +3+ =18+10+10+2=43。323:校核該軸和軸承：L 1=74 L2=117 L3=94作用在 2、3 齒輪上的圓周力： 2470.127095tTFNdN33.89t徑向力： 2702985rtFgt38316rt N求垂直面的支反力1632311()985(174)3691rrVFll N232620rVr計算垂直彎矩： 317410.9aVmMFl Nm32()6(741)851705.nrl Nm求水平面的支承力：32311()80924586741ttHFll23158630ttHN計算、繪制水平面彎矩圖： 314586702.aHmMFl m3232()8(741)80917295.ntl Nm求合成彎矩圖，按最不利情況考慮： 22.93.amavHmNm530nnM求危險截面當(dāng)量彎矩：從圖可見，m-m,n-n 處截面最危險，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù) ）0.62222()30(.6470.3)1.eanMTNm 28m計算危險截面處軸的直徑：n-n 截面: 333140.90.6ebdm17m-m 截面: 333140.90.6ebMdm由于 ，所以該軸是安全的。425m軸承壽命校核：軸承壽命可由式 進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的610()thPCfLhn作用，所以 ，查課本 259 頁表 16-9，10 取 取rPF 1,.,tpf3222113645896rvHFN22073r則 ，軸承使用壽命在 年范圍66212.0()()2.108thPCfLhyn23:內(nèi)，因此所該軸承符合要求。彎矩及軸的受力分析圖如下：18鍵的設(shè)計與校核：已知 參考教材表 10-11，由于 所以取4225,70.3dTNm 2(450)d:19bh因為齒輪材料為 45 鋼。查課本 155 頁表 10-10 得 12b:L=128-18=110 取鍵長為 110. L=82-12=70 取鍵長為 70根據(jù)擠壓強度條件，鍵的校核為： 32470.82.95914b bTMpadhl32470.15459b bTMpadhl所以所選鍵為: :970bhl:1490hl從動軸的設(shè)計：確定各軸段直徑計算最小軸段直徑。因為軸主要承受轉(zhuǎn)矩作用，所以按扭轉(zhuǎn)強度計算，由式 14-2 得：考慮到該軸段上開有鍵槽，因此取331.56107.19PdCmn查手冊 9 頁表 1-16 圓整成標(biāo)準(zhǔn)值，取157.(%). 163dm為使聯(lián)軸器軸向定位，在外伸端設(shè)置軸肩，則第二段軸徑 。270查手冊 85 頁表 7-2，此尺寸符合軸承蓋和密封圈標(biāo)準(zhǔn)值，因此取 。設(shè)計軸段 ，為使軸承裝拆方便，查手冊 62 頁，表 6-1，取 ，采用3d擋油環(huán)給軸承定位。選軸承 6215: 。130,25,84aDBd375設(shè)計軸段 ，考慮到擋油環(huán)軸向定位，故取4 0設(shè)計另一端軸頸 ，取 ，軸承由擋油環(huán)定位，擋油環(huán)另一7d735dm端靠齒輪齒根處定位。19 輪裝拆方便，設(shè)計軸頭 ，取 ，查手冊 9 頁表 1-16 取 。6d67d680dm設(shè)計軸環(huán) 及寬度 b5d使齒輪軸向定位，故取 取56280(.7803)97.2dhm510d,1.4.(0783)12bhm確定各軸段長度。有聯(lián)軸器的尺寸決定 (后面將會講到).1l 107lL250meL因為 ,所以22459Bm2519650leLm軸頭長度 因為此段要比此輪孔的長度短631hl: 23:338l其它各軸段長度由結(jié)構(gòu)決定。（4） 校核該軸和軸承：L 1=97.5 L2=204.5 L3=116求作用力、力矩和和力矩、危險截面的當(dāng)量彎矩。作用在齒輪上的圓周力： 3342159.08194tTFNd徑向力： 25rtgt302159.02977FN求垂直面的支反力： 214.520897.rVl2167rVFN計算垂直彎矩：203286704.5180.avMFl Nm.m19.2.5v求水平面的支承力。 2104.581032tHlFN21795t計算、繪制水平面彎矩圖。 313584.107.aHMFl Nm2962求 F 在支點產(chǎn)生的反力 312471580l N21940F求 F 力產(chǎn)生的彎矩圖。 32347161Ml N1589.0.mFF 在 a 處產(chǎn)生的彎矩： 317.1.mFl N求合成彎矩圖?？紤]最不利的情況，把 與 直接相加。mFM2avH210.8.476.38.amFavHMNm求危險截面當(dāng)量彎矩。從圖可見，m-m 處截面最危險，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù) ）0.622223()68(0.159)4.ameTNm21計算危險截面處軸的直徑。因為材料選擇 調(diào)質(zhì)，查課本 225 頁表 14-1 得 ，查課本 231#45 650BMPa頁表 14-3 得許用彎曲應(yīng)力 ，則：160bMPa3331257.0.0.ebMdm考慮到鍵槽的影響，取 1.60.3d因為 ，所以該軸是安全的。58dm（5） 軸承壽命校核。軸承壽命可由式 進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的610()thPCfLhn作用，所以 ，查課本 259 頁表 16-9，10 取 取rPF 1,.2,tpf3按最不利考慮，則有： 2211085738764rvHFF N則 ,66331010.0()()64.89.27thPCfLhyn該軸承壽命為 64.8 年,所以軸上的軸承是適合要求的。（6）彎矩及軸的受力分析圖如下：22（7）鍵的設(shè)計與校核：因為 d1=63 裝聯(lián)軸器查課本 153 頁表 10-9 選鍵為 查課本 155 頁:18bh表 10-10 得 012b:因為 L1=107 初選鍵長為 100,校核 所以所3467.50118bTMpadlh選鍵為: :810bhl裝齒輪查課本 153 頁表 10-9 選鍵為 查課本 155 頁表 10-680d :214bh10 得 12b因為 L6=122 初選鍵長為 100,校核 3465.076.2814bTMpadlh所以所選鍵為: .:2140bhl十 高速軸大齒輪的設(shè)計23因 采用腹板式結(jié)構(gòu)347.50adm代號 結(jié)構(gòu)尺寸和計算公式 結(jié)果輪轂處直徑 1D.61.45sd72輪轂軸向長度 LB84倒角尺寸 n0.nm1齒根圓處的厚度 00(2.54)n10腹板最大直徑 1D10fd321.25板孔直徑 0d01.25()62.5腹板厚度 c.3cb齒 寬 25.2電動機帶輪的設(shè)計代號 結(jié)構(gòu)尺寸和計算公式 結(jié)果sd手冊 157 頁 38mmh(1.82).38hsd68.4mmL5s取 60mmrd()1521raHm81mm002hrd74.7mms(.3)0.sB10mm115115mm220.5mm十一.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 CATK1.5AK查手冊 94 頁表1.57.623.4CA Nm8-7 選用型號為 HL6 的彈性柱銷聯(lián)軸器。24十二潤滑方式的確定：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5(1.2)0./minr50 號潤滑，裝至規(guī)定高度。十三.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)。十四.參考資料：機械設(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。機械課程設(shè)計 （重慶大學(xué)出版社）周元康等主編。機械設(shè)計基礎(chǔ) （第四版）課本楊可楨 程光蘊 主編。25