機(jī)械二級(jí)減速器課程設(shè)計(jì)二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器學(xué) 院： 班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：題 目：姓 名： 指導(dǎo)老師： 日 期: - 22 -目 錄一、設(shè)計(jì)題目：二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器- 2 -二、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)：- 2 -三、選擇電動(dòng)機(jī)- 3 -四、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比：- 4 -五、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)：- 5 -六、齒輪的設(shè)計(jì)：- 5 -七、設(shè)計(jì)V帶：- 9 -八、驗(yàn)算運(yùn)動(dòng)誤差:- 10 -九、軸的設(shè)計(jì)：- 12 -十、聯(lián)軸器的選擇：- 21 -十一、潤(rùn)滑方式的確定- 21 -十二.其他有關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)裝配圖的明細(xì)表和手冊(cè)中的有關(guān)數(shù)據(jù)。- 21 -十三.參考資料：- 21 -一、設(shè)計(jì)題目：二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器題目：任務(wù)書(shū)I-26，1.要求：擬定傳動(dòng)方案：由電動(dòng)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(dòng)，小批量生產(chǎn)，單向傳動(dòng)，軸承壽命2年，減速器使用年限5年，運(yùn)動(dòng)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(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)：1. 組成：傳動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。2. 特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱(chēng)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(dòng)方案：考慮到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)功率大，V帶傳動(dòng)平穩(wěn)，并且在傳輸帶過(guò)載時(shí)對(duì)減速箱進(jìn)行保護(hù)，所以將V帶 設(shè)置在高速級(jí)。 其傳動(dòng)方案如下：三、選擇電動(dòng)機(jī)1.計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需功率P：查手冊(cè)第3頁(yè)表1-7：帶傳動(dòng)效率：0.96每對(duì)軸承傳動(dòng)效率：0.99圓柱齒輪的傳動(dòng)效率：0.98電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：查 指導(dǎo)書(shū)第7頁(yè)表1：V帶適合傳動(dòng)比為24， 二級(jí)圓柱齒輪減速器適合傳動(dòng)比為i=840所以電動(dòng)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(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速有：750、1000、1500、3000。根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和轉(zhuǎn)速查手冊(cè)第155頁(yè)表12-1有4種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有4種傳動(dòng)比方案如下：電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率 KW滿(mǎn)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(dòng)機(jī)價(jià)格和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見(jiàn)第2種方案比較合適，因此選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y 112M-4，其主要參數(shù)如下：額定功率kW滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速質(zhì)量ADEFGHADABHDL414401500431902860824112190245265400四、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比：總傳動(dòng)比： V帶適合的傳動(dòng)比為=24，取=3.2（因）可取，得=2.90，=4.20五、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)：將傳動(dòng)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(jì)：1、高速級(jí)大小齒輪的設(shè)計(jì)：材料：高速級(jí)小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為241.5HBS。高速級(jí)大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為186.5HBS。查課本第165頁(yè)表11-4得： ，。查課本第166頁(yè)表11-7得： ，查課本第168頁(yè)表11-10C圖得：，故 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：8級(jí)精度制造，查課本第164頁(yè)表11-3得：均勻載荷，載荷系數(shù)K=1.2（有輕度振動(dòng)）取齒寬系數(shù)：對(duì)于高速級(jí)齒輪 計(jì)算中心距：由課本第165頁(yè)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(dòng)力傳動(dòng)齒輪m可以取2.5,3,4等。 ， 當(dāng)取，取m2.5時(shí)， . 返算：a=210, 分度圓直徑：,齒寬： 可取 ， 高速級(jí)小齒輪：， 高速級(jí)大齒輪：， 驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度：查課本第167頁(yè)表11-9得：，, 按齒寬計(jì)算強(qiáng)度： 第一對(duì)齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。2、低速級(jí)大小齒輪的設(shè)計(jì)：對(duì)于低速級(jí)齒輪，按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：8級(jí)精度制造，查課本第164頁(yè)表11-3得：載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù)計(jì)算中心距： 由課本第165頁(yè)式11-5得：中心距：所以可取230，235，240等；m可以取2.5,3,4等。當(dāng)取，m=4取時(shí)，,Z2=90返算a=242=2.903。分度圓直徑：, 齒寬: 則可取 , 驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度：查課本第175頁(yè)圖11-8得：Z1=31，按最小齒寬第二對(duì)齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。七、設(shè)計(jì)V帶：確定V帶型號(hào),計(jì)算PC：查課本表13-6得：雙班制工作，工作時(shí)間為16小時(shí)， 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(yàn)算帶速：，由表13-9取=280mm驗(yàn)算帶速： 帶速v在(5-25)范圍內(nèi)，合適。確定V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距a并驗(yàn)算包角：初選中心距由于滿(mǎn)足，所以,取=500mm初算帶長(zhǎng)得：查課本第202頁(yè)表13-2取Ld=1600。計(jì)算實(shí)際中心距： ，實(shí)際中心距在0.7（d1+d2）2(d1+d2)之間，合理。驗(yàn)算小帶輪包角： 求V帶根數(shù)Z： 令， 查課本203頁(yè)表13-3，得 V帶傳動(dòng)比： 查課本204頁(yè)表134 得：因?yàn)榈靡驗(yàn)?，得查課本202頁(yè)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(yè)表13-1得q=0.10kg/m，故由課本第197頁(yè)式13-7得單根V帶的初拉力： 作用在軸上壓力：。八、驗(yàn)算運(yùn)動(dòng)誤差:實(shí)際上，誤差 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱(chēng)符號(hào)計(jì)算公式取值箱座厚度8箱蓋厚度9箱蓋凸緣厚度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(cè)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(xiāo)直徑=（0.70.8）10，至外箱壁的距離查手冊(cè)表112322216，至凸緣邊緣距離查手冊(cè)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(jì)：1.第一根軸設(shè)計(jì)計(jì)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(yè)式14-2,取，C=113，得: 帶輪輪轂配合的軸段長(zhǎng)取L1=40進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：查手冊(cè)62頁(yè)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(duì)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(xiǎn)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(dòng)，取 由合成當(dāng)量彎矩圖可知：齒輪中間面為危險(xiǎn)截面。有鍵槽，存在應(yīng)力集中，考慮將軸徑降低5%計(jì)算當(dāng)量應(yīng)力：， 查表得鋼 小于 所以第一軸設(shè)計(jì)合理。鍵的設(shè)計(jì)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(jì)計(jì)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(yè)式14-2,取，C=113得：查手冊(cè)62頁(yè)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(jì)：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(xiǎn)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(dòng)，取 各彎矩圖如下:由合成當(dāng)量彎矩圖可知:高速級(jí)齒輪軸段為危險(xiǎn)截面.計(jì)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(jì)合理。鍵的設(shè)計(jì)與校核: 根據(jù)高速級(jí)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(jí)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， 查表得 < 合理. 3.從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)：，材料：選用鋼調(diào)質(zhì)處理。計(jì)算最小軸段直徑:因?yàn)檩S主要承受轉(zhuǎn)矩作用，所以按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)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(jì):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(dòng)載荷求支反力：選定危險(xiǎn)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(dòng)，取 計(jì)算當(dāng)量應(yīng)力：截面1沒(méi)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：鍵的設(shè)計(jì)與校核：因?yàn)檠b聯(lián)軸器查表選鍵為，選鍵長(zhǎng)為L(zhǎng)=60mm校核裝齒輪查表選鍵為，因?yàn)槌踹x鍵長(zhǎng)為L(zhǎng)=50mm校核十、聯(lián)軸器的選擇：計(jì)算聯(lián)軸器所需的轉(zhuǎn)矩： 查課本269表17-1取 查手冊(cè)9選用型號(hào)為GY6、GYS6、GYH6的剛性聯(lián)軸器。十一、潤(rùn)滑方式的確定：因?yàn)閭鲃?dòng)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(rùn)滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號(hào)潤(rùn)滑，裝至規(guī)定高度。已知：=734mm，=170mm，因?yàn)辇X輪的速度很慢，所以可以達(dá)到齒輪半徑的。所以計(jì)算可得=49mm。故可得油的體積為：十二.其他有關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)裝配圖的明細(xì)表和手冊(cè)中的有關(guān)數(shù)據(jù)。十三.參考資料：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)(第二版)清華大學(xué) 吳宗澤，北京科技大學(xué) 羅圣國(guó)主編。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（第二版）羅圣國(guó)，李平林等主編。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第四版）課本楊可楨 程光蘊(yùn) 主編。