減速齒輪箱設(shè)計(jì)

目 錄一、 傳動(dòng)裝配的總體設(shè)計(jì)1.1 電機(jī)的選擇1 1.2 求傳動(dòng)比21.3 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩 2二、 齒輪的設(shè)計(jì)2.1 原始數(shù)據(jù)32.2 齒輪的主要參數(shù)32.3 確定中心距42.4 齒輪彎曲強(qiáng)度的校核 52.5 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7三、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 軸的材料的選擇和最小直徑的初定83.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)83.3 軸的強(qiáng)度校核10四、 滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算4.1 滾動(dòng)軸承的選擇144.2 滾動(dòng)軸承的校核14五、 鍵連接的選擇與計(jì)算5.1 鍵連接的選擇155.2 鍵的校核15六、 聯(lián)軸器的選擇6.1 聯(lián)軸器的選擇166.2 聯(lián)軸器的校核16七、 潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑油型號(hào)及密封方式的選擇7.1 潤(rùn)滑方式的選擇167.2 密封方式的選擇17八、 箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇8.1 箱體的結(jié)構(gòu)尺寸178.2 附件的選擇18九、 設(shè)計(jì)小結(jié)19十、參考資料20機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 已知條件：項(xiàng) 目運(yùn)輸帶拉力F（N）運(yùn)輸帶速v（m/s）卷筒直徑D(mm)參 數(shù)48002.5210結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1 傳動(dòng)裝配的總體設(shè)計(jì)1.1 電機(jī)的選擇1.1.1 類型：Y系列三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)1.1.2 電動(dòng)機(jī)功率的選擇假設(shè)： 工作機(jī)所需功率, kw; 電動(dòng)機(jī)的額定功率, kw； 電動(dòng)機(jī)所需功率, kw；電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總效率為，。則： 查表可得：所以： 1.1.3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇以及型號(hào)的確定方案號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（kw）同步轉(zhuǎn)速（r/min）滿載轉(zhuǎn)速（r/min）總傳動(dòng)比1Y180L-615 1000 970 4.26輔助計(jì)算： 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)為單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)，總傳動(dòng)比應(yīng)在3-5左右，所以應(yīng)按方案二選擇電動(dòng)機(jī)。 查表可得：外伸軸長(zhǎng)度80mm,直徑38mm，額定功率和滿載轉(zhuǎn)速見上表。1.2 求傳動(dòng)比 1.3 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速n、功率p、轉(zhuǎn)矩T1.3.1 各軸的轉(zhuǎn)速 1.3.2 各軸的輸入功率 1.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 2 齒輪的設(shè)計(jì)2.1 原始數(shù)據(jù)材料牌號(hào)熱處理方法強(qiáng)度極限屈服極限硬 度45正 火560200169217調(diào) 質(zhì)580220229286 其中小齒輪45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪45號(hào)鋼正火2.2 齒輪的主要參數(shù) 由上述硬度可知，該齒輪傳動(dòng)為閉式軟尺面?zhèn)鲃?dòng)，軟尺面硬度<350，所以齒輪的相關(guān)參數(shù)按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，彎曲強(qiáng)度校核。 由教材圖529查得：小齒輪； 大齒輪。所以：式中：重合度系數(shù)，對(duì)于斜齒輪傳動(dòng)=0.750.88，取=0.80； 載荷系數(shù)，一般近視取k=1.31.7,因是斜齒輪傳動(dòng)，故k取小=1.5；齒寬系數(shù)，對(duì)于軟尺面（<350），齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱布置時(shí)，=0.81.4,取=1；齒數(shù)比，對(duì)于斜齒輪。 所以： 2.3 確定中心距 式中：小齒輪的齒數(shù)； 大齒輪的齒數(shù)； 齒輪的螺旋角； 斜齒輪的模數(shù)。對(duì)于軟尺面的閉式傳動(dòng)，在滿足齒輪彎曲強(qiáng)度下，選取=36，則；螺旋角，一般情況下在，當(dāng)制造精度較高或?qū)φ駝?dòng)、噪音有要求的齒輪，可取，或者更大值。本設(shè)計(jì)為一般要求，所以初選 斜齒輪的模數(shù)，由漸開線圓柱齒輪第一系列，取=2所以：取中心距a=200 mm,所以，符合其條件。2.4 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度的校核 式中： 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，取=2； 試驗(yàn)齒輪的齒根的彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力， ； 彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，取=1.3； 彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)，取=1； 彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算尺寸系數(shù)，取=1.所以： 又因?yàn)槭街校?外齒輪的符合齒形系數(shù)； 螺旋角系數(shù)。（其他字符的意義同前。） 由教材圖525可得：、 + 由教材圖540可得，螺旋角系數(shù)。所以： 綜上所述，兩齒輪符合強(qiáng)度條件。2.5 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.1 計(jì)算齒輪分度圓直徑小齒輪：mm大齒輪：mm2.5.2 齒輪寬度按強(qiáng)度計(jì)算要求，取齒寬系數(shù)=1，則齒輪的寬度為圓整后小齒輪的寬度為，大齒輪的寬度為2.5.3 齒輪的圓周速度 （滿足精度要求）2.5.4 齒輪的相關(guān)參數(shù)如下表名 稱代 號(hào)單 位小齒輪大齒輪中心距amm200傳動(dòng)比i4.26模 數(shù)mm2螺旋角變位系數(shù)X0齒 數(shù)Z36154分度圓直徑dmm75.80324.21齒頂圓直徑 d amm79.80328.21齒根圓直徑d fmm70.80319.21齒 寬bmm84763 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 軸的材料選擇和最小直徑估算3.1.1 軸的材料選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。3.1.2 高速軸和低速軸直徑初算直徑時(shí)，若最小直徑段開于鍵槽，應(yīng)考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的影響，當(dāng)該段截面上有一個(gè)鍵槽時(shí)，d增加5%7%，兩個(gè)鍵槽時(shí)，d增加10%15%，有教材表12-2，高速軸，低速軸。同時(shí)要考慮電動(dòng)機(jī)的外伸直徑d=38mm。所以 結(jié)合電動(dòng)機(jī)的外伸直徑d=48mm，初選LT8聯(lián)軸器 ,所以初確定3.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.2.1 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.2.1.1各軸段徑向尺寸的初定結(jié)合電動(dòng)機(jī)的外伸直徑d=48mm，初選LT6聯(lián)軸器所以?。挥纱酥睆酱_定軸承，選擇深溝球軸承,其具體尺寸如下表：基本尺寸/mm安裝尺寸/mm基本額定負(fù)荷/kn極限轉(zhuǎn)速r/mindDB脂油55100211.564911.543.229.260007500 ； ； 。3.2.1.2各軸端軸向尺寸的初定 ；（聯(lián)軸器的軸孔長(zhǎng)度為82mm） ; ; ； ；（小齒輪的寬度為50mm） ； 。3.2.2 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.2.2.1各軸段的徑向尺寸的初定 結(jié)合電動(dòng)機(jī)的外伸直徑d=48mm，初選LT8聯(lián)軸器所以?。挥纱酥睆酱_定軸承，選擇深溝球軸承,其具體尺寸如下表：基本尺寸/mm安裝尺寸/mm基本額定負(fù)荷/kn極限轉(zhuǎn)速r/mindDB脂油55100211.5691011.547.832.856007000 ； ； ； 。3.2.2.2各軸段的軸向尺寸的確定 ；（聯(lián)軸器的軸孔長(zhǎng)度為82mm） ; ; ；（大齒輪的寬度為46m） ； ； 。3.3 軸的強(qiáng)度校核（低速軸所受轉(zhuǎn)矩大，且兩軸的直徑相差很小，只校核低速軸）3.3.1 求齒輪上的作用力的大小和方向3.3.1.1齒輪上作用力的大小 3.3.1.2齒輪上作用力的方向,方向如下圖所示： 3.3.2 求軸承的支反力3.3.2.1水平面上支力 3.3.2.2垂直面上支力 = 52115.16Nm384.64Nm327.28NmFRAFRB49.51Nm129.18NmFa2FRBFt2Fr22Ft2FRA103.97NmFa2Fr22T2=543.66Nm115.16Nm165.82Nm523.3.3 畫彎矩圖3.3.3.1水平面上的彎矩 3.3.3.2垂直面上的彎矩 3.3.3.3合成彎矩 3.3.4 畫轉(zhuǎn)矩圖 3.3.5 畫當(dāng)量彎矩圖因單向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩，,已知，查表12-1可得，剖面C處的當(dāng)量彎矩：3.3.6 判斷危險(xiǎn)剖面并驗(yàn)算強(qiáng)度3.3.6.1剖面C當(dāng)量彎矩最大，而且直徑與相鄰段相差不大，故剖面C為危險(xiǎn)面。已知?jiǎng)t3.3.6.2剖面D雖僅受彎矩，但其直徑最小，則該剖面為危險(xiǎn)面。 所以軸的強(qiáng)度足夠。 4 滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算4.1 滾動(dòng)軸承的選擇低速軸和高速軸的軸承段的直徑=48, =48 選用軸承，初選深溝球軸承, 4.2 滾動(dòng)軸承的校核FAFR2FR1由于低速軸的轉(zhuǎn)矩大于高速軸，同時(shí)低速軸和高速軸的直徑相差很小，所以只需校核高速軸的深溝球軸承。由前面的計(jì)算可得軸向力：轉(zhuǎn)速：4.2.1 求當(dāng)量動(dòng)載荷由上圖可知軸2未受軸向載荷，軸2受軸向載荷，則，由教材表14-12可得，查有關(guān)軸承手冊(cè)可得。軸2：，查表可得，可計(jì)算出，可得軸1：4.2.2 求軸承壽命 則 按單班制計(jì)算每天工作8小時(shí)，一年工作365天，則 （滿足年限要求）5 鍵連接的選擇與計(jì)算5.1 鍵連接的選擇選擇普通平鍵，軸代號(hào)公稱直徑d（mm）公稱尺寸長(zhǎng)度L(mm)深度（mm）14450149745.0258651811645.05.2 鍵連接的校核有教材表6-2可得鍵連接時(shí)的擠壓應(yīng)力，由于低速軸的轉(zhuǎn)矩大于高速軸，而兩者的直徑相差很小，且對(duì)同一個(gè)軸來(lái)說(shuō)，只需校核短鍵，所以只需校核鍵齒輪軸段的直徑；鍵的長(zhǎng)度；鍵的接觸高度；鍵轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩則：所以鍵連接符合強(qiáng)度要求6 聯(lián)軸器的選擇6.1 聯(lián)軸器的選擇結(jié)合電動(dòng)機(jī)的外伸直徑d=48mm，高速軸和低速軸的最小直徑，初選LT8聯(lián)軸器。6.2 聯(lián)軸器的校核因?yàn)榈退佥S所受的轉(zhuǎn)矩較大，只校核低速軸，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小取。所以（聯(lián)軸器符合其強(qiáng)度要求）7 潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑油牌號(hào)及密封方式的選擇7.1 潤(rùn)滑方式的選擇潤(rùn)滑方式有兩種：所以小齒輪大齒輪均采用油潤(rùn)滑。7.2 密封方式的選擇一般選用接觸式密封，半粗羊毛氈墊圈。8 箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇8.1 箱體的結(jié)構(gòu)尺寸減速器鑄造箱體的結(jié)構(gòu)尺寸表名稱符 號(hào)結(jié)構(gòu)尺寸（mm）齒輪減速器箱座（體）壁厚8箱蓋壁厚8箱座、箱蓋、箱底座凸緣的厚度20箱座、箱蓋的肋厚軸承旁凸臺(tái)的高度和半徑H由結(jié)構(gòu)要求來(lái)確定軸承座的外徑凸緣式：140地腳螺釘直徑與數(shù)目單擊減速器16通孔直徑20沉頭座直徑45底座凸緣直徑2523連接螺栓軸承旁連接螺栓直徑箱座、箱蓋連接螺栓直徑,螺栓的間距連接螺栓直徑14通孔直徑15.5沉頭座直徑30凸緣尺寸2218定位銷直徑軸承蓋螺釘直徑視空蓋螺釘直徑吊環(huán)螺釘直徑有減速器的重量來(lái)確定箱體外壁至軸承座斷面的距離大齒輪頂圓與箱體內(nèi)壁的距離10齒輪斷面與箱體內(nèi)壁的距離10備注：1、a值代表兩齒輪的中心距； 2、與減速器的級(jí)數(shù)有關(guān)，對(duì)于單級(jí)減速器，取=1； 3、0.0250.030，軟尺面取0.025，硬尺面0.030 4、當(dāng)算出的和小于8mm時(shí)，取8mm。8.2 箱體附件的選擇8.2.1 窺視孔及窺視蓋的選擇查表14-4，因?yàn)槭菃渭?jí),則窺視孔及窺視蓋的相關(guān)尺寸如下表(mm)直徑孔數(shù)907560-70554074458.2.2 油標(biāo)指示裝置的選擇選擇游標(biāo)尺,其具體尺寸如下表(mm)412628106420168.2.3 通氣器的選擇選擇M201.5，其具體尺寸如下表(mm)sLlaM201.53225.4222915478.2.4 起吊裝置的選擇減速器的重量為0.3KN,選用單螺釘起吊（最大起重為1.6KN）,具體尺寸如下表：(mm)9.12021.17183641162.510132.58.2.5 螺塞和封油墊的選擇選擇外六角螺塞、封油墊，M201.5，具體尺寸見下表（mm）esLcM201.517.83024.2213015431.0 （ 以上所選的附件的具體圖示在相應(yīng)的教材上，畫圖時(shí)應(yīng)結(jié)合教材畫圖。）9 設(shè)計(jì)小結(jié)匆匆的一周時(shí)間內(nèi)夾雜著考試，我們結(jié)束了緊張的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)就意味著實(shí)踐，要求思考，從中我們得到了一次能力上的提升，因?yàn)槭褂肁utoCAD做的圖，也使我對(duì)這個(gè)軟件有了更深的了解。 因?yàn)闀r(shí)間原因，艱巨的任務(wù)要求我們必須有堅(jiān)定的信念，合理的支配時(shí)間，自主的設(shè)計(jì)。同時(shí)，也是一次對(duì)以前知識(shí)的一次良好復(fù)習(xí)機(jī)會(huì)，通過(guò)查閱質(zhì)料，我們切身感受到設(shè)計(jì)過(guò)程要嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致。 總之，通過(guò)這一周的實(shí)踐，增強(qiáng)了自己應(yīng)對(duì)問(wèn)題的能力，加深了對(duì)設(shè)計(jì)理念的了解，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)了機(jī)械相關(guān)的知識(shí)。從中受益匪淺，同時(shí)通過(guò)自己的努力最后完成了設(shè)計(jì)，打心底是痛快的，激動(dòng)的。10 參考資料1. 唐增寶、何永然、劉安俊主編。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)。華中科技大學(xué)出版社2. 黃華梁，彭文生主編。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。高等教育出版3. 鄧文英主編。金屬工藝學(xué)。高等教育出版社4. 董懷武主編。機(jī)械工程圖學(xué)，武漢理工大學(xué)出版社 21