二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器課程設(shè)計(jì)

二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器課程設(shè)計(jì),二級(jí),圓柱齒輪,減速器,課程設(shè)計(jì) 一、 設(shè)計(jì)題目：二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器1 要求：擬定傳動(dòng)關(guān)系：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：雙班工作，有輕微振動(dòng)，小批量生產(chǎn)，單向傳動(dòng)，使用5年，運(yùn)輸帶允許誤差5%。3 知條件：運(yùn)輸帶卷筒轉(zhuǎn)速， 減速箱輸出軸功率馬力，二、 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)：1. 組成：傳動(dòng)裝置由電機(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：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)功率大，將V帶設(shè)置在高速級(jí)。 其傳動(dòng)方案如下：三、 選擇電機(jī). 計(jì)算電機(jī)所需功率： 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：0.96聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率：0.993卷筒的傳動(dòng)效率：0.96說(shuō)明：電機(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置的總效率： 2確定電機(jī)轉(zhuǎn)速：查指導(dǎo)書第7頁(yè)表1：取V帶傳動(dòng)比i=24二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i=840所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是：符合這一范圍的轉(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：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率同步轉(zhuǎn)速r/min額定轉(zhuǎn)速r/min重量總傳動(dòng)比1Y112M-24KW3000289045Kg152.112Y112M-44KW1500144043Kg75.793Y132M1-64KW100096073Kg50.534Y160M1-84KW750720118Kg37.89綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見第3種方案比較合適，因此選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)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ADEFGHLAB496010007321638801033132515280四 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：分配傳動(dòng)比：取 則取經(jīng)計(jì)算注：為帶輪傳動(dòng)比，為高速級(jí)傳動(dòng)比，為低速級(jí)傳動(dòng)比。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、4軸依次為電機(jī)與軸1，軸1與軸2，軸2與軸3，軸3與軸4之間的傳動(dòng)效率。. 各軸轉(zhuǎn)速：2各軸輸入功率：3各軸輸入轉(zhuǎn)矩：運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果如下表：軸名功率P KW轉(zhuǎn)矩T Nm轉(zhuǎn)速r/min輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸3.6736.59601軸3.523.48106.9105.8314.862軸3.213.18470.3465.6683軸3.053.021591.51559.619.14軸32.971575.61512.619.1六 設(shè)計(jì)V帶和帶輪：1.設(shè)計(jì)V帶確定V帶型號(hào)查課本表13-6得： 則根據(jù)=4.4, =960r/min,由課本圖13-5，選擇A型V帶，取。查課本第206頁(yè)表13-7取。為帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率。驗(yàn)算帶速： 帶速在范圍內(nèi)，合適。取V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距a：初步選取中心距a：，取。由課本第195頁(yè)式（13-2）得：查課本第202頁(yè)表13-2取。由課本第206頁(yè)式13-6計(jì)算實(shí)際中心距：。驗(yàn)算小帶輪包角：由課本第195頁(yè)式13-1得：。求V帶根數(shù)Z：由課本第204頁(yè)式13-15得：查課本第203頁(yè)表13-3由內(nèi)插值法得。 EF=0.1=1.37+0.1=1.38 EF=0.08 查課本第202頁(yè)表13-2得。查課本第204頁(yè)表13-5由內(nèi)插值法得。=163.0 EF=0.009=0.95+0.009=0.959則取根。求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：。七 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250HBS。高速級(jí)大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為220HBS。查課本第166頁(yè)表11-7得： 。查課本第165頁(yè)表11-4得： 。故 。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)：9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： 考慮高速級(jí)大齒輪與低速級(jí)大齒輪相差不大取 則取 實(shí)際傳動(dòng)比：傳動(dòng)比誤差：。齒寬：取高速級(jí)大齒輪： 高速級(jí)小齒輪： 驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度：查課本第167頁(yè)表11-9得： 按最小齒寬計(jì)算： 所以安全。齒輪的圓周速度： 查課本第162頁(yè)表11-2知選用9級(jí)的的精度是合適的。2低速級(jí)大小齒輪的設(shè)計(jì)：材料：低速級(jí)小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS。低速級(jí)大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為220HBS。查課本第166頁(yè)表11-7得： 。查課本第165頁(yè)表11-4得： 。故 。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)：9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： 取 則 取計(jì)算傳動(dòng)比誤差：合適齒寬：則取 低速級(jí)大齒輪： 低速級(jí)小齒輪： 驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度：查課本第167頁(yè)表11-9得：按最小齒寬計(jì)算：安全。齒輪的圓周速度：查課本第162頁(yè)表11-2知選用9級(jí)的的精度是合適的。八 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱符號(hào)計(jì)算公式結(jié)果箱座厚度10箱蓋厚度9箱蓋凸緣厚度12箱座凸緣厚度15箱座底凸緣厚度25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M12蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直徑=（0.5 0.6）M10軸承端蓋螺釘直徑=（0.40.5）10視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）8定位銷直徑=（0.70.8）8，至外箱壁的距離查手冊(cè)表112342218，至凸緣邊緣距離查手冊(cè)表1122816外箱壁至軸承端面距離=+（510）50大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離1.215齒輪端面與內(nèi)箱壁距離10箱蓋，箱座肋厚98.5軸承端蓋外徑+（55.5）120（1軸）125（2軸）150（3軸）軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離120（1軸）125（2軸）150（3軸）九 軸的設(shè)計(jì)：1高速軸設(shè)計(jì)： 材料：選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理。查課本第230頁(yè)表14-2取 C=100。各軸段直徑的確定：根據(jù)課本第230頁(yè)式14-2得： 又因?yàn)檠b小帶輪的電動(dòng)機(jī)軸徑，又因?yàn)楦咚佥S第一段軸徑裝配大帶輪，且所以查手冊(cè)第9頁(yè)表1-16取。L1=1.75d1-3=60。因?yàn)榇髱л喴枯S肩定位，且還要配合密封圈，所以查手冊(cè)85頁(yè)表7-12取，L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。段裝配軸承且，所以查手冊(cè)62頁(yè)表6-1取。選用6009軸承。L3=B+2=16+10+2=28。段主要是定位軸承，取。L4根據(jù)箱體內(nèi)壁線確定后在確定。裝配齒輪段直徑：判斷是不是作成齒輪軸： 查手冊(cè)51頁(yè)表4-1得：得：e=5.96.25。段裝配軸承所以 L6= L3=28。2 校核該軸和軸承：L1=73 L2=211 L3=96作用在齒輪上的圓周力為：徑向力為作用在軸1帶輪上的外力： 求垂直面的支反力：求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖：求水平面的支承力：由得NN求并繪制水平面彎矩圖：求F在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力：求并繪制F力產(chǎn)生的彎矩圖：F在a處產(chǎn)生的彎矩：求合成彎矩圖：考慮最不利的情況，把與直接相加。求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩：從圖可見，m-m處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)）計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑：因?yàn)椴牧线x擇調(diào)質(zhì)，查課本225頁(yè)表14-1得，查課本231頁(yè)表14-3得許用彎曲應(yīng)力，則：因?yàn)椋栽撦S是安全的。3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，所以，查課本259頁(yè)表16-9，10取取按最不利考慮，則有： 則 因此所該軸承符合要求。4彎矩及軸的受力分析圖如下：5鍵的設(shè)計(jì)與校核: 根據(jù)，確定V帶輪選鑄鐵HT200，參考教材表10-9,由于在范圍內(nèi)，故軸段上采用鍵：, 采用A型普通鍵:鍵校核.為L(zhǎng)1=1.75d1-3=60綜合考慮取=50得查課本155頁(yè)表10-10所選鍵為：中間軸的設(shè)計(jì)：材料：選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理。查課本第230頁(yè)表14-2取C=100。根據(jù)課本第230頁(yè)式14-2得：段要裝配軸承，所以查手冊(cè)第9頁(yè)表1-16取，查手冊(cè)62頁(yè)表6-1選用6208軸承，L1=B+=18+10+10+2=40。裝配低速級(jí)小齒輪，且取，L2=128，因?yàn)橐三X輪孔長(zhǎng)度少。段主要是定位高速級(jí)大齒輪，所以取，L3=10。裝配高速級(jí)大齒輪，取 L4=84-2=82。段要裝配軸承，所以查手冊(cè)第9頁(yè)表1-16取，查手冊(cè)62頁(yè)表6-1選用6208軸承，L1=B+3+=18+10+10+2=43。校核該軸和軸承：L1=74 L2=117 L3=94作用在2、3齒輪上的圓周力： N 徑向力：求垂直面的支反力計(jì)算垂直彎矩：求水平面的支承力： 計(jì)算、繪制水平面彎矩圖：求合成彎矩圖，按最不利情況考慮：求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩：從圖可見，m-m,n-n處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)）計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑： n-n截面: m-m截面: 由于，所以該軸是安全的。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，所以，查課本259頁(yè)表16-9，10取取則，軸承使用壽命在年范圍內(nèi)，因此所該軸承符合要求。彎矩及軸的受力分析圖如下：鍵的設(shè)計(jì)與校核：已知參考教材表10-11，由于所以取因?yàn)辇X輪材料為45鋼。查課本155頁(yè)表10-10得L=128-18=110取鍵長(zhǎng)為110. L=82-12=70取鍵長(zhǎng)為70根據(jù)擠壓強(qiáng)度條件，鍵的校核為：所以所選鍵為: 從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)：確定各軸段直徑計(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，由式14-2得：考慮到該軸段上開有鍵槽，因此取查手冊(cè)9頁(yè)表1-16圓整成標(biāo)準(zhǔn)值，取為使聯(lián)軸器軸向定位，在外伸端設(shè)置軸肩，則第二段軸徑。查手冊(cè)85頁(yè)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(jì)軸段，為使軸承裝拆方便，查手冊(cè)62頁(yè)，表6-1，取，采用擋油環(huán)給軸承定位。選軸承6215:。設(shè)計(jì)軸段，考慮到擋油環(huán)軸向定位，故取設(shè)計(jì)另一端軸頸，取，軸承由擋油環(huán)定位，擋油環(huán)另一端靠齒輪齒根處定位。 輪裝拆方便，設(shè)計(jì)軸頭，取，查手冊(cè)9頁(yè)表1-16取。設(shè)計(jì)軸環(huán)及寬度b使齒輪軸向定位，故取取,確定各軸段長(zhǎng)度。有聯(lián)軸器的尺寸決定(后面將會(huì)講到).因?yàn)?所以軸頭長(zhǎng)度因?yàn)榇硕我却溯喛椎拈L(zhǎng)度短其它各軸段長(zhǎng)度由結(jié)構(gòu)決定。（4）校核該軸和軸承：L1=97.5 L2=204.5 L3=116求作用力、力矩和和力矩、危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩。作用在齒輪上的圓周力： 徑向力：求垂直面的支反力：計(jì)算垂直彎矩：.m求水平面的支承力。計(jì)算、繪制水平面彎矩圖。求F在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力求F力產(chǎn)生的彎矩圖。F在a處產(chǎn)生的彎矩：求合成彎矩圖?？紤]最不利的情況，把與直接相加。求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩。從圖可見，m-m處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)）計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑。因?yàn)椴牧线x擇調(diào)質(zhì)，查課本225頁(yè)表14-1得，查課本231頁(yè)表14-3得許用彎曲應(yīng)力，則：考慮到鍵槽的影響，取因?yàn)?，所以該軸是安全的。（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作用，所以，查課本259頁(yè)表16-9，10取取按最不利考慮，則有： 則,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：（7）鍵的設(shè)計(jì)與校核：因?yàn)閐1=63裝聯(lián)軸器查課本153頁(yè)表10-9選鍵為查課本155頁(yè)表10-10得因?yàn)長(zhǎng)1=107初選鍵長(zhǎng)為100,校核所以所選鍵為: 裝齒輪查課本153頁(yè)表10-9選鍵為查課本155頁(yè)表10-10得因?yàn)長(zhǎng)6=122初選鍵長(zhǎng)為100,校核所以所選鍵為:.十 高速軸大齒輪的設(shè)計(jì)因 采用腹板式結(jié)構(gòu)代號(hào)結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算公式結(jié)果輪轂處直徑72輪轂軸向長(zhǎng)度84倒角尺寸1齒根圓處的厚度10腹板最大直徑321.25板孔直徑62.5腹板厚度25.2電動(dòng)機(jī)帶輪的設(shè)計(jì) 代號(hào)結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算公式結(jié)果 手冊(cè)157頁(yè)38mm68.4mm取60mm81mm74.7mm10mm15mm5mm十一.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)94頁(yè)表8-7選用型號(hào)為HL6的彈性柱銷聯(lián)軸器。十二潤(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。十三.其他有關(guān)數(shù)據(jù)見裝配圖的明細(xì)表和手冊(cè)中的有關(guān)數(shù)據(jù)。十四.參考資料： 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（第二版）羅圣國(guó)，李平林等主編。機(jī)械課程設(shè)計(jì)（重慶大學(xué)出版社）周元康等主編。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第四版）課本楊可楨 程光蘊(yùn) 主編。25