課程設(shè)計----單級圓柱齒輪減速器

1、<p>　　機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計</p><p><b>　　設(shè)計計算說明書</b></p><p>　　-------單級圓柱齒輪減速器</p><p>　　姓 名： </p><p><b>　　學(xué) 院：</b></p><p><b>

2、;　　班 級： </b></p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p><b>　　日 期： </b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、課程設(shè)計任務(wù)2</p><p>　　二、傳動方案擬定2

3、</p><p>　　三、電動機(jī)選擇3</p><p>　　四、各軸運動參數(shù)和動力參數(shù)的計算4</p><p>　　五、V帶傳動設(shè)計5</p><p>　　六、齒輪傳動設(shè)計7</p><p><b>　　七、軸的設(shè)計9</b></p><p>　　八、

4、滾動軸承設(shè)計15</p><p>　　九、鍵的設(shè)計16</p><p>　　十、聯(lián)軸器的選擇18</p><p>　　十一、減速器箱體設(shè)計18</p><p>　　十二、減速器的潤滑、密封21</p><p>　　十三、設(shè)計小結(jié)22</p><p>　　十四、參考資料2

5、3</p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計題目：帶式輸送機(jī)傳動裝置中的一級直齒減速器。</p><p><b>　　運動簡圖</b></p><p>　　工作條件  傳動平穩(wěn)，輸送帶單向工作，24小時工作制，使用5年，輸送帶速度誤差±5%<

6、;/p><p><b>　　原始數(shù)據(jù) </b></p><p>　　設(shè)計工作量       設(shè)計說明書一份</p><p><b>　　減速器裝配圖1張 </b></p><p>　　減速器零件大齒輪1張，輸出軸1張</p>&l

7、t;p><b>　　傳動方案擬定</b></p><p><b>　　方案擬定：</b></p><p>　　采用Ｖ帶傳動與齒輪傳動的組合，即可滿足傳動比要求，同時由于帶傳動具有良好的緩沖，吸振性能，適應(yīng)大起動轉(zhuǎn)矩工況要求，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用維護(hù)方便。</p><p>　　1.電動機(jī) 2.V帶傳

8、動 3.圓柱齒輪減速器</p><p>　　4.連軸器 5.滾筒 6.運輸帶</p><p><b>　　電動機(jī)選擇</b></p><p>　　1、電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇：選擇Y系列三相異步電動機(jī)，此系列電動機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價格低

9、廉，維護(hù)方便，適用于不易燃，不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械。 </p><p>　　2、電動機(jī)容量選擇：</p><p>　　電動機(jī)所需工作功率為：</p><p>　　式（1）：Ｐd＝ＰＷ／ηa　 (kw) </p><p>　　由式(2)：ＰＷ＝ＦV/1000 (KW)</p><

10、;p>　　因此　　 Pd=FV/1000ηa (KW)</p><p>　　由電動機(jī)至運輸帶的傳動總效率為：</p><p>　　η總=η１×η２2×η３×η４×η5×η6</p><p>　　式中：η1、η2、η3、η4、η5、η6分別為帶傳動、齒輪軸承、齒輪傳動、聯(lián)軸器、聯(lián)軸器軸承和卷筒的傳動效率。&

11、lt;/p><p>　　取η１=0.96，η２＝0.99，η３＝0.96，η４＝0.96，η5=0.98，η6=0.96</p><p>　　則：　η總=0.96×0.992×0.96×0.96×0.98×0.96</p><p><b>　　=0.824</b></p><p&

12、gt;　　所以：電機(jī)所需的工作功率：</p><p>　　Pd　= FV/1000η總</p><p>　　=(2100×1.6)/(1000×0.824)</p><p>　　=4.09 (kw)</p><p><b>　　3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速</b></p><p><

13、;b>　　卷筒工作轉(zhuǎn)速為：</b></p><p>　　n卷筒＝60×1000·V/（π·D）</p><p>　　=(60×1000×1.6)/（４00·π）</p><p>　　=76.4 r/min</p><p>　　根據(jù)手冊Ｐ6表2.2推薦的傳動比合理范圍

14、，?。謳鲃颖?lt;/p><p>　　I1’=２～４ ，取圓柱齒輪傳動比范圍I’=3～5。則總傳動比理論范圍為：Ｉa’＝６～２0。</p><p>　　故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范為</p><p>　　N’d =I’a×n卷筒</p><p>　　=(16～20)×76.4</p><p>　　=458.

15、4～1528 r/min</p><p>　　則符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有：750、1000和1500r/min</p><p>　　根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由相關(guān)手冊查出三種適用的電動機(jī)型號：（如下表）</p><p>　　綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器傳動比，可見第2方案比較適合。</p><p>　　此選定電動機(jī)型號為

16、Y132M2-6，其主要性能：</p><p>　　滿載轉(zhuǎn)速：960r/min，</p><p><b>　　額定功率4KW。</b></p><p>　　電動機(jī)主要外形和安裝尺寸：</p><p>　　各軸運動參數(shù)和動力參數(shù)的計算</p><p><b>　　V帶傳動設(shè)計</b&

17、gt;</p><p><b>　　齒輪傳動設(shè)計</b></p><p>　　設(shè)計一單級直齒圓柱齒輪減速器中齒輪傳動，已知：傳遞功率P1=3.93KW電動機(jī)驅(qū)動，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=306r/min，大齒輪轉(zhuǎn)速n2=76.43r/min，傳遞比i=4，單向運轉(zhuǎn)，載荷變化不大，使用期限五年。 </p><p>　　大齒輪輪廓外形如下圖所示：</

18、p><p><b>　　軸的設(shè)計</b></p><p>　　2.輸出軸的設(shè)計計算</p><p>　　確定軸上零件的定位和固定方式 （如圖）</p><p>　　(2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑</p><p>　　由前面計算得，傳動功率P2=3.56kw, n2=76.43r/min工作單向，采用深溝

19、球軸承支撐。由已知條件知減速器傳遞的功率屬于中小功率故選用45剛并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，</p><p>　　硬度217~255HBS</p><p>　　根據(jù)課本（14.2）式，并查表14.1，得</p><p><b>　　d≥</b></p><p>　　(3)確定軸各段直徑和長度</p><p>　

20、　從聯(lián)軸器開始右起第一段，由于聯(lián)軸器與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取Φ（40.42~44.5788），根據(jù)計算轉(zhuǎn)矩T= 9.55×106·P/n=444.825 N·m</p><p>　　Tc=RA×T=1.3×444825=578.272N·m查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014—2003，選用HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長度為l1=112mm,軸段長L

21、1=84mm</p><p>　　右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段的直徑取Φ52mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面的距離為30mm，故取該段長為L2=74mm</p><p>　　右起第三段，該段裝有滾動軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6011型軸承，其尺寸為d×D×B=55×

22、90×18，那么該段的直徑為Φ55mm，長度為L3=32</p><p>　　右起第四段，該段裝有齒輪，并且齒輪與軸用鍵聯(lián)接，直徑要增加5%，則第四段的直徑取Φ60mm,齒輪寬為b=65mm，為了保證定位的可靠性，取軸段長度為L4=62mm</p><p>　　右起第五段，考慮齒輪的軸向定位,定位軸肩，取軸肩的直徑為D5=Φ66mm ,長度取L5=11.5mm</p>

23、<p>　　右起第六段，該段為滾動軸承安裝出處，取軸徑為D6=Φ55mm，長度L6=18mm</p><p>　　(4) 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸徑</p><p>　　按設(shè)計結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖（圖a）</p><p><b>　　D1=Φ45mm</b></p><p><b>　　L1=84mm

24、</b></p><p><b>　　D2=Φ52mm</b></p><p><b>　　L2=74mm</b></p><p><b>　　D3=Φ55mm</b></p><p><b>　　L3=32mm</b></p>

25、<p><b>　　D4=Φ60mm</b></p><p><b>　　L4=62mm</b></p><p><b>　　D5=Φ66mm</b></p><p><b>　　L5=11.5mm</b></p><p><b>　　

26、D6=Φ55mm</b></p><p><b>　　L6=18mm</b></p><p>　　畫出軸的受力圖（圖b）</p><p>　　作水平面內(nèi)的彎矩圖（圖c支點反力為）</p><p>　?、瘛窠孛嫣幍膹澗貫镸HI=2003.3×97/2=97160N·mm</p>

27、<p>　?、颉蚪孛嫣幍膹澗貫镸HII=2003.3×23=46076N·mm</p><p>　　作垂直面內(nèi)的彎矩圖（圖d）支點反力為</p><p>　　FVB=FVA=Fr2/2=1458.29/2=729.145</p><p>　?、瘛窠孛嫣幍膹澗貫?</p>&

28、lt;p>　　MrI左=FVA·L/2=729.145×97/2=35363.5N·mm</p><p>　?、颉蚪孛嫣幍膹澗貫?lt;/p><p>　　MrII =FVB·23=729.145×23=16770.3N·mm</p><p>　　4)合成彎矩圖（圖e）</p><p&

29、gt;　　MI=（35363.52+971602）1/2=103396 N·mm</p><p>　　MII=（16770.32+460762）1/2=49033 N·mm</p><p>　　求轉(zhuǎn)矩圖（圖f） T=9.55×106×P/n=9.55×106×4.207/76.19=527324 N·mm</p&g

30、t;<p><b>　　求當(dāng)量彎矩</b></p><p>　　因減速器單向運轉(zhuǎn)，故可認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)變化，修正系數(shù)α為0.6</p><p>　?、瘛窠孛? MeI=( 609252+(0.6×5273242）1/2=322200 N·mm</p><p>　?、颉蚪孛妫篗eII=( 490332+(0

31、.6×5273242）1/2=320181 N·mm</p><p>　　8)確定危險截面及校核強(qiáng)度</p><p>　　由圖可以看出，截面Ⅰ—Ⅰ可能是危險截面。但軸徑d3> d2，故也應(yīng)對截面Ⅱ—Ⅱ進(jìn)行校核。</p><p>　　Ⅰ—Ⅰ截面：σeI=MeI/W=322200/(0.1×603)=14.9Mpa</p>

32、<p>　　Ⅱ—Ⅱ截面：σeII=MeII/W=320181/(0.1×553)=19.2Mpa</p><p>　　查表得［σ-1b］=60Mpa,滿足σe≤［σ-1b］的條件，故設(shè)計的軸有足夠強(qiáng)度，并有一定余量。</p><p><b>　　其受力圖如下</b></p><p><b>　　滾動軸承設(shè)計&l

33、t;/b></p><p>　　根據(jù)條件，軸承預(yù)計壽命</p><p>　　Lh5×365×24=43800小時</p><p>　　1.輸入軸的軸承設(shè)計計算</p><p>　　（1）初步計算當(dāng)量動載荷P</p><p>　　因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=1413

34、N</p><p>　　P=fp Fr=1.1×1413=1554.3</p><p>　　（2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值</p><p><b>　?。?）選擇軸承型號</b></p><p>　　查課本P154頁，選擇6208 軸承 Cr=29.5KN</p><p>&l

35、t;b>　　由課本式11-3有</b></p><p><b>　　∴預(yù)期壽命足夠</b></p><p><b>　　∴此軸承合格</b></p><p><b>　　其草圖如下：</b></p><p>　　2.輸出軸的軸承設(shè)計計算</p>

36、<p>　?。?）初步計算當(dāng)量動載荷P</p><p>　　因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=1280.39N</p><p>　?。?）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值</p><p><b>　?。?）選擇軸承型號</b></p><p>　　查課本P154頁，選擇6011軸承 Cr

37、=30.2KN</p><p><b>　　由課本式11-3有</b></p><p><b>　　∴預(yù)期壽命足夠</b></p><p><b>　　∴此軸承合格</b></p><p><b>　　鍵的設(shè)計</b></p><p&g

38、t;<b>　　聯(lián)軸器的選擇</b></p><p><b>　　減速器箱體設(shè)計</b></p><p><b>　　減速器的潤滑、密封</b></p><p><b>　　設(shè)計小結(jié)</b></p><p>　　通過這次對于帶式輸送機(jī)傳動裝置的設(shè)計，我收獲

39、了很多知識，同時也提高了自己實踐和創(chuàng)造的能力。這次課程設(shè)計是我們第一次真正的去理論聯(lián)系實際，在設(shè)計中我初步的了解到了課程設(shè)計的內(nèi)涵和做設(shè)計時應(yīng)具備的能力。設(shè)計過程的實踐考驗，對于提高我們機(jī)械設(shè)計的綜合素質(zhì)有很大用處。通過接近一個星期的課程設(shè)計實踐，使我對機(jī)械設(shè)計有了更多的了解和認(rèn)識.為我們以后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實的基礎(chǔ)。</p><p>　　1．機(jī)械設(shè)計所涉及的內(nèi)容是多方面的,要搞好機(jī)械設(shè)計，首先要對相關(guān)學(xué)科有

40、所認(rèn)識和了解，并且會有機(jī)結(jié)合相關(guān)的知識。然后將書本上的知識運用到實際當(dāng)中，做到學(xué)以致用，這樣不僅提高了我們的實踐能力，并且還加深了我們對理論知識的理解。</p><p>　　2．通過本次課程設(shè)計，使我意識到了對于一個設(shè)計問題，解決的方案是多種多樣的。在設(shè)計時，我們要嚴(yán)格按照要求，結(jié)合生產(chǎn)實際關(guān)系和工程實際問題，在節(jié)約成本和零件易于加工、裝配的基礎(chǔ)上設(shè)計出較好的零件裝配圖。</p><p>

41、　　3在這次的課程設(shè)計過程中,我綜合運用了機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程中所學(xué)的相關(guān)知識知識與技能, 進(jìn)行機(jī)械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練，如計算、繪圖、熟悉和運用設(shè)計資料（手冊、圖冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)，進(jìn)行經(jīng)驗估算和數(shù)據(jù)處理等。并結(jié)合CAD進(jìn)行制圖,在這一過程中提高了我的理論水平及分析問題和解決問題的能力,對我以后要接觸的各種設(shè)計打下了堅實的基礎(chǔ)。最明顯的變化是我的CAD繪圖水平技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步。在這過程中不斷地遇到各種問題，通過自己的努

42、力和請教同學(xué)這些問題都一一解決。</p><p>　　4. 學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計的一般方法，掌握通用機(jī)械零件、機(jī)械傳動裝置或簡單機(jī)械的設(shè)計原理和過程，設(shè)計需要耐心和精力，要有認(rèn)真謹(jǐn)慎的態(tài)度才能做好。</p><p>　　5 通過這次機(jī)械設(shè)計課程的設(shè)計，綜合運用了機(jī)械設(shè)計課程和其他有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實際知識，培養(yǎng)分析和解決一般工程實際問題的能力，并使所學(xué)知識得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展。&l