二級減速器課程設(shè)計

1、<p><b>　　機械設(shè)計課程設(shè)計</b></p><p><b>　　設(shè)計說明書</b></p><p><b>　　設(shè)計題目 減速器</b></p><p><b>　　學(xué)校 </b></p><p><b>　　設(shè)計者 &

2、lt;/b></p><p><b>　　班級 </b></p><p><b>　　學(xué)號 </b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師 </b></p><p><b>　　時間 </b></p><p&

3、gt;<b>　　目錄</b></p><p>　　設(shè)計任務(wù)書··························· &l

4、t;/p><p>　　傳動方案擬定························· </p><p>　　電動機的選擇··

5、·······················</p><p>　　傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算·······

6、83;···· </p><p>　　高速級齒輪傳動計算···················· </p><p>　　低速級齒輪傳動計算·

7、;··················· </p><p>　　齒輪傳動參數(shù)表············&#

8、183;·········· </p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計·····················

9、···· </p><p>　　軸的校核計算························· </p><

10、;p>　　滾動軸承的選擇與計算·················· </p><p>　　鍵聯(lián)接選擇及校核··········&#

11、183;·········· </p><p>　　聯(lián)軸器的選擇與校核···················· &l

12、t;/p><p>　　減速器附件的選擇····················· </p><p>　　潤滑與密封······

13、····················· </p><p>　　設(shè)計小結(jié)···········

14、·················· </p><p>　　參考資料··············

15、··············· </p><p><b>　　一.設(shè)計題目：</b></p><p><b>　　原始數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　卷揚機起吊的重物為W

16、=15KN,起吊為勻速提升，其提升速度為V=0.65m/s;卷筒與其制動裝置（）一起用離合器與減速器輸出軸相聯(lián)。卷筒直徑為（）。設(shè)卷筒效率。初定減速器的總效率為。所設(shè)計的減速器應(yīng)為二級減速器。選用彈性聯(lián)軸器。</p><p>　　1.完成減速器裝配圖一張（A0）。</p><p>　　2.繪制軸、齒輪零件圖各一張（A2）。</p><p>　　3.繪制箱座零件圖一張

17、（A1）。</p><p>　　4.編寫設(shè)計計算說明書一份。</p><p>　　二. 電動機設(shè)計步驟</p><p>　　傳動裝置總體設(shè)計方案</p><p><b>　　本組設(shè)計數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　卷揚機工作拉力F=10900N。卷筒轉(zhuǎn)速n=31.05r/min, 卷筒直徑D

18、=400mm 。</p><p>　　1.外傳動機構(gòu)為聯(lián)軸器傳動。</p><p>　　2.減速器為二級展開式圓柱齒輪減速器。</p><p>　　3.該方案的優(yōu)缺點：瞬時傳動比恒定、工作平穩(wěn)、傳動準(zhǔn)確可靠，徑向尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，節(jié)約材料。減速器橫向尺寸較小，兩大齒輪浸油深度可以大致相同。但減速器軸向尺寸及重量較大；高級齒輪的承載能力不能充分利用；中間軸承潤

19、滑困難；齒輪相對于軸承不對稱分布，因而沿齒向載荷分布不均，要求軸有較大的剛度；僅能有一個輸入和輸出端，限制了傳動布置的靈活性。原動機部分為YZR系列三相交流異步電動機。總體來講，該傳動方案滿足工作機的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低傳動效率高。</p><p><b>　　三．電動機的選擇</b></p><p>　　1.選擇電動機的

20、類型</p><p>　　按工作要求和工作條件選用YZR系列三相籠型異步電動機，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380V。</p><p>　　2.確定電動機工作功率Pw 按下試計算</p><p>　　試中 V=0.65m/s 工作裝置的效率考慮膠帶卷筒器及其軸承的效率取 w=0.97x0.81x0.99x0.98</p><p><b&

21、gt;　　代入上試得</b></p><p>　　因載荷平穩(wěn)，電動機核定功率P只需要稍大于Pw即可。按表8-169中YZR系列電動機數(shù)據(jù)，選電動機的核定功率P為13kw。</p><p><b>　　3.確定電動機轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　按表2-1推薦的傳動比合理范圍，兩級同軸式圓柱齒輪減速器傳動比</p>

22、<p>　　而工作機卷筒軸的轉(zhuǎn)速為</p><p>　　所以電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為</p><p>　　符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有。綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、質(zhì)量及價格等因素，為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為的YZR系列電動機YZR180L-6,其滿載轉(zhuǎn)速為,電動機的安裝結(jié)構(gòu)形式以及其中心高,外形尺寸,軸的尺寸等都在8-186,表8-187中查的。</p>

23、<p>　　四.計算傳動裝置的總傳動比并分配傳動比</p><p><b>　　A.總傳動比為</b></p><p><b>　　B.分配傳動比</b></p><p>　　考慮潤滑條件等因素，初定</p><p><b>　　，</b></p>

24、<p>　　C. 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)</p><p><b>　　1.各軸的轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　I軸 </p><p>　　II軸 </p><p>　　III軸 </p><p><b>　　卷筒軸

25、 </b></p><p><b>　　2.各軸的輸入功率</b></p><p><b>　　I軸 </b></p><p><b>　　II軸 </b></p><p><b>　　III軸 </b></p>

26、;<p><b>　　卷筒軸 </b></p><p><b>　　3.各軸的輸入轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　I軸 </b></p><p><b>　　II軸 </b></p><p>　　III軸

27、 </p><p><b>　　卷筒軸 </b></p><p><b>　　電動機軸</b></p><p>　　Ⅰ—Ⅲ軸輸出功率、轉(zhuǎn)矩分別取軸承效率為0.98</p><p><b>　　列表： </b></p><p>　　五. 高速級齒

28、輪的設(shè)計</p><p>　　A.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　1.按簡圖所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動，硬齒輪面閉式傳動。</p><p>　　2.運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度(GB10095-88)。</p><p>　　3.材料選擇。由《機械設(shè)計》，選擇小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為2

29、17-286HBS，大齒輪為ZG35SiMn，硬度為241-269HBS，二者材料硬度差不多。</p><p>　　B. 按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計</p><p>　　設(shè)計準(zhǔn)則:先由齒根彎曲疲勞強度計算，再按齒面接觸疲勞強度校核。</p><p>　　1.確定公式內(nèi)的各參數(shù)值</p><p>　　a.由《機械設(shè)計》圖10-20c查得小齒輪的彎曲

30、疲勞強度極限；大齒輪的彎曲強度極限；</p><p>　　b.由于考慮到軸Ⅰ與聯(lián)軸器相連，，將軸Ⅰ做成齒輪軸。</p><p>　　考慮到加工性，所以最好選小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù) </p><p><b>　　取</b></p><p>　　c.計算彎曲疲勞許用應(yīng)力；</p><p>　　取彎曲

31、疲勞安全系數(shù) SF=1.25，得</p><p>　　d.查取載荷系數(shù)K、齒寬系數(shù)</p><p>　　彈性系數(shù)ZE=188.9、對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪ZH=2.5</p><p>　　由《機械設(shè)計》表查得：K=1.5，</p><p><b>　　e.設(shè)計計算</b></p><p><b>　

32、　模數(shù)</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　2.集合尺寸設(shè)計</b></p><p>　　a.計算分圓周直徑、 </p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　b.計算

33、中心距</b></p><p><b>　　c.計算齒輪寬度</b></p><p><b>　　取，。</b></p><p><b>　　3.輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　大齒輪采用腹板式結(jié)構(gòu)</p><p>　　大齒輪的有關(guān)

34、尺寸計算如下：</p><p>　　軸孔直徑60mm </p><p>　　輪轂長度 與齒寬相等 </p><p><b>　　輪轂直徑 </b></p><p>　　輪緣厚度 腹板厚度 </p>&

35、lt;p>　　腹板中心孔直徑 腹板孔直徑</p><p><b>　　齒輪倒角 取</b></p><p>　　這樣設(shè)計出的齒輪傳動，即滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。</p><p>　　C.校核齒面接觸強度</p><p><b>　　

36、根據(jù)</b></p><p>　　確定公式內(nèi)的各參數(shù)值</p><p>　　由《機械設(shè)計》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限</p><p>　?。淮簖X輪的接觸疲勞強度極限</p><p>　　由《機械設(shè)計》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。</p><p><b>　　校核&l

37、t;/b></p><p><b>　　所以安全</b></p><p>　　六. 低速級齒輪的設(shè)計</p><p>　　A.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　1.按簡圖所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動，硬齒輪面閉式傳動。</p><p>　　2.運輸機為一般工作機

38、器，速度不高，故選用8級精度(GB10095-88)。</p><p>　　3.材料選擇。由《機械設(shè)計》，選擇小齒輪材料為20CrMnTi（滲碳淬火），硬度為56-62HRC，大齒輪為20Cr（滲碳淬火），硬度為56-62HRC，二者材料硬度差不多。</p><p>　　B. 按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計</p><p>　　設(shè)計準(zhǔn)則:先由齒根彎曲疲勞強度計算，再按齒面接

39、觸疲勞強度校核。</p><p>　　1.確定公式內(nèi)的各參數(shù)值</p><p>　　a.由《機械設(shè)計》圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲強度極限；</p><p>　　小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù) </p><p><b>　　取</b></p><p>　　b.計算彎曲疲勞許用

40、應(yīng)力；</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.25，,得</p><p>　　c.載荷系數(shù)K=1.5</p><p><b>　　模數(shù)</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　2.集合尺寸設(shè)計</b><

41、/p><p>　　a.計算分圓周直徑、 </p><p><b>　　b.計算中心距</b></p><p><b>　　c.計算齒輪寬度</b></p><p><b>　　取，。</b></p><p><b>　　C.輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計</

42、b></p><p>　　大齒輪采用實心打孔式結(jié)構(gòu)</p><p>　　大齒輪的有關(guān)尺寸計算如下：</p><p>　　軸孔直徑 </p><p>　　輪轂長度 與齒寬相等 </p><p><b>　　輪轂直徑 取</b&g

43、t;</p><p>　　輪緣厚度 腹板厚度 </p><p>　　腹板中心孔直徑 腹板孔直徑</p><p><b>　　齒輪倒角 取</b></p><p>　　D.驗算齒面接觸強度</p><p><b>　　根據(jù)</

44、b></p><p>　　1.確定公式內(nèi)的各參數(shù)值</p><p>　　由《機械設(shè)計》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限</p><p>　??；大齒輪的接觸疲勞強度極限</p><p>　　由《機械設(shè)計》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。</p><p><b>　　2.驗算</

45、b></p><p><b>　　所以安全</b></p><p><b>　　七.齒輪傳動參數(shù)表</b></p><p><b>　　八.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　A.初選軸的最小直徑</p><p>　　選取軸的材料為45和40

46、Cr，熱處理為滲碳淬火。 <取C=100，></p><p>　?、褫S ，考慮到聯(lián)軸器、鍵槽的影響，取=45mm</p><p>　?、蜉S ，取d2=50mm</p><p>　?、筝S ,取d3=80mm</p><p><b>　　B.初選軸承</b></p><p>　　1軸

47、選軸承為6210</p><p>　　2軸選軸承為6212</p><p>　　3軸選軸承為6018</p><p>　　C.確定軸上零件的位置和固定方式</p><p>　?、褫S：由于高速軸齒根圓直徑與軸徑接近，將高速軸取為齒輪軸，使用深溝球軸承承載，一軸端連接電動機，采用彈性柱銷聯(lián)軸器。</p><p>　?、蜉S：

48、高速級采用實心齒輪，采用上端用套筒固定，下端用軸肩固定，由于低速軸齒根圓直徑與軸徑接近，將低速軸取為齒輪軸，，下端用套筒固定，使用深溝球軸承承載。</p><p>　?、筝S：采用實心齒輪，齒輪上端用套筒固定，下端用軸肩固定，使用深溝球軸承承載，下端連接卷揚機，采用離合器連接。</p><p><b>　　九.軸的校核計算</b></p><p>

49、;<b>　　1. Ⅲ軸強度校核</b></p><p>　　A 低速軸的強度校核</p><p>　　由前面選定軸Ⅲ的材料為40Cr表面淬火，由機械設(shè)計基礎(chǔ)表14-1查得</p><p>　　抗拉強度=735Mpa</p><p>　　..計算齒輪上受力（受力如圖所示）</p><p>　　K

50、=160mm,L1=68.5,L2=137.5</p><p>　　作用在齒輪上的圓周力,徑向力,不考慮軸向力。</p><p>　　a.求垂直面的支撐力</p><p><b>　　, </b></p><p>　　b.求水平面的支反力</p><p>　　c.F力在支點產(chǎn)生的反力</p&

51、gt;<p><b>　　根據(jù)力矩平衡計算得</b></p><p><b>　　F=10.9kN</b></p><p><b>　　,</b></p><p><b>　　d.垂直面的彎矩</b></p><p><b>　　,

52、</b></p><p><b>　　e.水平面的彎矩</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　f.F力產(chǎn)生的彎矩圖</p><p><b>　　齒輪截面產(chǎn)生的彎矩</b></p><p><b>　　g

53、.求合成彎矩</b></p><p>　　考慮到最不利的情況，把直接相加</p><p><b>　　h.求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　i.求危險截面的當(dāng)量彎矩</p><p>　　從圖中可以看出，齒輪截面是最危險的，其當(dāng)量彎矩為</p><p>　　認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈

54、動循環(huán)應(yīng)變力，取折合系數(shù)</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　j.計算危險截面處的直徑</p><p>　　軸的材料選用40Cr調(diào)質(zhì)處理。查表14-1得</p><p><b>　　由表14-3查得</b></p><p><b>　　所以

55、</b></p><p>　　考慮到鍵槽對軸的削弱，將d值加大5%</p><p><b>　　故 </b></p><p>　　危險截面滿足條件。軸3安全</p><p>　　十.滾動軸承的選擇及校核</p><p>　　考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用的是深溝球軸承<

56、/p><p>　　軸Ⅰ6210一對，軸Ⅱ6212一對，軸Ⅲ選用6018一對 (GB/T276-1994) </p><p><b>　　壽命計算：</b></p><p><b>　　A.軸Ⅰ </b>

57、</p><p>　　1.查機械設(shè)計課程設(shè)計表6-1，得深溝球軸承6210</p><p><b>　　, </b></p><p>　　2.查《機械設(shè)計》得</p><p>　　X=1, Y=0，，，ε=3,</p><p>　　計算軸承反力及當(dāng)量動載荷：</p><p&g

58、t;　　因為：軸承所受得總載荷</p><p><b>　　， </b></p><p>　　由于基本只受軸向載荷，所以當(dāng)量動載荷：</p><p><b>　　3.取軸承預(yù)期壽命</b></p><p><b>　　基本額定動載荷</b></p><p&g

59、t;　　所以軸承6010安全，合格</p><p><b>　　B.軸Ⅱ </b></p><p>　　1.查機械設(shè)計課程設(shè)計表6-1，得深溝球軸承6212</p><p><b>　　,</b></p><p>　　2.查《機械設(shè)計》得</p><p>　　X=1, Y

60、=0,，，ε=3,</p><p>　　計算軸承反力及當(dāng)量動載荷：</p><p>　　因為：軸承所受得總載荷</p><p><b>　　， </b></p><p>　　由于基本只受軸向載荷，所以當(dāng)量動載荷：</p><p><b>　　4.取軸承預(yù)期壽命</b><

61、/p><p><b>　　基本額定動載荷</b></p><p><b>　　選用6212合格 </b></p><p><b>　　C.軸Ⅲ</b></p><p>　　1.查機械設(shè)計課程設(shè)計表6-1，得深溝球軸承6018</p><p><b&g

62、t;　　,</b></p><p>　　2.查《機械設(shè)計》得</p><p>　　X=1, Y=0,，，ε=3,</p><p>　　3.計算軸承反力及當(dāng)量動載荷：</p><p>　　因為：軸承所受得總載荷</p><p><b>　　， </b></p><p

63、>　　由于基本只受軸向載荷，所以當(dāng)量動載荷：</p><p><b>　　4.取軸承預(yù)期壽命</b></p><p><b>　　基本額定動載荷</b></p><p>　　由于基本只受軸向載荷，所以當(dāng)量動載荷：所以軸承6016安全，合格。</p><p>　　十一.鍵聯(lián)接選擇及校核</

64、p><p><b>　　1.鍵類型的選擇</b></p><p>　　選擇Q275，其許用擠壓應(yīng)力[</p><p><b>　?、褫S</b></p><p>　　右端連接彈性聯(lián)軸器，鍵槽部分的軸徑為45mm，軸段長84mm，</p><p>　　所以選擇單圓頭普通平鍵(A型)鍵

65、b=14mm,h=9mm,L=80mm</p><p><b>　?、蜉S</b></p><p>　　軸段長為48mm，軸徑為60mm，所以選擇圓頭普通平鍵（A型）</p><p>　　鍵b=18mm,h=11mm,L=36mm</p><p><b>　　Ⅲ軸</b></p><

66、;p>　　軸段長為68mm，軸徑為88mm，所以選擇圓頭普通平鍵（A型）</p><p>　　鍵b=25mm,h=14mm,L=56mm</p><p>　　右端連接凸緣聯(lián)軸器，鍵槽部分的軸徑為80mm，軸段長86mm，</p><p>　　所以選擇圓頭普通平鍵(A型)鍵b=22mm,h=14mm,L=80mm</p><p><

67、b>　　2.鍵類型的校核</b></p><p><b>　　Ⅰ軸</b></p><p>　　=127.69N.m ，</p><p><b>　　則強度足夠， 合格</b></p><p><b>　?、蜉S</b></p><p>

68、　　T=808.07N.m ，</p><p><b>　　則強度足夠， 合格</b></p><p><b>　?、筝S</b></p><p>　　T=3650.83N.m ，</p><p>　　T=3650.83N.m ，</p><p>　　則強度足夠， 合格,均在許

69、用范圍內(nèi)。</p><p>　　十二.聯(lián)軸器和離合器的選擇</p><p>　　由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮裝拆方便及經(jīng)濟問題，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器</p><p><b>　　1.減速器進口端</b></p><p>　　選用LT7型（GB/T 4323-2002）彈性套柱銷聯(lián)軸器，采用型軸孔，A型鍵

70、，軸孔直徑d=45~50mm,選d=45mm,軸孔長度</p><p><b>　　為L=84mm</b></p><p><b>　　2.減速器的出口端</b></p><p>　　選用矩形牙嵌式離合器器，，A型鍵，軸孔直徑d=80mm,軸孔長度</p><p><b>　　為L=110

71、mm</b></p><p>　　十三.減速器附件的選擇</p><p><b>　　1.箱體設(shè)計</b></p><p>　　注釋：a取低速級中心距，a＝246mm</p><p><b>　　2.附件</b></p><p>　　為了保證減速器的正常工作，除了

72、對齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計給予足夠的重視外，還應(yīng)考慮到為減速器潤滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計。</p><p>　　十四.減速器潤滑方式、密封形式</p><p><b>　　1.潤滑</b></p><p>　　本設(shè)計采用油潤滑，潤滑方式為飛濺潤滑，并通過

73、適當(dāng)?shù)挠蜏蟻戆延鸵敫鱾€軸承中。</p><p><b>　　1）.齒輪的潤滑</b></p><p>　　采用浸油潤滑，由于低速級周向速度小，所以浸油高度約為30～50㎜。</p><p><b>　　取為30㎜。</b></p><p>　　2）.滾動軸承的潤滑</p><p

74、>　　由于軸承周向速度小，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤滑。</p><p><b>　　2.密封形式</b></p><p>　　軸與軸承蓋之間用接觸式氈圈密封，型號根據(jù)軸段選取。</p><p><b>　　設(shè)計小結(jié)</b></p><p>　　通過這次機械設(shè)計，我從中學(xué)到了很多知識。雖然在設(shè)計

75、的過程中，我遇到了很多困難。但通過看書和查資料對以前比較模糊的知識有了一個全面的認(rèn)識。在和同學(xué)的探討以及老師的講解中，這些困難都被一一的克服了。在不斷的計算設(shè)計中，我意識到要做一個設(shè)計是多么的不容易。尤其是要有耐心和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。特別是一些零部件的設(shè)計和加工更應(yīng)該是如此。</p><p>　　在設(shè)計的過程中，我意識到選擇合適材料是多么的重要。在設(shè)計齒輪的時候，正是選擇材料的不合理，導(dǎo)致我設(shè)計的齒輪很大。使設(shè)計的減速

76、器結(jié)構(gòu)既不合理，又浪費材料。設(shè)計軸的時候也同樣遇到這個問題。還有在一些細(xì)節(jié)的方面，我還做得不夠好。機械產(chǎn)品的設(shè)計，就是在要滿足使用功能的前提下，盡量的降低成本，以獲得最大的效益。</p><p>　　經(jīng)過近一個月的課程設(shè)計，讓我學(xué)到了很多知識。有一些就是書本上沒有的知識，讓我認(rèn)識到，做為一個設(shè)計者，就應(yīng)該嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心，每一個小的細(xì)節(jié)都必須注意到，往往在一些小的細(xì)節(jié)上可以引發(fā)很大的問題。</p><

77、p>　　課程設(shè)計雖然結(jié)束了，但是我們的學(xué)習(xí)并沒有結(jié)束，以后的路還很長。我們要不斷勉勵自己向前發(fā)展，為以后的人生打下一個堅實的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　十六 .參考文獻</b></p><p>　　《機械設(shè)計課程指導(dǎo)書》第二版北京高等教育出版社ISBN978-7-04-002728-0</p><p>　　《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》