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

1、<p>　　設(shè)計(jì)題目：二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器</p><p>　　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。</p><p>　　工作條件：此減速器用于熱處理車間零件清洗傳送帶的減速。此設(shè)備兩班制工作，工作期限十年，戶內(nèi)使用</p><p><b>　　傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)：</b></p><p

2、>　　1. 組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。</p><p>　　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。</p><p>　　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：</p><p><b>　　選擇電機(jī)</b></p>&

3、lt;p>　　計(jì)算電機(jī)所需功率： 查手冊(cè)第3頁表1-7：</p><p>　　－帶傳動(dòng)效率：0.96</p><p>　?。繉?duì)軸承傳動(dòng)效率：0.99</p><p>　?。瓐A柱齒輪的傳動(dòng)效率：0.96</p><p>　　－聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率：0.993</p><p>　　—卷筒的傳動(dòng)效率：0.96</p

4、><p><b>　　說明：</b></p><p>　　－電機(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置的總效率：</p><p><b>　　=0.81</b></p><p>　　由表12-1可知，滿足條件的Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)額定功率Pe應(yīng)取為5.5kW</p><p>　　2確定電機(jī)轉(zhuǎn)

5、速：初選同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和1000r/min的電動(dòng)機(jī)，由表12-1可知，對(duì)應(yīng)于額定功率Pe為5.5kW的電動(dòng)機(jī)型號(hào)分別為Y132S-4型和Y132M2-6型?，F(xiàn)將電動(dòng)機(jī)有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)及相應(yīng)算得的總傳動(dòng)比列于表中</p><p>　　通過對(duì)上述兩種方案比較可以看出：方案Ⅰ選用的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量輕，價(jià)格低，總傳動(dòng)比為32.29，傳動(dòng)比不算大，故選用方案Ⅰ較為合理。</p><p>

6、　　四 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比：</p><p><b>　　總傳動(dòng)比： </b></p><p>　　分配傳動(dòng)比：取i=2.5則</p><p><b>　　取經(jīng)計(jì)算 </b></p><p>　　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。</p><p&

7、gt;　　五 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)：</p><p>　　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</p><p>　　——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。</p><p><b>　　各軸轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　2各軸輸入功率：&

8、lt;/b></p><p><b>　　3各軸輸入轉(zhuǎn)矩：</b></p><p>　　運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果如下表：</p><p>　　六 設(shè)計(jì)V帶和帶輪：</p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)V帶</b></p><p><b>　?、俅_定V帶型號(hào)<

9、/b></p><p>　　查課本表13-6得： 則</p><p>　　根據(jù)=6.2, =1440r/min,由課本圖13-5，選擇A型V帶，取。</p><p>　　查課本第206頁表13-7取。</p><p><b>　　為帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率。</b></p><p>　?、隍?yàn)算帶速：

10、 帶速在范圍內(nèi)，合適。</p><p>　?、廴帶基準(zhǔn)長度和中心距a：</p><p>　　初步選取中心距a：，取。</p><p>　　由課本第195頁式（13-2）得：查課本第202頁表13-2取。由課本第206頁式13-6計(jì)算實(shí)際中心距：。</p><p>　　④驗(yàn)算小帶輪包角：由課本第195頁式13-1得：。合適。</p>

11、;<p>　?、萸骎帶根數(shù)Z：由課本第204頁式13-15得：</p><p>　　查課本第203頁表13-3由內(nèi)插值法得 。</p><p>　　由查表13-7得,查表13-2得，由此可得</p><p><b>　　取根。</b></p><p>　?、耷笞饔迷趲л嗇S上的壓力：查課本201頁表13-1得

12、q=0.10kg/m，故由課本第197頁式13-7得單根V帶的初拉力：</p><p><b>　　作用在軸上壓力：</b></p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　七 齒輪的設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　1高速級(jí)大小齒輪的設(shè)計(jì)：</p&

13、gt;<p>　　①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。</p><p>　?、诓檎n本第166頁表11-7得： 。</p><p>　　查課本第165頁表11-4得： 。</p><p><b>　　故 。</b></p><p>　

14、　查課本第168頁表11-10C圖得： 。</p><p><b>　　故 。</b></p><p>　　③按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：9級(jí)精度制造，查課本第164頁表11-3得：載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù)(表11-6)</p><p><b>　　取（表11-4）</b></p><p>　　齒數(shù)取，則。

15、故實(shí)際傳動(dòng)比</p><p>　　模數(shù) </p><p>　　齒寬 ，取，</p><p>　　按表4-1取，實(shí)際的，</p><p>　　中心距 </p><p>　?、茯?yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度：</p><p>　　查課本第167頁表11-9得：齒形系數(shù)，&l

16、t;/p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　由式11-5</b></p><p><b>　　所以安全。</b></p><p>　　⑤齒輪的圓周速度： </p><p>　　查課本第162頁表11-2知選用9級(jí)的的精度是合適的。&

17、lt;/p><p>　　2低速級(jí)大小齒輪的設(shè)計(jì)：</p><p>　?、俨牧希旱退偌?jí)小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS。</p><p>　　低速級(jí)大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為220HBS。</p><p>　?、诓檎n本第166頁表11-7得： 。</p><p>　　查課本第165頁表11-4得： 。</

18、p><p><b>　　故 。</b></p><p>　　查課本第168頁表11-10C圖得： 。</p><p><b>　　故 。</b></p><p>　　③按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：9級(jí)精度制造，查課本第164頁表11-3得：載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù)</p><p>&

19、lt;b>　　取（表11-4）</b></p><p>　　齒數(shù)取，則。故實(shí)際傳動(dòng)比</p><p>　　模數(shù) </p><p>　　齒寬 ，取，</p><p>　　按表4-1取，實(shí)際的，</p><p>　　中心距 </p><p>

20、　?、茯?yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度：</p><p>　　查課本第167頁表11-9得：齒形系數(shù)，</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　由式11-5</b></p><p><b>　　所以安全。</b></p><p>　　⑤齒輪的

21、圓周速度： </p><p>　　查課本第162頁表11-2知選用9級(jí)的的精度是合適的。</p><p><b>　　八 軸的設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　①材料：選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理。查課本第230頁表14-2取 C=100。</p><p>　　②各軸段直徑的確定：根據(jù)課本第230頁式14-2得：</p

22、><p><b>　?、鄢踹x軸承</b></p><p>　　軸1選軸承為7208C</p><p>　　軸2選軸承為7211C</p><p>　　軸3選軸承為7215C</p><p>　　根據(jù)軸承確定各軸安裝軸承的直徑為：</p><p>　　④結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（現(xiàn)在對(duì)高速軸作設(shè)

23、計(jì)，其他兩軸設(shè)計(jì)略，結(jié)構(gòu)詳見圖）為了拆裝方便，減速器殼體用剖分式，軸的結(jié)構(gòu)形狀見零件圖。</p><p>　　(1)各軸直徑的確定</p><p>　　初估軸徑后，可按軸上零件的安裝順序，從左端開始確定直徑。該軸軸段1安裝V帶輪，取36mm.2段安裝軸承7208C，取直徑為40mm。3段安裝軸肩用以固定軸承，取47mm。4段采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，取4段為65mm。5段為安裝軸肩用以固定軸承，取4

24、7mm。6段安裝軸承，取直徑為40mm。</p><p>　　第2軸從左端開始依次為55→64→68→64→55</p><p>　　第3軸從左端開始依次為75→84→88→84→75→72</p><p>　　(2)各軸段長度的確定</p><p>　　第1軸第1段軸的長度42mm，第2段軸的長度為14.2mm，第3段軸的長度為120mm，

25、第4段軸的長度為55mm，第5段軸的長度為10mm,第6段軸的長度為14.2mm.</p><p>　　(3)軸上倒角與圓角</p><p>　　為了保證7206C軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊(cè)的推薦，取軸肩圓角半徑為1mm。其他軸肩圓角半徑均為2mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB6403.4-1986,軸的左右端倒角均為1*45。</p><p>　　⑤軸的受力及彎

26、矩分析</p><p><b>　　計(jì)算支座反力。</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩：</b></p><p><b>　　圓周力：</b></p><p><b>　　徑向力：</b></p><p>　　作用在軸1帶輪上

27、的外力：</p><p><b>　　求垂直面的支反力：</b></p><p>　　求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖：</p><p><b>　　求水平面的支承力：</b></p><p><b>　　由得</b></p><p>　　求并繪制水平面彎矩

28、圖：</p><p>　　求F在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力：</p><p>　　求并繪制F力產(chǎn)生的彎矩圖：</p><p>　　F在a處產(chǎn)生的彎矩：</p><p><b>　　求合成彎矩圖：</b></p><p>　　考慮最不利的情況，把與直接相加。</p><p>　　求危險(xiǎn)截

29、面當(dāng)量彎矩：</p><p>　　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)）</p><p>　　計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑：</p><p>　　因?yàn)椴牧线x擇調(diào)質(zhì)，查課本225頁表14-1得，查課本231頁表14-3得許用彎曲應(yīng)力，則：</p><p>　　因?yàn)?，所以該軸是安全的。</p><p><

30、;b>　　軸承壽命校核：</b></p><p>　　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頁表16-9，10取取</p><p>　　按最不利考慮，則有：</p><p>　　則 因此所該軸承符合要求。</p><p><b>　　九 鍵聯(lián)接的選擇</b></

31、p><p><b>　　高速軸鍵的校核：</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩 </b></p><p><b>　　軸徑 </b></p><p><b>　　平鍵型號(hào)為：A</b></p><p><b>　　平鍵接觸

32、高度K=8</b></p><p><b>　　聯(lián)結(jié)類型為靜連接</b></p><p><b>　　許用擠壓強(qiáng)度 </b></p><p><b>　　則強(qiáng)度條件為</b></p><p>　　動(dòng)聯(lián)結(jié)平鍵強(qiáng)度校核合格</p><p>&l

33、t;b>　　十 聯(lián)軸器的選擇：</b></p><p>　　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頁表8-7選用型號(hào)為HL5的彈性柱銷聯(lián)軸器。</p><p>　　十一 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：</p><p>　　十二 潤滑方式的確定：</p><p>　　因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速

34、度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號(hào)潤滑，裝至規(guī)定高度。</p><p><b>　　十三.參考資料：</b></p><p>　　《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》</p><p>　　《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》</p><p><b>　　《機(jī)械課程設(shè)計(jì)》</b></