機械二級減速器課程設計---二級直齒圓柱齒輪減速器

1、<p><b>　　機械設計課程設計</b></p><p><b>　　計算說明書</b></p><p>　　設計題目：二級直齒圓柱齒輪減速器</p><p><b>　　學 院：</b></p><p><b>　　班 級</b>

2、;</p><p><b>　　學 號：</b></p><p><b>　　姓 名：</b></p><p><b>　　指導老師：</b></p><p>　　日 期：2011年6月</p><p><b>　　目

3、 錄</b></p><p>　　一、設計題目：二級直齒圓柱齒輪減速器- 2 -</p><p>　　二、傳動裝置總體設計：- 2 -</p><p>　　三、選擇電動機- 3 -</p><p>　　四、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比：- 4 -</p><p>　　五、計算傳動裝置的運動和

4、動力參數(shù)：- 5 -</p><p>　　六、齒輪的設計：- 5 -</p><p>　　七、設計V帶：- 9 -</p><p>　　八、驗算運動誤差:- 10 -</p><p>　　九、軸的設計：- 12 -</p><p>　　十、聯(lián)軸器的選擇：- 21 -</p><p>

5、　　十一、潤滑方式的確定- 21 -</p><p>　　十二.其他有關數(shù)據(jù)見裝配圖的明細表和手冊中的有關數(shù)據(jù)。- 21 -</p><p>　　十三.參考資料：- 21 -</p><p>　　一、設計題目：二級直齒圓柱齒輪減速器</p><p>　　題目：任務書I-26，</p><p>　　1.要求：擬定傳

6、動方案：由電動機、V帶、減速器、聯(lián)軸器、工作機構(gòu)成。</p><p>　　2.工作條件：雙班制工作，有輕度振動，小批量生產(chǎn)，單向傳動，軸承壽命2年，減速器使用年限5年，運動帶允許誤差±5%。</p><p>　　3.已知條件：減速箱輸出軸功率3馬力，運輸帶卷筒轉(zhuǎn)速37r/min。</p><p>　　二、傳動裝置總體設計：</p><p

7、>　　1. 組成：傳動裝置由電動機、減速器、工作機組成。</p><p>　　2. 特點：齒輪相對于軸承不對稱分布，故 沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。</p><p>　　3. 確定傳動方案：考慮到電動機轉(zhuǎn)速高，傳動功率大，V帶傳動平穩(wěn)，并且在傳輸帶過載時對減速箱進行保護，所以將V帶 設置在高速級。 其傳動方案如下：</p><p><b&g

8、t;　　三、選擇電動機</b></p><p>　　1.計算電動機所需功率P：</p><p>　　查手冊第3頁表1-7：</p><p>　?。瓗鲃有剩?.95</p><p>　　－每對軸承傳動效率：0.99</p><p>　?。瓐A柱齒輪的傳動效率：0.98</p><p>

9、;　?。妱訖C至工作機之間的傳動裝置的總效率：</p><p>　　減速箱輸出軸功率P3為：</p><p>　　2.確定電動機轉(zhuǎn)速：查 指導書第7頁表1：V帶適合傳動比為2～4， 二級圓柱齒輪減速器適合傳動比為i=8～40所以電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍是：</p><p>　　N d=nW ×(2～4)×(8～40)= 314.24～3142.4r/

10、min符合這一范圍的電動機同步轉(zhuǎn)速有：750、1000、1500、3000。</p><p>　　根據(jù)電動機所需功率和轉(zhuǎn)速查手冊第155頁表12-1有4種適用的電動機型號，因此有4種傳動比方案如下：</p><p>　　綜合考慮電動機價格和傳動裝置的尺寸、重量、和帶傳動、減速器的傳動比，可見第2種方案比較合適，因此選用電動機型號為Y 112M-4，其主要參數(shù)如下：</p>&

11、lt;p>　　四、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比：</p><p><b>　　總傳動比： </b></p><p>　　V帶適合的傳動比為=2～4，取=3.2</p><p>　?。ㄒ颍┛扇?，得=2.98，=4.32</p><p>　　五、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)：</p><p&g

12、t;　　將傳動裝置各 軸由高速到低速依次定為1軸、2軸、3軸</p><p>　　1.各 軸轉(zhuǎn)速： </p><p>　　2.各 軸輸入功率： </p><p>　　3.各 軸輸出轉(zhuǎn)矩： </p><p><b>　　六、齒輪的設計：</b></p><p>　

13、　1、高速級大小齒輪的設計：</p><p>　?、俨牧希焊咚偌壭↓X輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為241.5HBS。高速級大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為186.5HBS。查課本第165頁表11-4得： ，。</p><p>　?、诓檎n本第166頁表11-7得： </p><p><b>　　，</b></p><p>　　查

14、課本第168頁表11-10C圖得：</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　故 </b></p><p>　　③按齒面接觸強度設計：</p><p>　　8級精度制造，查課本第164頁表11-3得：均勻載荷，載荷系數(shù)K=1.2（有輕度振動）</p>

15、;<p><b>　　取齒寬系數(shù)：</b></p><p><b>　　對于高速級齒輪 </b></p><p>　　計算中心距：由課本第165頁式11-5得：</p><p><b>　　中心距 : </b></p><p>　　可取190,195,200

16、并且尾數(shù)應圓整為0或5；動力傳動齒輪m可以取2.5,3,4等。</p><p><b>　　， </b></p><p>　　當取，取m＝2.5時，， . </p><p>　　返算：a=210, </p><p><b>　　分度圓直徑：,</b></p><p>　　

17、齒寬： 可取 ， </p><p>　　高速級小齒輪：， 高速級大齒輪：， </p><p>　?、茯炈爿嘄X彎曲強度：</p><p>　　查課本第167頁表11-9得：</p><p><b>　　，, </b></p><p><b>　　按齒寬計算強度：</b>

18、</p><p>　　第一對齒輪的齒面接觸疲勞強度和齒根的彎曲疲勞強度滿足要求。</p><p>　　2、低速級大小齒輪的設計：</p><p>　　對于低速級齒輪，，，</p><p>　?、郯待X面接觸強度設計：8級精度制造，查課本第164頁表11-3得：載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù)</p><p>　　計算中心距： 由課本

19、第165頁式11-5得：</p><p><b>　　中心距：</b></p><p>　　所以可取230，235，240等；m可以取2.5,3,4等。</p><p>　　當取，m=4取時，,Z2=90</p><p>　　返算a=240i=3。</p><p><b>　　分度

20、圓直徑：, </b></p><p><b>　　齒寬: </b></p><p><b>　　則可取 , </b></p><p>　　④驗算輪齒彎曲強度：查課本第167頁表11-9得：</p><p><b>　　，，</b></p><p

21、><b>　　按最小齒寬</b></p><p>　　第二對齒輪的齒面接觸疲勞強度和齒根的彎曲疲勞強度滿足要求。</p><p><b>　　七、設計V帶：</b></p><p>　?、俅_定V帶型號,計算PC：</p><p>　　查課本表13-6得：雙班制工作，工作時間為16小時， <

22、;/p><p><b>　　則</b></p><p>　　根據(jù)=3.744KW ， </p><p>　　由課本圖13-15，選擇A型V帶。</p><p>　?、诖_定帶輪的直徑，驗算帶速：</p><p>　　，由表13-9取=280mm</p><p><b>

23、　　驗算帶速： </b></p><p>　　帶速v在(5-25)范圍內(nèi)，合適。</p><p>　?、鄞_定V帶基準長度和中心距a并驗算包角：</p><p><b>　　初選中心距</b></p><p>　　由于滿足，所以,取=500mm</p><p><b>　　初

24、算帶長得：</b></p><p>　　查課本第202頁表13-2取Ld=1600。</p><p><b>　　計算實際中心距：</b></p><p>　　，實際中心距在0.7（d1+d2）～2(d1+d2)之間，合理。</p><p>　　④驗算小帶輪包角： </p><p>&

25、lt;b>　?、萸骎帶根數(shù)Z： </b></p><p>　　令， 查課本203頁表13-3，得 </p><p><b>　　V帶傳動比： </b></p><p>　　查課本204頁表13－4 得：</p><p><b>　　因為得</b></p><

26、;p><b>　　因為，得</b></p><p>　　查課本202頁表13－2得：</p><p>　　所以取2根A型V帶。</p><p>　?、耷箢A拉力和作用在帶輪軸上的壓力：</p><p>　　查課本201頁表13-1得q=0.10kg/m，故由課本第197頁式13-7得單根V帶的初拉力：</p&g

27、t;<p><b>　　作用在軸上壓力：</b></p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　八、驗算運動誤差:</b></p><p><b>　　實際上，誤差 </b></p><p>　　減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸如下：

28、</p><p><b>　　九、軸的設計：</b></p><p>　　1.第一根軸設計計算 :</p><p><b>　　,，</b></p><p>　?、俨牧希哼x用鋼調(diào)質(zhì)處理。 </p><p><b>　?、谧钚≈睆降拇_定：</b></

29、p><p>　　根據(jù)課本第230頁式14-2,取，C=113，得:</p><p>　　帶輪輪轂配合的軸段長取L1=40</p><p>　?、圻M行軸的結(jié)構(gòu)設計：</p><p>　　查手冊62頁表6-1選用6006軸承，， ，軸承寬B＝13mm， </p><p>　　徑向尺寸從左到右依次為,,,,,，。</p&g

30、t;<p>　?、芮笞饔迷谳S上的作用力：</p><p>　　帶輪作用在軸上的壓力為：</p><p>　　齒輪作用在軸上的水平力即周向力：</p><p>　　齒輪作用在軸上的鉛垂力即徑向力： </p><p>　　由于齒輪和帶輪都對軸有作用力而產(chǎn)生彎矩，故將兩者彎矩分別求得再進行合成。</p><p>

31、;<b>　?、萸笾Х戳Γ?lt;/b></p><p><b>　　鉛垂面：</b></p><p><b>　　水平面</b></p><p>　?、哌x定危險截面,截面1:靠近帶輪的軸承中心；截面2:齒輪中心:</p><p>　　水平面：

32、 </p><p><b>　　鉛垂面：</b></p><p>　　合成彎矩圖：考慮到最不利得情況，將與M直接相加：</p><p>　　合成當量彎矩圖：轉(zhuǎn)矩不變，有輕度振動，取</p><p>　　由合成當量彎矩圖可知：齒輪中間面為危險截面。有鍵槽，存在應力集中，考慮將軸徑降低5%</p><p&

33、gt;<b>　?、嘤嬎惝斄繎Γ?lt;/b></p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　查表得鋼 小于 </b></p><p>　　所以第一軸設計合理。</p><p>　　⑨鍵的設計與校核: </p><p>　　根據(jù)與帶

34、輪軸配合段，確定V帶輪選用材料為鑄鐵HT200，參考教材表10-9,由于在17-22范圍內(nèi)，故軸段上采用普通A型鍵，：, </p><p>　　綜合考慮取L=36， </p><p>　　查表得 < 合理. </p><p>　　2.第二根軸的設計計算：</p><p><b>　　，，</b></p&

35、gt;<p>　　材料：選用鋼調(diào)質(zhì)處理。</p><p><b>　?、谧钚≈睆降拇_定：</b></p><p>　　根據(jù)課本第230頁式14-2,取，C=113得：</p><p>　　查手冊62頁表6-1選用6007軸承，B=14mm,D=62mm,d=35mm</p><p>　　③進行軸的結(jié)構(gòu)設計：

36、</p><p>　　徑向尺寸從左到右依次為：=35mm，=38mm, =45mm, =38mm, =35mm</p><p><b>　　軸向尺寸如圖所示</b></p><p>　?、芮笞饔迷谳S上的作用力：</p><p>　　齒輪Ⅰ:圓周力： 徑向力：</p><p>　　齒輪Ⅱ: 圓周力：

37、徑向力：</p><p><b>　?、萸筝S承支反力</b></p><p><b>　　X平面: </b></p><p><b>　　Y平面: </b></p><p>　　⑥選定危險截面,截面1:低速齒輪中心；截面2:軸環(huán)左端；截面3:高速齒輪中心。</p>

38、<p><b>　　求齒輪產(chǎn)生得彎矩：</b></p><p>　　合成當量彎矩圖： 轉(zhuǎn)矩不變，有輕度振動，取</p><p><b>　　各彎矩圖如下:</b></p><p>　　由合成當量彎矩圖可知:高速級齒輪軸段為危險截面.</p><p><b>　?、哂嬎惝斄繎?/p>

39、：</b></p><p>　　截面1，3有鍵槽,軸徑減少5%,</p><p>　　查表得45鋼 當量應力小于許用應力 </p><p>　　所以第二根軸設計合理。</p><p>　?、噫I的設計與校核: </p><p>　　根據(jù)高速級齒輪軸段直徑，故軸段上采用普通A型鍵:10×8 &l

40、t;/p><p><b>　　取l=50，T=</b></p><p>　　查表得 < 合理. </p><p>　　根據(jù)低速級齒輪配合處軸段，在30-38之間,故軸段上采用普通A型鍵: </p><p>　　綜合考慮取l=50， </p><p>　　查表得 < 合理.

41、</p><p><b>　　3.從動軸的設計：</b></p><p><b>　　，，</b></p><p>　　①材料：選用鋼調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　?、谟嬎阕钚≥S段直徑:</p><p>　　因為軸主要承受轉(zhuǎn)矩作用，所以按扭轉(zhuǎn)強度計算，取C=110,由式14-

42、2得：</p><p>　　取,該軸段與聯(lián)軸器相聯(lián)。</p><p><b>　　③各軸段結(jié)構(gòu)設計:</b></p><p>　　徑向尺寸從左到右依次為：=55mm，=60mm, =66mm, =60mm, =55mm，=50mm，=48mm</p><p>　?、芮笞饔迷谳S上的作用力：</p><p

43、>　　齒輪作用在軸上的圓周力： </p><p><b>　　徑向力：</b></p><p><b>　　聯(lián)軸器的附加動載荷</b></p><p><b>　?、萸笾Х戳Γ?lt;/b></p><p>　　⑦選定危險截

44、面,截面1:齒輪中心</p><p>　　合成當量彎矩圖：轉(zhuǎn)矩不變，有輕度振動，取</p><p><b>　?、嘤嬎惝斄繎Γ?lt;/b></p><p>　　截面1沒有鍵槽但尺寸變較大，存在應力集中，考慮將軸徑降低5%：</p><p><b>　　， </b></p><p&g

45、t;<b>　　小于查表得鋼 </b></p><p><b>　　所以第三根軸安全。</b></p><p>　　⑨彎矩及軸的受力分析圖如下：</p><p><b>　?、怄I的設計與校核：</b></p><p>　　因為裝聯(lián)軸器查表選鍵為，選鍵長為L=60mm<

46、/p><p><b>　　校核</b></p><p>　　裝齒輪查表選鍵為，因為初選鍵長為L=50mm</p><p><b>　　校核</b></p><p><b>　　十、聯(lián)軸器的選擇：</b></p><p>　　計算聯(lián)軸器所需的轉(zhuǎn)矩： 查課本26

47、9表17-1取 </p><p>　　查手冊9選用型號為GY6、GYS6、GYH6的剛性聯(lián)軸器。</p><p>　　十一、潤滑方式的確定：</p><p>　　因為傳動裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠遠小于，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號潤滑，裝至規(guī)定高度。</p><p>　　已知：=734mm，=170

48、mm，因為齒輪的速度很慢，所以可以達到齒輪半徑的。所以計算可得=49mm。</p><p><b>　　故可得油的體積為：</b></p><p>　　十二.其他有關數(shù)據(jù)見裝配圖的明細表和手冊中的有關數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　十三.參考資料：</b></p><p>　　《機械設計課程設計