二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器課程設(shè)計(jì)

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：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%。</p><p>　　知條件：運(yùn)輸帶卷筒轉(zhuǎn)速，</p><p>　　減速箱輸出軸功率馬力，<

2、/p><p><b>　　傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　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)

3、方案如下：</p><p><b>　　選擇電機(jī)</b></p><p>　　計(jì)算電機(jī)所需功率： 查手冊(cè)第3頁表1-7：</p><p>　?。瓗鲃?dòng)效率：0.96</p><p>　　－每對(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><

4、p>　?。?lián)軸器的傳動(dòng)效率：0.993</p><p>　　—卷筒的傳動(dòng)效率：0.96</p><p><b>　　說明：</b></p><p>　?。姍C(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置的總效率：</p><p>　　2確定電機(jī)轉(zhuǎn)速：查指導(dǎo)書第7頁表1：取V帶傳動(dòng)比i=24</p><p>　　二

5、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：</p><p>　　符合這一范圍的轉(zhuǎn)速有：750、1000、1500、3000</p><p>　　根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和轉(zhuǎn)速查手冊(cè)第155頁表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：</p><p>　　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

6、適，因此選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M1-6，其主要參數(shù)如下：</p><p>　　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><b>　　分配傳動(dòng)比：取 則</b></p><p><b>　　取經(jīng)計(jì)算</b><

7、;/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>　　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><

8、b>　　各軸轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　2各軸輸入功率：</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&g

9、t;　　1.設(shè)計(jì)V帶</b></p><p><b>　?、俅_定V帶型號(hào)</b></p><p>　　查課本表13-6得： 則</p><p>　　根據(jù)=4.4, =960r/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&g

10、t;<b>　　為帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率。</b></p><p>　?、隍?yàn)算帶速： 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

11、：。</p><p>　?、茯?yàn)算小帶輪包角：由課本第195頁式13-1得：。</p><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><b>　　EF=0.1</b></p><p>　　=1.37+0.1

12、=1.38</p><p>　　EF=0.08 </p><p>　　查課本第202頁表13-2得。</p><p>　　查課本第204頁表13-5由內(nèi)插值法得。=163.0 EF=0.009</p><p>　　=0.95+0.009=0.959</p><p><b>　　則</b>&

13、lt;/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>

14、;</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><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

15、>　　查課本第165頁表11-4得： 。</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>　?、郯待X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

16、數(shù)，取齒寬系數(shù) 計(jì)算中心距：由課本第165頁式11-5得： </p><p>　　考慮高速級(jí)大齒輪與低速級(jí)大齒輪相差不大取 </p><p><b>　　則取 </b></p><p><b>　　實(shí)際傳動(dòng)比：</b></p><p><b>　　傳動(dòng)比誤差：。</b>&l

17、t;/p><p><b>　　齒寬：取</b></p><p>　　高速級(jí)大齒輪： 高速級(jí)小齒輪： </p><p>　　④驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度：</p><p>　　查課本第167頁表11-9得： </p><p><b>　　按最小齒寬計(jì)算：</b></p>&

18、lt;p><b>　　所以安全。</b></p><p>　?、蔟X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。</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

19、>　　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： 。</p><p><b>　　故 。</b></p><p>　　查課本第168頁表11-10C圖得： 。</p><

20、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>　　計(jì)算中心距： 由課本第165頁式11-5得：</p><p><b>　　取 則 取</b></p><p>　　計(jì)算傳動(dòng)比誤

21、差：合適</p><p><b>　　齒寬：則取 </b></p><p><b>　　低速級(jí)大齒輪： </b></p><p><b>　　低速級(jí)小齒輪： </b></p><p>　?、茯?yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度：查課本第167頁表11-9得：</p><p&

22、gt;<b>　　按最小齒寬計(jì)算：</b></p><p><b>　　安全。</b></p><p><b>　?、蔟X輪的圓周速度：</b></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>　　八 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：<

23、/p><p><b>　　九 軸的設(shè)計(jì)：</b></p><p><b>　　1高速軸設(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>　?、诟鬏S段直徑的確定：根據(jù)課本第230頁式14-2得： 又因?yàn)檠b小帶輪的電動(dòng)機(jī)軸徑，又

24、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頁表1-16取。L1=1.75d1-3=60。</p><p>　　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頁表7-12取，L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。</p><p>　　段裝配軸承且，所以查手冊(cè)62頁表6-1取。選用6009軸承。</p><p>　　L3=B++2=16+10+

25、2=28。</p><p>　　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。</p><p>　　裝配齒輪段直徑：判斷是不是作成齒輪軸： </p><p>　　查手冊(cè)51頁表4-1得：</p><p>　　得：e=5.9＜6.25。</p><p>　　段裝配軸承所以 L6= L3=28。</p>

26、;<p>　　校核該軸和軸承：L1=73 L2=211 L3=96</p><p>　　作用在齒輪上的圓周力為：</p><p><b>　　徑向力為</b></p><p>　　作用在軸1帶輪上的外力： </p><p><b>　　求垂直面的支反力：</b></p&g

27、t;<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><b>　　N</b></p><p><b>　　N</b></p>

28、;<p>　　求并繪制水平面彎矩圖：</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。<

29、/p><p>　　求危險(xiǎn)截面當(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。&

30、lt;/p><p><b>　　3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>　　4彎矩及軸的受

31、力分析圖如下：</p><p>　　5鍵的設(shè)計(jì)與校核: </p><p>　　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：, </p><p><b>　　采用A型普通鍵:</b></p><p>　　鍵校核.為L1=1.75d1-3=60綜合考慮取=50得查課本155頁表10-1

32、0所選鍵為：</p><p><b>　　中間軸的設(shè)計(jì)：</b></p><p>　?、俨牧希哼x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>　?、诟鶕?jù)課本第230頁式14-2得：</p><p>　　段要裝配軸承，所以查手冊(cè)第9頁表1-16取，查手冊(cè)62頁表6-1選用6208軸承，L1=

33、B+++=18+10+10+2=40。</p><p>　　裝配低速級(jí)小齒輪，且取，L2=128，因?yàn)橐三X輪孔長度少。</p><p>　　段主要是定位高速級(jí)大齒輪，所以取，L3==10。</p><p>　　裝配高速級(jí)大齒輪，取 L4=84-2=82。</p><p>　　段要裝配軸承，所以查手冊(cè)第9頁表1-16取，查手冊(cè)62頁表6-

34、1選用6208軸承，L1=B+++3+=18+10+10+2=43。</p><p>　?、坌：嗽撦S和軸承：L1=74 L2=117 L3=94</p><p>　　作用在2、3齒輪上的圓周力：</p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　徑向力：</b></p

35、><p><b>　　求垂直面的支反力</b></p><p><b>　　計(jì)算垂直彎矩：</b></p><p><b>　　求水平面的支承力：</b></p><p>　　計(jì)算、繪制水平面彎矩圖：</p><p>　　求合成彎矩圖，按最不利情況考慮：&l

36、t;/p><p>　　求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩：</p><p>　　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)）</p><p>　　計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑：</p><p><b>　　n-n截面: </b></p><p><b>　　m-m截面: </b>

37、</p><p>　　由于，所以該軸是安全的。</p><p><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>　　則，軸承使用壽命在年范圍內(nèi)，因此所該軸承符合要求。</p><p

38、>　?、軓澗丶拜S的受力分析圖如下：</p><p><b>　?、萱I的設(shè)計(jì)與校核：</b></p><p>　　已知參考教材表10-11，由于所以取</p><p>　　因?yàn)辇X輪材料為45鋼。查課本155頁表10-10得</p><p>　　L=128-18=110取鍵長為110. L=82-12=70取鍵長為70

39、</p><p>　　根據(jù)擠壓強(qiáng)度條件，鍵的校核為：</p><p><b>　　所以所選鍵為: </b></p><p><b>　　從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)：</b></p><p><b>　?、糯_定各軸段直徑</b></p><p>　　①計(jì)算最小軸段直徑

40、。</p><p>　　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：</p><p>　　考慮到該軸段上開有鍵槽，因此取</p><p>　　查手冊(cè)9頁表1-16圓整成標(biāo)準(zhǔn)值，取</p><p>　?、跒槭孤?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頁表7-2，此尺寸符合軸承蓋和密封圈標(biāo)準(zhǔn)值，因此取。</p

41、><p>　?、墼O(shè)計(jì)軸段，為使軸承裝拆方便，查手冊(cè)62頁，表6-1，取，采用擋油環(huán)給軸承定位。選軸承6215:。</p><p>　?、茉O(shè)計(jì)軸段，考慮到擋油環(huán)軸向定位，故取</p><p>　?、菰O(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。</p><p>　　⑥ 輪裝拆方便，設(shè)計(jì)軸頭，取，查手冊(cè)9頁表1-16取。<

42、/p><p><b>　　⑦設(shè)計(jì)軸環(huán)及寬度b</b></p><p>　　使齒輪軸向定位，故取取</p><p><b>　　,</b></p><p><b>　?、拼_定各軸段長度。</b></p><p>　　有聯(lián)軸器的尺寸決定(后面將會(huì)講到).<

43、/p><p><b>　　因?yàn)?所以</b></p><p>　　軸頭長度因?yàn)榇硕我却溯喛椎拈L度短</p><p>　　其它各軸段長度由結(jié)構(gòu)決定。</p><p>　?。?）．校核該軸和軸承：L1=97.5 L2=204.5 L3=116</p><p>　　求作用力、力矩和和力矩、危險(xiǎn)截面

44、的當(dāng)量彎矩。</p><p>　　作用在齒輪上的圓周力： </p><p><b>　　徑向力：</b></p><p><b>　　求垂直面的支反力：</b></p><p><b>　　計(jì)算垂直彎矩：</b></p

45、><p><b>　　.m</b></p><p><b>　　求水平面的支承力。</b></p><p>　　計(jì)算、繪制水平面彎矩圖。</p><p>　　求F在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力</p><p>　　求F力產(chǎn)生的彎矩圖。</p><p>　　F在a處產(chǎn)生的

46、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>

47、;<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>　　考慮到鍵槽的影響，取</p><p>　　因?yàn)?，所以該軸是安全的。</p><p>　?。?）．軸承壽命校核。</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25

48、9頁表16-9，10取取</p><p>　　按最不利考慮，則有： </p><p><b>　　則,</b></p><p>　　該軸承壽命為64.8年,所以軸上的軸承是適合要求的。</p><p>　?。?）彎矩及軸的受力分析圖如下：</p><p>　?。?）鍵的設(shè)計(jì)與校核：</p&g

49、t;<p>　　因?yàn)閐1=63裝聯(lián)軸器查課本153頁表10-9選鍵為查課本155頁表10-10得</p><p>　　因?yàn)長1=107初選鍵長為100,校核所以所選鍵為: </p><p>　　裝齒輪查課本153頁表10-9選鍵為查課本155頁表10-10得</p><p>　　因?yàn)長6=122初選鍵長為100,校核</p><p&

50、gt;<b>　　所以所選鍵為:.</b></p><p>　　十 高速軸大齒輪的設(shè)計(jì)</p><p>　　因 采用腹板式結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)帶輪的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　十一.聯(lián)軸器的選擇：</p><p>　　計(jì)算聯(lián)軸器所需的轉(zhuǎn)矩：

51、查課本269表17-1取 查手冊(cè)94頁表8-7選用型號(hào)為HL6的彈性柱銷聯(lián)軸器。</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>　　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)。</p>

52、;<p><b>　　十四.參考資料：</b></p><p>　　《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) 羅圣國主編。</p><p>　　《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》（第二版）——羅圣國，李平林等主編。</p><p>　　《機(jī)械課程設(shè)計(jì)》（重慶大學(xué)出版社）——周元康等主編。</p>