一級斜齒圓柱齒輪減速器

1、計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果一、 傳動(dòng)方案擬定題目：設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置中的一級斜齒圓柱齒輪減速器（1） 工作條件：皮帶式輸送機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，有輕微振動(dòng)，經(jīng)常滿載、空載啟動(dòng)、二班制工作，運(yùn)輸帶允許速度誤差為5%，使用壽命十年，每年工作300天。（2） 原始數(shù)據(jù)：輸送帶拉力F=3.2kN；帶速V=1.15m/s；滾筒直徑D=400mm。整體傳動(dòng)示意圖二、 電動(dòng)機(jī)的選擇1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇：Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)（工作要求：連續(xù)工作機(jī)器），臥式封閉結(jié)構(gòu)。2、選擇電動(dòng)機(jī)的容量工作機(jī)的有效功率Pw為Pw=FV=3.2X1.15=3.68kW從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)傳送帶間的總效率為。=由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書可知：V

2、帶傳動(dòng)效率 0.96：滾動(dòng)軸承效率0.98(球軸承)：齒輪傳動(dòng)效率 0.97 (8 級精度一般齒輪傳動(dòng))：聯(lián)軸器傳動(dòng)效率 0.99(齒輪聯(lián)軸器)：卷筒傳動(dòng)效率 0.96由電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總效率=0.83因此可知電動(dòng)機(jī)的工作功率為：=kW=4.43kW式中：工作機(jī)實(shí)際所需電動(dòng)機(jī)的輸出功率，kW；Pw工作機(jī)所需輸入功率。kW；電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總功率。3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速=r/min=54.94r/min按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，V帶傳動(dòng)在(24)之間，一級圓柱齒輪傳動(dòng)在（36）之間，所以總傳動(dòng)比的合理范圍=624，故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍為=3301319 r/min，符合

3、這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min和1000 r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，有機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查出有兩種適用的電動(dòng)機(jī)型號，其技術(shù)參數(shù)及傳動(dòng)比的對比情況見下表：表1傳動(dòng)比方案方案電動(dòng)機(jī)型號額定功率（kW）同步轉(zhuǎn)速r/min滿載轉(zhuǎn)速r/min重量(kg)總傳動(dòng)比12Y132M2-6Y160M2-85.55.510007509607208411917.4713.11V帶傳動(dòng)減速器3.25.462.55.24綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量以及帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比，可知方案1較合適（在滿足傳動(dòng)比范圍的條件下，有利于提高齒輪轉(zhuǎn)速，便于箱體潤滑設(shè)計(jì)）。因此選定電動(dòng)機(jī)型號為Y132M2-6，額定功率為P

4、ed =5.5kW，滿載轉(zhuǎn)速n=1000r/min。三、 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級的傳動(dòng)比1、 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為 i=17.472、 分配各級傳動(dòng)比因i= ，初取=3.2，則齒輪減速器的傳動(dòng)比為=5.463、 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)（1） 各軸轉(zhuǎn)速軸 =300 r/min軸 =54.95 r/min卷筒軸 r/min（2） 各軸功率軸 軸 卷筒軸 （3） 各軸轉(zhuǎn)矩軸 軸 卷筒軸表2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)參數(shù)軸 名電動(dòng)機(jī)軸軸軸卷筒軸轉(zhuǎn)速n/r96030054.9454.94功率P/kW4.434.254.043.92轉(zhuǎn)矩T/Nm44.07135.29702.13681.27傳動(dòng)比i3.25

5、.461效率0.960.950.97四、V帶設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)該滿足帶速、小帶輪包角、一般帶根數(shù)等方面的要求。1、求計(jì)算功率Pc查表13-8得 ，2、選V帶型號可用普通V帶或窄V帶，現(xiàn)選以普通V帶。由，n=960 r/min查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-15可知選A型，3、求大小帶輪基準(zhǔn)直徑由表13-9可知不小于75mm，現(xiàn)取=由表13-9可知取4、 驗(yàn)證帶速在525m/s的范圍內(nèi)，合適5、 求V帶基準(zhǔn)長度和中心距a初選中心距：+取，符合+由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第205頁13-2式可得帶長+有表13-2對A型帶選實(shí)際中心距：6、 驗(yàn)算小帶輪包角，合適7、 求V帶根數(shù)今n=960r/min,查表13-3 ，由式13

6、-9得傳動(dòng)比 查表13-5知：由查表13-7得：，查表13-2得：由此得，取4根8、 求作用在帶輪軸上壓力查表13-1得 q=0.1Kg/m；的單根V帶的初拉力：軸上的壓力：五、齒輪的設(shè)計(jì)（1）擇齒輪類型，材料，精度，及參數(shù) 選用閉式斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)（外嚙合） 選擇齒輪材料；小齒輪材料都取為45號鋼，調(diào)質(zhì)，HBS=197-286 ;=600MPa;=450MPa；大齒輪材料取為：45號鋼,正火處理HBS=156-217;=380MPa; =300MPa;(表11-1);由表11-5：=1； =1.25；=2.5；=188.9；（表11-4）=/=600MPa ； =/=300MPa=/=360

7、MPa ； =/=240MPa 按齒輪接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算：選取齒輪為8級的精度制造，取載荷系數(shù)=1.3，（表13-3）；齒寬系數(shù)=1.2；（表11-6） 初選螺旋角=15；小齒輪齒數(shù)=20；大齒輪齒數(shù)=205.46=110； 79.33 mm 模 數(shù) =3.83 取=4； 中心距 =270 mm； 螺旋角：=arccos=15.64； 分度圓直徑：=83.076 mm；=456.918 mm； 齒寬=1.279.33=99.6 mm； 取 =105mm； =100mm；驗(yàn)算齒面彎曲強(qiáng)度：齒形系數(shù)=2.82; =1.57; =2.2; =1.84;（表11-8；11-9）=48MPa；=48=37

8、.86MPa； < < 故安全；齒輪的圓周速度： =1.3m/s 齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸，制表如下：(詳細(xì)見零件圖)名稱代號結(jié)果小齒輪大齒輪法面模數(shù)4螺旋角15.64中心距270 mm傳動(dòng)比5.5法面壓力角20齒頂高4齒根高5全齒高9頂隙c1.125齒數(shù)z20110分度圓直徑83.076456.918齒頂圓直徑91.076464.918齒根圓直徑df73.076446.918齒輪寬b105100六、減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)。名稱符號結(jié)果公式機(jī)座壁厚8mm0.025a+18機(jī)蓋壁厚8mm0.02a+18機(jī)座凸緣壁厚度b12mm1.5機(jī)蓋凸緣厚度12mm1.5機(jī)座底凸緣壁厚20mm

9、2.5地腳螺釘直徑24mm0.036a+12地角螺釘數(shù)n6 a>250-500時(shí)；n=6軸承旁連接螺栓直徑16 mm0.75機(jī)蓋與機(jī)座連接螺栓直徑12 mm（0.5-0.6）軸承端蓋螺釘直徑10 mm（0.4-0.5）窺視孔螺釘直徑8 mm（0.3-0.4）定位銷直徑10 mm（0.7-0.8）至外機(jī)壁距離見下表至凸緣邊緣距離見下表軸承旁凸臺半徑外機(jī)壁紙軸承作端面距離40 mm+（8-12）大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離12 mm>1.2齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離10 mm>機(jī)蓋機(jī)座肋厚7/7 mm軸承端蓋外徑140/165 mm軸承端蓋凸緣厚度12 mm（1-1.2）表,值（mm）螺栓直

10、徑M8M10M12M16M20M24M301316182226344011141620242834七：軸的設(shè)計(jì)1. 高速軸的設(shè)計(jì)。（1） 選擇軸的材料：選取45號鋼，調(diào)質(zhì)，HBS=197-286； （2）初步估算軸的最小直徑 據(jù)教材公式， 查表14-2得c=110；3.952kw；253.70 r/min； =28mm ；28（1+5%）=26.6 取=30mm；2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：考慮帶輪的機(jī)構(gòu)要求和軸的剛度，取裝帶輪處軸徑；齒輪輪轂直徑：=（52.5-70）mm 取=55mm；根據(jù)密封件的尺寸，選取裝軸承處的軸徑為=45mm；查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第三版 P949；選取軸承：型號孔徑外徑寬B動(dòng)載KN

11、靜載KN油r/min脂r/min7209AC45mm85mm19mm36.827.290006700 兩軸承支點(diǎn)間的距離： ； 式中： 小齒輪齒寬， 箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的間隙， 箱體內(nèi)壁與軸承端面的距離， 軸承寬度， 得到：=168mm 帶輪對稱線到軸承支點(diǎn)的距離： ；式中：軸承蓋的凸緣厚度，（=27 ） 螺栓頭端面至帶輪端面的距離，15mm 軸承蓋M10螺栓頭的高度， 查得k=6； 帶輪寬度； （查表13-10得的值）； 求得：=88mm；2. 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。（1）計(jì)算作用在軸上的力 小齒輪受力分析圓周力：=2135.29/83=3257 N徑向力： =3257=1231 N

12、軸向力：=911.8 N（2） 計(jì)算支反力 水平面： N 垂直面：=840.9 N 1231-840.9=390N （3）求F在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力： N N（4） 求垂直面的彎矩: Nm =32.76 Nm（5）求水平彎矩： Nm 求合成彎矩：=252 Nm=136.43 Nm（6） 求軸傳遞的扭矩： Nm（7）求危險(xiǎn)截面的彎矩當(dāng)量： a-a截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為:265 Nm（8）計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑：=35 mm 安全；3. 低速軸的設(shè)計(jì)。 選擇軸的材料：選取45號鋼，調(diào)質(zhì)，197-286 初步估算軸的最小直徑 據(jù)教材公式，查表14-2得c=110；3.96 kw；54.95 r/min=

13、45.8； 45.81.05=48.06 mm 取d=50 mm；2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：考慮帶輪的機(jī)構(gòu)要求和軸的剛度，取裝聯(lián)軸器處軸徑：d=50 mm；齒輪輪轂直徑：=（52.5-70）mm 取=65mm；根據(jù)密封件的尺寸，選取裝軸承處的軸徑為=60mm；查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第三版 P949；選取軸承：型號孔徑外徑寬B動(dòng)載KN靜載KN油r/min脂r/min7212AC60mm110mm22mm38.528.590006700 兩軸承支點(diǎn)間的距離： ； 式中： 小齒輪齒寬， 箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的間隙， 箱體內(nèi)壁與軸承端面的距離， 軸承寬度， 得到：=166 mm 帶輪對稱線到軸承支點(diǎn)的距離： ；式中：

14、軸承蓋的凸緣厚度，（=27 ） 螺栓頭端面至帶輪端面的距離，15mm 軸承蓋M10螺栓頭的高度， 查得k=6； 聯(lián)軸器寬度； （查表13-10得的值）； 求得：=112 mm；3. 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。（1）計(jì)算作用在軸上的力 小齒輪受力分析圓周力：=2702.13/456.918=3073N徑向力： =3073=1161N軸向力：=860.3N（3） 計(jì)算支反力 水平面： N 垂直面：=590.1N 1516.5+590.1=1750.6 N（4）求垂直面的彎矩: 49.48Nm =147 Nm（3） 求水平彎矩： Nm（7）求軸傳遞的扭矩： 702 Nm （8）求合彎矩:=191.

15、2 Nm1、 求危險(xiǎn)截面的彎矩當(dāng)量：465 Nm（10）計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑：=43 mm 安全；八：軸承校核計(jì)算1、 高速軸承的校核壽命為48000小時(shí)，校核初選的7209AC軸承兩軸承徑向力： 軸向力：查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表16-11可知：e=0.68=1138.4=1246.3由于+>，所以2為壓緊端故=2050.2計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷：由；查表16-11 可知：；所以由；查表16-11可知：；所以計(jì)算所需的徑向基本額定動(dòng)載荷:因?yàn)?lt;故以軸承2的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷為計(jì)算依據(jù)。因受中等沖擊查表16-9得工作溫度正常，查表16-8得。所以36.2kN<38.5kN因此合適2、 低速

16、軸承的校核壽命為48000小時(shí)，校核初選的7212AC軸承兩軸承徑向力： 軸向力：查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表16-11可知：e=0.68=1583.7N=1119.28N由于+>，所以2為壓緊端故=2444N計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷：由；查表16-11 可知：；所以由；查表16-11可知：；所以計(jì)算所需的徑向基本額定動(dòng)載荷:因?yàn)?lt;故以軸承2的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷為計(jì)算依據(jù)。因受中等沖擊查表16-9得工作溫度正常，查表16-8得。22.7kN<58.2kN因此合適九、鍵的設(shè)計(jì) 由于齒輪和軸材料均為鋼，故取P=120Mpa1、輸入軸與大帶輪輪轂聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑d=30mm,L=60mm

17、，T=135.29Nm查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課本P156得，選用圓頭普通A型平鍵，得：b=8mm，h=7mm，鍵長范圍L=1890mm。鍵長取L=50 mm。鍵的工作長度l=Lb=42mm。強(qiáng)度校核：由P158式10-26得p=4T/dhl=61Mpa<P=120Mpa所選鍵為：普通A型8X7平鍵2、輸入軸與齒輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑d=55mm,L=105mm，T=135.29Nm查課本P156得，選用圓頭普通A型平鍵，得：b=16mm，h=10mm，鍵長范圍L=45180mm。鍵長取L=90mm。鍵的工作長度l=Lb=74mm。強(qiáng)度校核：由P158式10-26得p=4T/dhl=109 Mpa

18、<P=120Mpa所選鍵為：普通A型16X10平鍵3、輸出軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d=65mm,L=100mm查課本P156得，選用圓頭普通A型平鍵，得：b=20mm，h=12mm，鍵長范圍L=56220mm。鍵長取L=90 mm。鍵的工作長度l=Lb=70mm。強(qiáng)度校核：由P158式10-26得p=4T/dhl=32 Mpa<P=120Mpa所選鍵為：普通A型20X12平鍵4、輸出軸與聯(lián)軸器聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d=50mm,L=110mm查課本P156得，選用圓頭普通A型平鍵，得：b=14mm，h=9mm，鍵長范圍L=36160mm。鍵長取L=90mm。鍵的工作長度l=Lb=7

19、6mm。強(qiáng)度校核：由P158式10-26得p=4T/dhl=15.8 Mpa<P=120Mpa所選鍵為：普通A型14X9平鍵十、聯(lián)軸器的選擇根據(jù)低速軸最小端軸頸選擇 LZ4型彈性柱銷齒式聯(lián)軸器型號公稱轉(zhuǎn)矩Tn/N·m許用轉(zhuǎn)速nr/min軸孔直徑d1,d2,dz軸孔長度L、L1DBS質(zhì)量KgLZ1112500012-2427-5276422.51.7LZ2250500016-3230-8290502.53.0LZ3630450025-4244-1121187037.3LZ41800420040-60843聯(lián)軸器的校核<合適十一、潤滑與密封1、 潤滑

20、方式齒輪的潤滑=1.3m/s由于速度低于2m/s，軸承采用脂潤滑Zl-1GB7324-1994，閉式齒輪采用工業(yè)閉式齒輪油L-CKC150GB5903-1995,浸油深度以從動(dòng)輪一個(gè)齒高為宜。2、 密封方式（1） 箱座與箱蓋凸緣的密封選用接合面涂密封膠703（2） 觀察孔、注油孔等處密封選用石棉橡膠紙（3） 軸承蓋密封高速軸：透蓋 B 35 54 GB/T 13871-1992盲蓋 O 87.5X2.65-A-N-GB/T34521-2005低速軸：透蓋 B42 62 GB/T 13871-1992盲蓋 O128-3.55-A-N-GB/T34521-2005(4)其他處密封軸承靠近機(jī)體內(nèi)壁處

21、用擋油板密封，防止?jié)櫥瓦M(jìn)入軸承內(nèi)部。十二、附件設(shè)計(jì)A 視孔蓋和窺視孔：在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M8 緊固。B 油螺塞：放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油,放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。C 油標(biāo)：油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出。D 通氣孔：由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)

22、溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡。E 位銷：為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度。十三、設(shè)計(jì)小結(jié)這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的單級展開式圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過程的實(shí)踐考驗(yàn)，對于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。通過兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使我對機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識.為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)課程，它融機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、工程力學(xué)、機(jī)械制造、CAD 制圖等于一體，使我們能把所學(xué)的各科的知識融會(huì)貫通，更加熟悉機(jī)械類知識的實(shí)際應(yīng)用。2這次的課程設(shè)計(jì),對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想;訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有