機械二級減速器課程設(shè)計二級直齒圓柱齒輪減速器

《機械二級減速器課程設(shè)計二級直齒圓柱齒輪減速器》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機械二級減速器課程設(shè)計二級直齒圓柱齒輪減速器（22頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 機械設(shè)計課程設(shè)計 計算說明書 設(shè)計題目：二級直齒圓柱齒輪減速器 學 院： 班 級： 學 號： 題 目： 姓 名： 指導老師： 日 期: 目 錄 一、設(shè)計題目：二級直齒圓柱齒輪減速器 - 2 - 二、傳動裝置總體設(shè)計： - 2 - 三、選擇電動機 - 3 - 四、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比： - 4 - 五、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)： - 5 - 六、齒輪的設(shè)計： - 5 - 七、設(shè)計V帶： - 9 - 八、驗算運動誤差: - 10 - 九、軸

2、的設(shè)計： - 12 - 十、聯(lián)軸器的選擇： - 21 - 十一、潤滑方式的確定 - 21 - 十二.其他有關(guān)數(shù)據(jù)見裝配圖的明細表和手冊中的有關(guān)數(shù)據(jù)。 - 21 - 十三.參考資料： - 21 - 一、設(shè)計題目：二級直齒圓柱齒輪減速器 題目：任務書I-26， 1.要求：擬定傳動方案：由電動機、V帶、減速器、聯(lián)軸器、工作機構(gòu)成。 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%。 3.已知條件：減速箱輸出軸功率3.75馬力，運輸帶卷筒轉(zhuǎn)速37r/min。 二、傳動裝置總體設(shè)計： 1. 組成：傳動裝置由電動機、減

3、速器、工作機組成。 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。 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(shè)置在高速級。 其傳動方案如下： 三、選擇電動機 1.計算電動機所需功率P： 查手冊第3頁表1-7： －帶傳動效率：0.96 －每對軸承傳動效率：0.99 －圓柱齒輪的傳動效率：0.98 －電動機至工作機之間的傳動裝置的總效率： η總=η帶η軸承3η齒輪2=0.960.9930.982=0.8946 減速箱輸出軸功率P3為： 2.確定電動機轉(zhuǎn)

4、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： N d=nW (2～4)(8～40)= 314.24～3142.4r/min符合這一范圍的電動機同步轉(zhuǎn)速有：750、1000、1500、3000。 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： 電動機型號 額定功率 KW 滿載轉(zhuǎn)速r/min 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量 Kg Y112M-2 4 2890 2.2 2.2 33 Y112M-4 4 1440 2

5、.2 2.2 43 Y132M1-6 4 960 2.0 2.0 73 Y160M1-8 4 720 2.0 2.0 118 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： 額定功率kW 滿載轉(zhuǎn)速 同步轉(zhuǎn)速 質(zhì)量 A D E F G H AD AB HD L 4 1440 1500 43 190 28 60 8 24 112 190 245 265 400 四、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比： 總傳

6、動比： V帶適合的傳動比為=2～4，取=3.2 （因）可取，得=2.90，=4.20 五、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)： 將傳動裝置各 軸由高速到低速依次定為1軸、2軸、3軸 1.各 軸轉(zhuǎn)速： 2.各 軸輸入功率： 3.各 軸輸出轉(zhuǎn)矩： 六、齒輪的設(shè)計： 1、高速級大

7、小齒輪的設(shè)計： ①材料：高速級小齒輪選用鋼調(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： ，。 ②查課本第166頁表11-7得： ， 查課本第168頁表11-10C圖得： ， 故 ③按齒面接觸強度設(shè)計： 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） 取齒寬系數(shù)： 對于高速級齒輪 計算中心距：由課本第165頁式11-5得： 中心距 : 可取210,220等 并且尾數(shù)應圓整為0或5；動力傳動

8、齒輪m可以取2.5,3,4等。 ， 當取，取m＝2.5時，， . 返算：a=210, 分度圓直徑：, 齒寬： 可取 ， 高速級小齒輪：， 高速級大齒輪：， ④驗算輪齒彎曲強度： 查課本第167頁表11-9得： ，, 按齒寬計算強度： 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。 2、低速級大小齒輪的設(shè)計： 對于低速級齒輪，，， ③按齒面接觸強度設(shè)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) 計算中心距： 由課本第165頁式11-5得： 中心距： 所以可取230，235，240

9、等；m可以取2.5,3,4等。 當取，m=4取時，,Z2=90 返算a=242 μ=2.903。 分度圓直徑：, 齒寬: 則可取 , ④驗算輪齒彎曲強度：查課本第175頁圖11-8得： Z1=31，， 按最小齒寬 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。 七、設(shè)計V帶： ①確定V帶型號,計算PC： 查課本表13-6得：雙班制工作，工作時間為16小時， 則 根據(jù)=3.708KW ， 由課本圖13-15，選擇A型V帶。 ②確定帶輪的直徑，驗算帶速： ，由表13-9取=280mm 驗算帶速： 帶速

10、v在(5-25)范圍內(nèi)，合適。 ③確定V帶基準長度和中心距a并驗算包角： 初選中心距 由于滿足，所以,取=500mm 初算帶長得： 查課本第202頁表13-2取Ld=1600。 計算實際中心距： ，實際中心距在0.7（d1+d2）～2(d1+d2)之間，合理。 ④驗算小帶輪包角： ⑤求V帶根數(shù)Z： 令， 查課本203頁表13-3，得 V帶傳動比： 查課本204頁表13－4 得： 因為得 因為，得 查課本202頁表13－2得： （13-15） 所以取4根A型V帶。 ⑥求預拉力和作用在帶輪軸上的壓力： 查課本201頁表13-1得q

11、=0.10kg/m，故由課本第197頁式13-7得單根V帶的初拉力： 作用在軸上壓力： 。 八、驗算運動誤差: 實際上，誤差 減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸如下： 名稱 符號 計算公式 取值 箱座厚度 8 箱蓋厚度 9 箱蓋凸緣厚度 12 箱座凸緣厚度 b 13.5 箱座底凸緣厚度 23 地腳螺釘直徑 M24 地腳螺釘數(shù)目 查手冊 6 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑 M16 蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直徑 =（0.5- 0.6） M12 地腳螺釘?shù)拈g距 175 軸承端蓋螺釘直徑

12、=（0.4-0.5） M10 視孔蓋螺釘直徑 =（0.30.4） M8 定位銷直徑 =（0.70.8） 10 ，，至外箱壁的距離 查手冊表11—2 32 22 16 ，至凸緣邊緣距離 查手冊表11—2 20 16 外箱壁至軸承端面距離 =++（8-12） 60 大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離 >1.2 12 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離 > 10 箱蓋，箱座肋厚 7 8 軸承端蓋凸緣厚度 t 13 九、軸的設(shè)計： 1.第一根軸設(shè)計計算 : ,， ①材料：選用鋼調(diào)質(zhì)處理。 ②最小直徑的確定：

13、 根據(jù)課本第230頁式14-2,取，C=113，得: 帶輪輪轂配合的軸段長取L1=40 ③進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計： 查手冊62頁表6-1選用6006軸承，， ，軸承寬B＝13mm， 徑向尺寸從左到右依次為,,,,,，。 ④求作用在軸上的作用力： 帶輪作用在軸上的壓力為： 齒輪作用在軸上的水平力即周向力： 齒輪作用在軸上的鉛垂力即徑向力： 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。 ⑤求支反力： 鉛垂面： 水平面 ⑦選定危險截面,截面1:靠近帶輪的軸承中心；截面2:齒輪中心: 水平面：

14、 鉛垂面： 合成彎矩圖：考慮到最不利得情況，將與M直接相加： 合成當量彎矩圖：轉(zhuǎn)矩不變，有輕度振動，取 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% ⑧計算當量應力： ， 查表得鋼 小于 所以第一軸設(shè)計合理。 ⑨鍵的設(shè)計與校核: 根據(jù)與帶輪軸配合段，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，：, 綜合考慮取L=36， 查表得 < 合理.

15、2.第二根軸的設(shè)計計算： ，， 材料：選用鋼調(diào)質(zhì)處理。 ②最小直徑的確定： 根據(jù)課本第230頁式14-2,取，C=113得： 查手冊62頁表6-1選用6007軸承，B=14mm,D=62mm,d=35mm ③進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計： 徑向尺寸從左到右依次為：=35mm，=38mm, =45mm, =38mm, =35mm 軸向尺寸如圖所示 ④求作用在軸上的作用力： 齒輪Ⅰ:圓周力： 徑向力： 齒輪Ⅱ: 圓周力：徑向力： ⑤求軸承支反力 X平面: Y平面: 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:

16、高速齒輪中心。 求齒輪產(chǎn)生得彎矩： 合成當量彎矩圖： 轉(zhuǎn)矩不變，有輕度振動，取 各彎矩圖如下: 由合成當量彎矩圖可知:高速級齒輪軸段為危險截面. ⑦計算當量應力： 截面1，3有鍵槽,軸徑減少5%, 查表得45鋼 當量應力小于許用應力 所以第二根軸設(shè)計合理。 ⑧鍵的設(shè)計與校核: 根據(jù)高速級齒輪軸段直徑，故軸段上采用普通A型鍵:108 取l=50，T= 查表得 < 合理. 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: 綜合考慮取l=50，

17、 查表得 < 合理. 3.從動軸的設(shè)計： ，， ①材料：選用鋼調(diào)質(zhì)處理。 ②計算最小軸段直徑: 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14-2得： 取,該軸段與聯(lián)軸器相聯(lián)。 ③各軸段結(jié)構(gòu)設(shè)計: 徑向尺寸從左到右依次為：=55mm，=60mm, =66mm, =60mm, =55mm，=50mm，=48mm ④求作用在軸上的作用力： 齒輪作用在軸上的圓周力： 徑向力： 聯(lián)軸器的附加動載荷 ⑤求支反力： ⑦選定危險截面,截面1:齒輪中心 合成當量彎矩圖：

18、轉(zhuǎn)矩不變，有輕度振動，取 ⑧計算當量應力： 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%： ， 小于查表得鋼 所以第三根軸安全。 ⑨彎矩及軸的受力分析圖如下： ⑩鍵的設(shè)計與校核： 因為裝聯(lián)軸器查表選鍵為，選鍵長為L=60mm 校核 裝齒輪查表選鍵為，因為初選鍵長為L=50mm 校核 十、聯(lián)軸器的選擇： 計算聯(lián)軸器所需的轉(zhuǎn)矩： 查課本269表17-1取 查手冊9選用型號為GY6、GYS6、GYH6的剛性聯(lián)軸器。 十一、潤滑方式的確定： 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。 已知：=734mm，=170mm，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。 故可得油的體積為： 十二.其他有關(guān)數(shù)據(jù)見裝配圖的明細表和手冊中的有關(guān)數(shù)據(jù)。 十三.參考資料： 《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》(第二版)——清華大學 吳宗澤，北京科技大學 羅圣國主編。 《機械設(shè)計課程設(shè)計指導書》（第二版）——羅圣國，李平林等主編。 《機械設(shè)計基礎(chǔ)》（第四版）課本——楊可楨 程光蘊 主編。