機(jī)械二級(jí)減速器課程設(shè)計(jì)--二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器

1、<p><b>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　計(jì)算說明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器</p><p><b>　　學(xué) 院： </b></p><p><b>　　班 級(jí)：</b&

2、gt;</p><p><b>　　學(xué) 號(hào)：</b></p><p><b>　　題 目：</b></p><p><b>　　姓 名： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p>

3、<b>　　日 期:</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)題目：二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器- 2 -</p><p>　　二、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)：- 2 -</p><p>　　三、選擇電動(dòng)機(jī)- 3 -</p><p&g

4、t;　　四、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比：- 4 -</p><p>　　五、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)：- 5 -</p><p>　　六、齒輪的設(shè)計(jì)：- 5 -</p><p>　　七、設(shè)計(jì)V帶：- 9 -</p><p>　　八、驗(yàn)算運(yùn)動(dòng)誤差:- 10 -</p><p>　　九、軸的設(shè)計(jì)：-

5、 12 -</p><p>　　十、聯(lián)軸器的選擇：- 21 -</p><p>　　十一、潤(rùn)滑方式的確定- 21 -</p><p>　　十二.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)。- 21 -</p><p>　　十三.參考資料：- 21 -</p><p>　　一、設(shè)計(jì)題目：二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器

6、</p><p>　　題目：任務(wù)書I-26，</p><p>　　1.要求：擬定傳動(dòng)方案：由電動(dòng)機(jī)、V帶、減速器、聯(lián)軸器、工作機(jī)構(gòu)成。</p><p>　　2.工作條件：雙班制工作，有輕度振動(dòng)，小批量生產(chǎn)，單向傳動(dòng)，軸承壽命2年，減速器使用年限5年，運(yùn)動(dòng)帶允許誤差±5%。</p><p>　　3.已知條件：減速箱輸出軸功率3.75馬

7、力，運(yùn)輸帶卷筒轉(zhuǎn)速37r/min。</p><p>　　二、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)：</p><p>　　1. 組成：傳動(dòng)裝置由電動(dòng)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：考慮到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)功率大，V帶傳動(dòng)平穩(wěn)，

8、并且在傳輸帶過載時(shí)對(duì)減速箱進(jìn)行保護(hù)，所以將V帶 設(shè)置在高速級(jí)。 其傳動(dòng)方案如下：</p><p><b>　　三、選擇電動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　1.計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需功率P：</p><p>　　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

9、承傳動(dòng)效率：0.99</p><p>　?。瓐A柱齒輪的傳動(dòng)效率：0.98</p><p>　　－電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置的總效率：</p><p>　　η總=η帶×η軸承3×η齒輪2=0.96×0.993×0.982=0.8946</p><p>　　減速箱輸出軸功率P3為：</p>

10、<p>　　2.確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：查 指導(dǎo)書第7頁表1：V帶適合傳動(dòng)比為2～4， 二級(jí)圓柱齒輪減速器適合傳動(dòng)比為i=8～40所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是：</p><p>　　N d=nW ×(2～4)×(8～40)= 314.24～3142.4r/min符合這一范圍的電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速有：750、1000、1500、3000。</p><p>　　根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率

11、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)價(jià)格和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見第2種方案比較合適，因此選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y 112M-4，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： &l

12、t;/b></p><p>　　V帶適合的傳動(dòng)比為=2～4，取=3.2</p><p>　?。ㄒ颍┛扇。?2.90，=4.20</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</p><p>　　1.各 軸轉(zhuǎn)速：

13、 </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(shè)計(jì)：</b></p><p>　　1、高速級(jí)大小齒輪的設(shè)計(jì)：</p><p>　?、俨牧希焊咚偌?jí)小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為241.5HBS。高速級(jí)

14、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>　　查課本第168頁表11-10C圖得：</p><p><b>　　，</b></p>

15、<p><b>　　故 </b></p><p>　?、郯待X面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：</p><p>　　8級(jí)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(dòng)）</p><p><b>　　取齒寬系數(shù)：</b></p><p><b>　

16、　對(duì)于高速級(jí)齒輪 </b></p><p>　　計(jì)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210,220等 并且尾數(shù)應(yīng)圓整為0或5；動(dòng)力傳動(dòng)齒輪m可以取2.5,3,4等。</p><p><b>　　， </b

17、></p><p>　　當(dāng)取，取m＝2.5時(shí)，， . </p><p>　　返算：a=210, </p><p><b>　　分度圓直徑：,</b></p><p>　　齒寬： 可取 ， </p><p>　　高速級(jí)小齒輪：， 高速級(jí)大齒輪：， </p><p&g

18、t;　　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>　　，, </b></p><p><b>　　按齒寬計(jì)算強(qiáng)度：</b></p><p>　　第一對(duì)齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求。</p><p>

19、　　2、低速級(jí)大小齒輪的設(shè)計(jì)：</p><p>　　對(duì)于低速級(jí)齒輪，，，</p><p>　?、郯待X面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：8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>　　中心距：</b></p><

20、;p>　　所以可取230，235，240等；m可以取2.5,3,4等。</p><p>　　當(dāng)取，m=4取時(shí)，,Z2=90</p><p>　　返算a=242μ=2.903。</p><p><b>　　分度圓直徑：, </b></p><p><b>　　齒寬: </b></p

21、><p><b>　　則可取 , </b></p><p>　?、茯?yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度：查課本第175頁圖11-8得：</p><p><b>　　Z1=31，，</b></p><p><b>　　按最小齒寬</b></p><p>　　第二對(duì)齒輪的齒面接觸疲

22、勞強(qiáng)度和齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求。</p><p><b>　　七、設(shè)計(jì)V帶：</b></p><p>　?、俅_定V帶型號(hào),計(jì)算PC：</p><p>　　查課本表13-6得：雙班制工作，工作時(shí)間為16小時(shí)， </p><p><b>　　則</b></p><p>　　根

23、據(jù)=3.708KW ， </p><p>　　由課本圖13-15，選擇A型V帶。</p><p>　　②確定帶輪的直徑，驗(yàn)算帶速：</p><p>　　，由表13-9取=280mm</p><p><b>　　驗(yàn)算帶速： </b></p><p>　　帶速v在(5-25)范圍內(nèi)，合適。</

24、p><p>　?、鄞_定V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距a并驗(yàn)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>　　初算帶長(zhǎng)得：</b></p><p>　　查課本第202頁表13-2取Ld=1600。<

25、/p><p><b>　　計(jì)算實(shí)際中心距：</b></p><p>　　，實(shí)際中心距在0.7（d1+d2）～2(d1+d2)之間，合理。</p><p>　?、茯?yàn)算小帶輪包角： </p><p><b>　　⑤求V帶根數(shù)Z： </b></p><p>　　令， 查課本203

26、頁表13-3，得 </p><p><b>　　V帶傳動(dòng)比： </b></p><p>　　查課本204頁表13－4 得：</p><p><b>　　因?yàn)榈?lt;/b></p><p><b>　　因?yàn)?，?lt;/b></p><p>　　查課本202頁表13

27、－2得：</p><p><b>　　（13-15）</b></p><p>　　所以取4根A型V帶。</p><p>　　⑥求預(yù)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><p>&l

28、t;b>　　作用在軸上壓力：</b></p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　八、驗(yàn)算運(yùn)動(dòng)誤差:</b></p><p><b>　　實(shí)際上，誤差 </b></p><p>　　減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：</p><

29、;p><b>　　九、軸的設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　1.第一根軸設(shè)計(jì)計(jì)算 :</p><p><b>　　,，</b></p><p>　　①材料：選用鋼調(diào)質(zhì)處理。 </p><p><b>　?、谧钚≈睆降拇_定：</b></p><p>

30、;　　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(zhǎng)取L1=40</p><p>　　③進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：</p><p>　　查手冊(cè)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><p>　　

31、④求作用在軸上的作用力：</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(duì)軸有作用力而產(chǎn)生彎矩，故將兩者彎矩分別求得再進(jìn)行合成。</p><p><b>　?、萸笾?/p>

32、反力：</b></p><p><b>　　鉛垂面：</b></p><p><b>　　水平面</b></p><p>　?、哌x定危險(xiǎn)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： </p>&l

33、t;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(dāng)量彎矩圖：轉(zhuǎn)矩不變，有輕度振動(dòng)，取</p><p>　　由合成當(dāng)量彎矩圖可知：齒輪中間面為危險(xiǎn)截面。有鍵槽，存在應(yīng)力集中，考慮將軸徑降低5%</p><p><b>　?、?/p>

34、計(jì)算當(dāng)量應(yīng)力：</b></p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　查表得鋼 小于 </b></p><p>　　所以第一軸設(shè)計(jì)合理。</p><p>　　⑨鍵的設(shè)計(jì)與校核: </p><p>　　根據(jù)與帶輪軸配合段，確定V帶輪選用材料

35、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(shè)計(jì)計(jì)算：</p><p><b>　　，，</b></p><p>　

36、　材料：選用鋼調(diào)質(zhì)處理。</p><p><b>　　②最小直徑的確定：</b></p><p>　　根據(jù)課本第230頁式14-2,取，C=113得：</p><p>　　查手冊(cè)62頁表6-1選用6007軸承，B=14mm,D=62mm,d=35mm</p><p>　?、圻M(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：</p><

37、;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：徑向力：</p>

38、<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(xiǎn)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><p><b

39、>　　求齒輪產(chǎn)生得彎矩：</b></p><p>　　合成當(dāng)量彎矩圖： 轉(zhuǎn)矩不變，有輕度振動(dòng)，取</p><p><b>　　各彎矩圖如下:</b></p><p>　　由合成當(dāng)量彎矩圖可知:高速級(jí)齒輪軸段為危險(xiǎn)截面.</p><p><b>　?、哂?jì)算當(dāng)量應(yīng)力：</b><

40、/p><p>　　截面1，3有鍵槽,軸徑減少5%,</p><p>　　查表得45鋼 當(dāng)量應(yīng)力小于許用應(yīng)力 </p><p>　　所以第二根軸設(shè)計(jì)合理。</p><p>　　⑧鍵的設(shè)計(jì)與校核: </p><p>　　根據(jù)高速級(jí)齒輪軸段直徑，故軸段上采用普通A型鍵:10×8 </p><p

41、><b>　　取l=50，T=</b></p><p>　　查表得 < 合理. </p><p>　　根據(jù)低速級(jí)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. </p><

42、;p><b>　　3.從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)：</b></p><p><b>　　，，</b></p><p>　?、俨牧希哼x用鋼調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　?、谟?jì)算最小軸段直徑:</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，取C=110,由式14-2得：</p>

43、<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(shè)計(jì):</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>　　齒輪作用在軸上的圓

44、周力： </p><p><b>　　徑向力：</b></p><p><b>　　聯(lián)軸器的附加動(dòng)載荷</b></p><p><b>　?、萸笾Х戳Γ?lt;/b></p><p>　?、哌x定危險(xiǎn)截面,截面1:齒輪中心</

45、p><p>　　合成當(dāng)量彎矩圖：轉(zhuǎn)矩不變，有輕度振動(dòng)，取</p><p><b>　　⑧計(jì)算當(dāng)量應(yīng)力：</b></p><p>　　截面1沒有鍵槽但尺寸變較大，存在應(yīng)力集中，考慮將軸徑降低5%：</p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　小于

46、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(shè)計(jì)與校核：</b></p><p>　　因?yàn)檠b聯(lián)軸器查表選鍵為，選鍵長(zhǎng)為L(zhǎng)=60mm</p><p&g

47、t;<b>　　校核</b></p><p>　　裝齒輪查表選鍵為，因?yàn)槌踹x鍵長(zhǎng)為L(zhǎng)=50mm</p><p><b>　　校核</b></p><p><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 </p

48、><p>　　查手冊(cè)9選用型號(hào)為GY6、GYS6、GYH6的剛性聯(lián)軸器。</p><p>　　十一、潤(rùn)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(rùn)滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號(hào)潤(rùn)滑，裝至規(guī)定高度。</p><p>　　已知：=734mm，=170mm，因?yàn)辇X輪的速度很慢，所以

49、可以達(dá)到齒輪半徑的。所以計(jì)算可得=49mm。</p><p><b>　　故可得油的體積為：</b></p><p>　　十二.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><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)》(第二版)——清華大學(xué)