1、目錄 、傳動(dòng)方案的擬定及電動(dòng)機(jī)的選擇2 二、V帶選擇4 三、齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算6 四、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 五、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算 13 七、聯(lián)軸器的選擇 14 八、減速器附件的選擇 14 九、潤滑與密封15 十、設(shè)計(jì)小結(jié)16 H一、參考資料目錄 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 專業(yè)班級 A0531 姓名 學(xué)號 39 課題名稱 一級斜齒圓柱齒輪減速器 一、原始數(shù)據(jù) 已知條件 推力F/kN 推頭速度V/ (m/min) 絲桿導(dǎo)程 (mm) 數(shù)據(jù) 18 1. 56 12 二、1 工作條件：兩班制，間歇工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室外工作，有較大粉塵； 2. 使用壽命：20年(每年300工作日)； 3. 檢修間隔期：三

2、年一次大修，兩年一次中修，一年一次小修； 4. 動(dòng)力來源：電力，三相交流，電壓380/220 V 5. 推頭速度允許誤差；土 5%; 6般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。 7溺滋n 4-A A C右1 土壬彩燈匕仙岳、 三、基本要求 1.方案簡圖12張；，主要機(jī)械部件裝配圖(A1或A0號圖紙)1張； 2零件工作圖2張； 3.設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份。 、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 (a)帶一單圾囲柱肉鴕減 速器 三、運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)計(jì)算 、選擇電機(jī) 3. 1. 1選擇電動(dòng)機(jī) 3.1. 1.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型 按工作要求和條件選取丫系列全封閉鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。 計(jì)算電機(jī)所需功率Pa :查手冊第3頁表1-7 1帶傳動(dòng)效率：

3、0. 96 2 每對軸承傳動(dòng)效率：0. 99 3 圓柱齒輪的傳動(dòng)效率：0. 96 r-聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率：0. 99 5絲桿的傳動(dòng)效率：0. 4 說明： 電機(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置的總效率: 2 式中n 1, n 2, n 3, n 4, n 5分別為帶傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)的軸承，齒輪傳動(dòng)，聯(lián)軸 器，絲桿與軸承的效率。 p 電動(dòng)機(jī)輸出功率：p drkw 工作機(jī)所需的功率：K 而 FV 所以1000 a kw n a=0. 96 x 0. 99 x 0. 96 x 0. 99 x 0. 4=0. 36 18 1000 1.56 60 000 0. 468KW 0. 36 3. 1. 12確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速

4、絲桿的轉(zhuǎn)速n=v/S,其中p為推頭速度，S為絲桿(梯形螺紋)導(dǎo)程，對單線絲 桿S二P (螺距) 所以絲桿的轉(zhuǎn)速：n=v/S = 1. 56 / 0. 012 = 130r/mi n 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中取V帶傳動(dòng)比i訐2-4,齒輪的傳動(dòng)比i 2=3-5則合理總 傳動(dòng)比的范圍為i=6-20故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為： N=(6-20)*n= (6-20) *130=780-2600r/min 符合這個(gè)范圍內(nèi)的電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有1000r/min和1500r/min,二種傳動(dòng)比方 案，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的情況來確定最后的轉(zhuǎn)速，為降低電動(dòng)機(jī)的重量和成 本，可以選擇同步轉(zhuǎn)速1500r/mino因此選

5、定電動(dòng)機(jī)型號為Y90L-4,所選電動(dòng)機(jī)的 額定功率Ped=l. 5kw,滿載轉(zhuǎn)速nm=1400r/mino 符合這一范圍的轉(zhuǎn)速有：1000、1500 根據(jù)電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)型號， 因此有4種傳動(dòng)比方案如下： 方案 電動(dòng)機(jī)型號 額定功率 同步轉(zhuǎn)速 r/mi n 額定轉(zhuǎn)速 r/mi n 1 Y100L-6 1.5KW 1000 940 2 Y 90L-4 1.5KW 1500 1400 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸和帶傳動(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)型號為Y90L-4,其主要參數(shù)如下: 額定 滿載 同步 A D E F

6、 G H L AB 功率 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速 kW 1. 5 1400 1500 140 24 50 8 20 90 335 180 3.2確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比: ，丄、, 卄 1400 總傳動(dòng)比：i總二匹二二10. 77 n 絲 130 分配傳動(dòng)比：取i帶=3則i齒=10. 77/3=3. 59 3. 3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)： 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 01, 12, 23, 34依次為電機(jī)與軸1,軸1與軸2,軸2與絲桿之間的傳動(dòng)效率。 1.各軸轉(zhuǎn)速：m = n 1400 二 466.67r /min 門帶 n 電 1400 “c / n2130

7、r/min i帶i齒3匯3. 59 2. 各軸輸入功率： pi = pd 1 -1. 3 0. 96 =1. 25kw p2 = pa i12 =1. 3 0. 96 0. 99 0. 96 =1. 19kw p3=pdi1223 =1. 3 0. 96 0. 99 0. 96 0. 99 0. 99=1. 16kw 3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩： ta=9550 匹二9550 空8. 87N. m n 電1400 b =td i 帶 i 二8. 87 3 0. 96 =25. 55N. m t2 =td 1 帶 11112 =8. 87 3 3. 59 0. 96 0. 99 0. 96 二 87. 1

8、6N. m t3 =td i 帶 ii i 1223 =8. 8 7 3 3 . 59 0. 96 0 . 99 0 . 96 0 . 992= 85. 43N. m 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果如下表: 四、 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 六設(shè)計(jì)V帶和帶輪： I.設(shè)計(jì)V帶 確定V帶型號 查課本 P156 表 8-7 得：Ka=l. 1 則 R廠 k. PJ 1 1. 3=1. 43kw 根據(jù) pca=i.43kw, =1400r/min,由課本 157 圖 8-11,選擇 Z 型 V 帶，由表 8-6 和表8-8,取小帶輪的基準(zhǔn)直徑d嚴(yán)90mm 驗(yàn)算帶 、士 V嘰5 9“。二6.59H1/S帶速在5-30范圍內(nèi)

9、，合適。 60 1000 60 1000 d2 =i di =3 90 二 270mm 查表 8-8 取 d2 =280mim 取V帶基準(zhǔn)長度Ld和中心距a： 初步選取中心距 a： a.o =1. 5 (di d2) =1. 5 370 = 555mm,取* 555mm 由課本第158頁式(8-22)得: 2 2 亠) Lao : 2ao (4 d2) 蟲 2 555 3. 14 185 190亠、e 1649mm查課本弟 146頁表 4 3.0 4 555 功率 功率P KW 轉(zhuǎn)矩T Nm 轉(zhuǎn)速r/min 軸 輸入 輸出 輸入 輸出 電動(dòng)機(jī)軸 1. 3 8.87 1400 1軸 1.25 1

10、.24 25. 55 24. 45 466. 67 2軸 1. 19 1. 18 87. 16 83. 02 130 3軸 1. 16 1. 15 85. 43 80. 42 130 。_L 皿二508mm c 8-2取Ld= 1600mm由課本第158頁式8-23計(jì)算實(shí)際中心距：乂二 中心距的變化范韋I 484mm-556mm 驗(yàn)算小帶輪包角:由課本第158頁式8-25得: 5 7.3 :二 180 d2 -di159 90。 a 求V帶根數(shù)乙計(jì)算單根V帶的額定功率Pr 由d仁90mm和n=1400r/min查課本152頁表8-4a利用內(nèi)插值法得Po=0. 348KW 根據(jù) n=1400r/

11、min , i=3 和 z 型帶，查表 8-4b 得厶 Po=0. 03KW 查表 8-5 得 Ka =0. 944,表 8-2 得 K = 1. 14, Pr= (Po+A Po) *K a *Ki二(0. 348+0. 03 ) *0. 944*1. 14=0. 41kw 計(jì)算v帶的根數(shù)z Pea Pr 1.4 3 二 3.49 取Z=4根o 求作用在帶輪軸上的壓力Fq :查課本149頁表8-3得q=0. 06kg/m,故由課本第 158頁式8-27得單根V帶的初拉力: 25”廠)廠o 944 Fo =500 亠* qv2 =500 7=rd_ 0. 06 6. 59 47N k： zv0

12、. 944 4 6. 59 作用在軸上壓力：Fc二2ZFos in 二2漢4漢47汽0. 932二370N 2丿 七齒輪的設(shè)計(jì)： 1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)： 1）按傳動(dòng)方案選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 2）設(shè)計(jì)為通用減速器，選用7級精度 3）材料選擇：小齒輪選用45弄岡調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS大齒輪選用45軒鋼 正火，齒面硬度為220HBS二者材料硬度差為30HBS 4）由于傳動(dòng)過程中粉塵較多選用閉式傳動(dòng)，故選用小齒輪齒數(shù)為Z嚴(yán)24,大齒輪 齒數(shù) z2 =3. 59 24=86. 16,取 Z2 =87 5)選取螺旋角。初選螺旋角-=14 6)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按公式 確定公式內(nèi)的各

13、計(jì)算數(shù)值 試Kt =1. 6 由課本217頁圖10-30選取區(qū)域系數(shù)Zh =2. 433 由215頁圖10-26查得!=0.J8, :20. 90,則；： 68 1 -2 一 (2) 計(jì)算小齒輪的傳遞的轉(zhuǎn)矩 =2. 558 10lN. mm 466. 67 由表10-7選取齒寬系數(shù)d =1 由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)Ze =189. 8MPa (5)由圖10-21C. d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限匚H】誠二550MPa ； 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限匚hw2二440MPa (6)由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N60m jLh =60 1400 1 (2 8 300 20)=

14、8. 064 109 N2 8.064 l(f 3 F；Q =2. 246 匯 IO? 由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)Khni =0. 89 ; Khn-2 =0. 92 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%,安全系數(shù)s=l,由式10-12得 K 彳一 _ Q 1 山 I 0. 89 550 二489. 5MPa % 92 440 二404. 8MPa 許用接觸應(yīng)力 回山型蟲 MPa =447. 5MPa 2 4 2 4. 59(2. 433 如 89.8、 =40. 5m m (10) 計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t 3 *2 . 6 2. 558 O I GO (11) 計(jì)算圓周速度 二

15、dt n 3. 4 40. 5 466. 67 v 一 -0. 99m/s 60 000 60 000 ( 計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnt b = ad-t 二 40. 5 二 40. 5mm d-t cos4o 40. 5 cos4 - mnt 64mm Z24 h =2. 25mnt 2. 2564 二3. 69mm 40.5 b/ h0. 98 3. 69 (13)計(jì)算縱向重合度 ；:=0. 38 dz-tan 1 =0. 38 - 24 tan4 =. 9 圍計(jì)算載荷系數(shù)K 已知使用系數(shù)kA=,根據(jù)v=0. 99m/s, 7級精度, 由圖o-8查得動(dòng)載系數(shù)k 由表0-4查得309由圖0-3查得

16、kJ, 275 由表-0-3查得kH : 故載荷系數(shù) k 一. kAkvkH：姑 2 -. 309 = -. 73 （按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 IT：-73 d d-t 3 二40. 5 3 4-. 57mm kt一 . 6 (16)計(jì)算模數(shù)nin 57 cosl4 W嚴(yán) 68mm 24 2kTlY-： cos2 1 YfaYsa 3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) (1) 計(jì)算載荷系數(shù) k二Hkk-心：二1 1. 1 1.2 1.275=1.68 (2)根據(jù)縱向重合度；=1.9,查得螺旋角影響系 數(shù) Y =0. 88 (3) 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 24 Z26.27 vl =3-( /= cos

17、cos 1 Z2 V才二贏 95. (4) 查取齒形系數(shù) 由表 10-5 查得 Yf91 =2. 592 Yf92 =2. 185 (5) 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 10-5 查得 Ysai =1.596 Ysa2=l. 785 =380MPa,查得大齒輪的彎 (6)由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限二fei 曲疲勞強(qiáng)度極限二fez =330MPa 由圖1018取彎曲疲勞壽命系數(shù)kFxi =0. 83 kFN2 =0. 86 (8)計(jì)算彎曲疲勞許 用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S二1.4, KFN Bl 二45mm (5) 大齒輪的尺寸 名稱 符號 計(jì)算公式 齒頂咼 ha ha = ha

18、m= 1 5 齒根高 hf hf (h*a + c* m 1.9 齒全高 h h=ha+hf =3. 4 頂隙 G * c 二c m 二0 4 分度圓直徑 d d=mz=146 基圓直徑 db db =d cosa =137 齒頂圓直徑 d a d a二 d+2 ha =149 齒根圓直徑 dff dff= d_2 hf =142 標(biāo)準(zhǔn)中心距 a 1 a= + d ；)= 96 (5)齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 齒頂圓直徑da_160mm采用腹板式結(jié)構(gòu)的齒輪 大齒輪零件圖見附件 八軸的設(shè)計(jì) 1、從動(dòng)軸的設(shè)計(jì) (1)求低速軸上的轉(zhuǎn)矩T % =130r/min p2 二 1. 19kw T2 =9. 55 1

19、06 ?2 (2) 求作用在齒輪上的力 d2 Z2mn cos : sr 二 150. 2 C0S14.36 Ft 150. 2 tan % (16158)2 (15834)2 二22623N. mm 作轉(zhuǎn)矩圖 T=25580N. mm 求當(dāng)量彎矩 因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，修正系數(shù):-為06 Mei 二M21 右 C T)， (43506)2(0.6 25580)2 二46134N.mm M = M 22-(； T)2 (22623)s-(0.6-25580)2 =27338N. mm 確定危險(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度 截面1T、2-2所受的轉(zhuǎn)矩相同，但彎矩M“.Me2,并且軸上還 有鍵槽，故1T可能為 危險(xiǎn)

20、截面。但由于di ch也應(yīng)該對截面2-2校核 1-1截面 -el el 4613446134 -7MPa 0. 1 di3 0. 1 403 2-2截面 -二歸二嚴(yán)二竺沒MPa W 0. Id,0. 1 35 故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng) 由表15-1得許用彎曲應(yīng)力J=60MPa,滿足二 : b1條件, 度， 并有一定裕量。 f 7? 9P co 62 Z8 9 a 0 46 xs- -40 JL2L3 (三)、滾動(dòng)軸承選擇 1、低速軸軸承的校核 根據(jù)軸承型號30306查設(shè)計(jì)手冊取軸承基本額定動(dòng)載荷為：C=59000N基本額定靜載 Cor -63000N 匸 F re 掃 FoeX L F re e

21、699. 83 3173 =o. 53 e 6 查課本表13-5得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù) 車由承 1 二0.4 =1.9 車由承2XP4,Y =1.9 因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有輕微沖擊，查課本表13-6得fP4. 0-1. 2,取fP =1. 1則 R+Fa】)二1 仆(0.4 漢 699. 83 + 1.9 匯 629. 36) =1623. 3N P2 二 fp X2Fr2 %Fa2 =1.10.4 602. 98 1.9 317. 36 =1591. 9N 驗(yàn)算軸承壽命 因?yàn)镻i 所以按軸承1的受力大小驗(yàn)算 Lh 10 1075200= 12751727h Lh 60 466. 67 1623

22、. 3 Lh 二20 300 24 =144000h 選擇軸承滿足壽命要求. 十一、聯(lián)軸器的選擇： 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩口二心丁 2,查課本表14-1,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取ka=1.3,則 Tea =KaT2 -13 87420 =113646N.mm 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tea應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊，選用HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器, 其公稱轉(zhuǎn)矩為160000N. inm半聯(lián)軸器的孔徑d =24mm 十二、潤滑方式的確定: 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(1)52Z/10 r min,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。 十三、減速器箱體的設(shè)計(jì) 名稱 符號 計(jì)算公式 結(jié)果 箱座厚度 CT a = 0. 02