1、1 / 27機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書課題名稱_一級圓柱齒輪減速器的設(shè)計目錄第一章緒論第二章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明2.1課題題目2.2主要技術(shù)參數(shù)說明2.3傳動系統(tǒng)工作條件2.4傳動系統(tǒng)方案的選擇.第三章減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計算2 / 273.1減速器結(jié)構(gòu)3.2電動機(jī)選擇3.3傳動比分配3.4動力運(yùn)動參數(shù)計算第四章 V 帶的設(shè)計4.1選擇普通V帶型號4.2大小帶輪的基準(zhǔn)直徑d2,di;驗算帶速4.3求V帶基準(zhǔn)長度和中心距4.4計算包角4.5確定V帶根數(shù)4.6確定初拉力F04.7周上載荷Q第五章 齒輪的設(shè)計計算 （ 包括小齒輪和大齒輪 ）5.1齒輪材料和熱處理的選擇5.2齒輪幾何尺寸的

2、設(shè)計計算5.2.1按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計齒輪主要尺寸5.2.2齒輪彎曲強(qiáng)度校核5.2.3齒輪幾何尺寸的確定5.3齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計第六章 軸的設(shè)計計算 （從動軸 ）6.1軸的材料和熱處理的選擇3 / 276.2軸幾何尺寸的設(shè)計計算621按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計軸的最小直徑622軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計623軸的強(qiáng)度校核第七章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇7.1軸承的選擇及校核7.2鍵的選擇計算及校核7.3聯(lián)軸器的選擇第八章 減速器潤滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計算8.1潤滑的選擇確定8.2密封的選擇確定8.3減速器附件的選擇確定8.4箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計算第九章總結(jié)參考文獻(xiàn)4 / 27第一章 緒 論本論文主

3、要內(nèi)容是進(jìn)行一級圓柱直齒輪的設(shè)計計算，在設(shè)計計算中運(yùn)用到 了 機(jī)械設(shè)計 、機(jī)械制圖、工程力學(xué)、公差與互換性等多門課程知識， 并運(yùn)用AUTOCAD軟件進(jìn)行繪圖，因此是一個非常重要的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié),也 是一次全面的、 規(guī)范的實(shí)踐訓(xùn)練。 通過這次訓(xùn)練， 使我們在眾多方面得到了鍛 煉和培養(yǎng)。主要體現(xiàn)在如下幾個方面：（1）培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計思想， 訓(xùn)練了綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計課程和其 他相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行分析和解決工程實(shí)際問題的能力， 鞏 固、深化和擴(kuò)展了相關(guān)機(jī)械設(shè)計方面的知識。（2）通過對通用機(jī)械零件、 常用機(jī)械傳動或簡單機(jī)械的設(shè)計， 使我們掌握了一 般機(jī)械設(shè)計的程序和方法，樹立正

4、確的工程設(shè)計思想，培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的 工程設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。（3）另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊及相關(guān)技術(shù)資料的能 力以及計算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計算機(jī)輔助設(shè)計方面的能力。第二章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明5 / 272.1 課題題目帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)中的減速器。要求傳動系統(tǒng)中含有單級圓柱齒輪 減速器及v帶傳動。原始數(shù)據(jù) 題號4運(yùn)輸帶拉力F（KN）1.8運(yùn)輸帶速度V(m/s)1.4卷筒直徑D（mm）200設(shè)計人員李亮范佳鈺設(shè)計任務(wù)要求：1.減速器裝配圖紙一張（1號圖紙）2.軸、齒輪零件圖紙各一張（2號或3號圖紙）3.設(shè)計說明書一分4.草圖一份2.2 主要技術(shù)參數(shù)說明輸送帶的最

5、大有效拉力F=1800N,輸送帶的工作速度V=1.4m/s,輸送機(jī)滾 筒直徑D=200mm。2.3 傳動系統(tǒng)工作條件帶式輸動機(jī)工作時有輕微震動，經(jīng)常滿載。空載起動，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，兩班制工 作（每班工作8小時） ， 要求減速器設(shè)計壽命為10年（每年按300天計算）三相交流 電源的電壓為380/220V。2.4 傳動系統(tǒng)方案的選擇方案擬定：采用v帶傳動與齒輪傳動的組合，即可滿足傳動比要求，同時由于帶傳動 具有良好的緩沖，吸振性能，適應(yīng)大起動轉(zhuǎn)矩工況要求，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使6 / 27用維護(hù)方便。滾筒運(yùn)輸帶LLLiff K圖1帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)簡圖圖1帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)簡圖7 / 27第三章減速器結(jié)構(gòu)

6、選擇及相關(guān)性能參數(shù)計3.1 減速器結(jié)構(gòu)本減速器設(shè)計為水平剖分，封閉臥式結(jié)構(gòu)。3.2 電動機(jī)選擇（一）工作機(jī)的功率PwPw =FV/1000=1800X 1.4/1000=2.52kw（二）總效率總_ 2總=帶 齒輪 聯(lián)軸器 滾筒 軸承=0.96X0.97 0.99 0.96 0.99 0.99 =0.867（三）所需電動機(jī)功率PdPdFW/總2.52/0.8672.91(KW)（四）確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速滾筒工作轉(zhuǎn)速為：N滾筒=60X1000 v/（n-）D=（60X000X1.4）/（200- D=133.76 r/mi n根據(jù)設(shè)計指導(dǎo)書P81表9.2推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳 動一級減速器

7、傳動比范圍I齒=24,取V帶傳動比I帶=3;則 總傳動比理論范圍為：1總=612。故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范為Nd=I總 滾筒=（612）33.76=802.561605.12 r/min則符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有：1000 r/mi n、1500r/min，綜合考慮 電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、質(zhì)量及價格等因素，為使傳動裝置結(jié)構(gòu) 緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1500 r/min的電動機(jī)。根據(jù)電動機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速，由機(jī)械設(shè)計指導(dǎo)書表14.1選定電動機(jī)型號為Y100L2-4.其主要性能如下：電動機(jī)型 號額定功率KW滿載轉(zhuǎn)速r/mi n啟動轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y100L2-4314202.22.2查

8、機(jī)械設(shè)計指導(dǎo)書得：帶=0.96齒輪=0.97聯(lián)軸器=.99滾筒=0.962軸承=0.99*0.99I帶=3電動機(jī)選擇Y100L2-48 / 27型 號HABCDEFXGEGY1 00L2-41001601406328608X724Kbb1b2hAABBHAL1220518010524540176143803.3 傳動比分配工作機(jī)的轉(zhuǎn)速n滾=60XlOOOv/(D)=60X1000X1.4/(3.14X200)=133.76r/mi ni總n滿/n滾1420/133.7610.62取i帶3則i齒i總/i帶10.62/33.543.4 動力運(yùn)動參數(shù)計算(一)轉(zhuǎn)速n計算及說明I帶=3I齒=3.54結(jié)

9、果電動機(jī)的主要安裝尺寸和外形尺寸如下表:9 / 27no:=n滿=1420(r/min)ni=n0/i帶=n滿/i帶=1420/3=473.333(r/min)nn=n|/i齒=473.333/3.54=133.71(r/min)nii=n|=133.71(r/min)（二） 功率PPoFd2.91(kw)PlPo 帶2.910.962.79(kw)P2Pi 齒輪軸承2.79 0.97 0.992.68( kw)P3巳聯(lián)軸器軸承2.68 0.99 0.992.63(kw)（三）轉(zhuǎn)矩TTo9550P)/r09550 2.91/1420=19.57(Nm)TiT0帶i帶19.570.963 56.

10、36 (N m)T2T1 齒輪軸承i齒56.36 0.970.99 3.54=191.59(Nm)T3T2 聯(lián)軸器軸承i齒帶191.590.99 0.99 1=187.78(Nm)10 / 27計算及說明結(jié)果11 / 27將上述數(shù)據(jù)列表如下:軸號功率P/kWN/(r.min1)T/(N - m)i電動機(jī)軸2.91142019.5730.961 軸2.79473.33356.362 軸2.68133.71191.593.540.97第四章 V 帶的設(shè)計(1 )選擇普通 v 帶型號由機(jī)械設(shè)計課本P188表11-5查得KA=1.2由PC=KA- P=1.2忽.91=3.492(KW)根據(jù)機(jī)械設(shè)計課本

11、P188圖11-15得知其交點(diǎn)在A型交界線處，故選A型V帶。(2)求大小帶輪的基準(zhǔn)直徑 d2、d1，驗算帶速確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗算帶速：則取小帶輪d1=100mm大帶輪直徑：d2=n1 d1(1-&)/n2=i-dl)(1設(shè)(s=0.02)=3 X100(1-0.02)=294mm大帶輪轉(zhuǎn)速：n2=(1-iD1n 1/D2=(1-0.02)*100*1420/300=463.87r/min由表9-2取d2=300mm(雖使n2略有增大，但其誤差小于5%,故允許)d1n13.14 100 142060 1000 60 10007.43 m/ s5m/sv25m/s,帶速合適。(3)求

12、 V 帶基準(zhǔn)長度 Ld 和中心距 a由課本P189表11-6得，推薦的A型 小帶輪基準(zhǔn) 直 徑為75mm125mmD1=100mmD2=300mmn1=1420r/minn2=463.87r/min選用A型普 通V帶V=7.43m/s,帶速合適D2=300mmA0=400mm12 / 27滾 筒軸2.63133.71187.7810.9913 / 27初步選取中心距a=d2+d1=300+100=400mm,取a0=400mm=2*400+/2(300+100)+(100-300)24*400 =1453mm查機(jī)械設(shè)計課本P194表11.12取帶長為1600mmdd0計算實(shí)際中心距a a。=4

13、00+(1600-1453)/2=473.5mm(4) 計算包角180dd2 dd157.3a=2.50(6)確定初拉力 F0符合0.7(d2+d1)a0120,包角合適。包角a仁155.80 ,包角合 適(5)確定 V帶根數(shù) Z帶根數(shù)由機(jī)械設(shè)計課本 由機(jī)械設(shè)計課本 由機(jī)械設(shè)計課本由機(jī)械設(shè)計課本PcP191表11.8 P0=1.32 KWP190表11.7 Ka=0.946P194表11.12 kL=0.99P193表11.10P0 0.17KwZ=3Z三(PP)K KL=3.492/【(1.32+0.17 )*0.946*0.99】14 / 27=500*3.492*(2.5-0.946)

14、/ (7.43*3)+0.10*7.43*7.43=127.25 N由機(jī)械設(shè)計課本P179表11.4得q=0.10kg/m(7)軸上載荷 QQ=2ZF0si n1=2*3*127.25*s in 155.80/22=746.54 N第五章齒輪的設(shè)計計算5.1 齒輪材料和熱處理的選擇小齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB=236大齒輪選用45號鋼，正火處理，HB=1905.2 齒輪幾何尺寸的設(shè)計計算5.2.1按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計齒輪主要尺寸由機(jī)械零件設(shè)計手冊查得H lim 1580MPa,H lim 2530MPa,SHIim=1F lim 1215MPa,F lim 2200MPa, SF lim

15、1n1/n2473.333/133.71 3.54由機(jī)械零件設(shè)計手冊查得ZN1= ZN2= 1YN1= YN2= 1.1H lim1ZN1580SH lim1580MPaF0=50015 / 2716 / 27Hlim2ZN2530 1530MPH 2“SH lim1F lim 1YN12151.1SF lim1236.5MPaF lim2YN2200 1.1220MPF 2.SF lim1（一）小齒輪的轉(zhuǎn)矩TiT；9550P1/n19550 2.79/473.33 56.29(N m)（二）選載荷系數(shù)K由原動機(jī)為電動機(jī)，工作機(jī)為帶式輸送機(jī)，載荷平穩(wěn)，齒輪在兩軸承間對稱布置。查機(jī)械原理與機(jī)械零

16、件教材中表得，取K=1.1（三）計算尺數(shù)比=3.54（四）選擇齒寬系數(shù)d根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對稱布置。且齒輪HB計算及說明結(jié)果17 / 27計算及說明結(jié)果計算及說明結(jié)果18 / 271.1 56.29 (3.54 1)1 53023.54=58.94( mm)(六)確定齒輪模數(shù)md1a1158.94* 1 3.54 /2 133.80 mm2m =(0.0070.02)a = (0.0070.02)X133.80=0.942.676取m=2(七)確定齒輪的齒數(shù) 乙和z2d158.94乙129.47取Z1= 30m 2Z2Z13.54 30 106.2取Z2= 107（八）實(shí)際齒數(shù)比乙1

17、073.567Z130齒數(shù)比相對誤差-0.0082.5%允許(九)計算齒輪的主要尺寸d1mZ12 30 60(mm)d2mZ22 107 214(mm)Z1= 30Z2= 107d1=60mmd2=214mm19 / 2711中心距a - d1d2- 60214137 mm22a=137mm齒輪寬度B2dd11 60 60(mm)B1= B2+ (510) = 6570(mm)取B1=67 (mm)B1=67mm（十）計算圓周轉(zhuǎn)速v并選擇齒輪精度B2=60mmdn3.14 60 473.333 zv1 11 486m/sV=1.486(m/s)60 1000 60 1000YF2/F2=2.1

18、9/204=0.00995計算大齒輪齒根彎曲應(yīng)力為計算及說明結(jié)果計算及說明結(jié)果20 / 2712.683(MPa)FI齒輪的彎曲強(qiáng)度足夠5.2.3齒輪幾何尺寸的確定齒頂圓直徑da由機(jī)械零件設(shè)計手冊得ha=1 c = 0.25da1d12ha1Z12ham (30 2 1) 2 64(mm)da2d22ha2Z221% m (107 2 1) 2 218(mm)齒距P = 2X3.14=6.28(mm)齒根高h(yuǎn)fhacm 2.5(mm)齒頂高h(yuǎn)aham 1 2 2(mm)齒根圓直徑dfdf1d12hf60 2 2.555( mm)df2d22hf2142 2.5209(mm)5.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)

19、計小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)大齒輪的關(guān)尺寸計算如下：軸孔直徑d=50(mm)輪轂直徑D1=1.6d=1.6X50=80( mm)輪轂長度LB260(mm)輪緣厚度8o=(34)m = 68(mm)取o=8輪緣內(nèi)徑D2=da2-2h-2o=209-2X4.5-2X8F12000KYFIB2m乙2000 61.919 2.6360 22107強(qiáng)度足夠da1=64mmda2=218mmh=4.5mmS=3.14mmP=6.28mmhf=2.5mmha=2mmdf1=55mmdf2=209mm計算及說明結(jié)果21 / 27=184(mm)取D2= 185(mm)腹板厚度c=0.

20、3B2=0.3X60=20腹板中心孔直徑D0=0.5*(D1+D2)=0.5*(80+184)=132(mm)腹板孔直徑d0=0.25*(D2-DJ =0.25*(184-80)=26(mm)齒輪倒角n=0.5m=0.5X2=1齒輪工作如圖2所示：22 / 27第六章軸的設(shè)計計算6.1 軸的材料和熱處理的選擇由機(jī)械零件設(shè)計手冊中的圖表查得選45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB217255b=650MPas=360MPa1=280MPa6.2 軸幾何尺寸的設(shè)計計算5.2.1按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計軸的最小直徑3-3-主動軸d1=cPl=1152.79=20.775i 473.33從動軸d2=cP2=115268

21、=31.24計n2V 133.71考慮鍵槽d1=20.77*1.05=21.81考慮鍵槽d2=31.24X1.05=32.80選取標(biāo)準(zhǔn)直徑d仁22(mm)選取標(biāo)準(zhǔn)直徑d2=33mm6.2.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強(qiáng)度的原則， 主動軸和從動軸均設(shè)計為階梯軸。6.2.3軸的強(qiáng)度校核從動軸的強(qiáng)度校核圓周力Ft=2T2=2000X133.71/209=1279.52Nd2徑向力Fr=Fttan=1279.52Xtan20=465.71N由于為直齒輪，軸向力Fa=0D1=22mmD2=33mm23 / 27作從動軸受力簡圖：(如圖3所示)LZ/ OS NOt-Gfl：

22、些=單導(dǎo)gI01a:21 / 27計算及說明結(jié)果26 / 27L=110mmRHA= RHB=0.5Ft=0.5X1279.52=639.76( N)MHC=0.5RHAL=639.76X110X0.5/1000=35.19(N m)RVA=RVB=0.5Fr=0.5X465.71 =232.86( N m)MVC=0.5RVAL=232.86X110X0.5/1000=12.81(N m)轉(zhuǎn)矩T=158.872(N m)校核MC=MHC2MVC2= 35.19212.812=37.45( N m)I12Fi122Me= ,McaT37.4520.6 158.872=102.42(N m)由圖

23、表查得，1b=55MPa3-3:-d10Me=10102.42=26.51(mm)V0.11 b0.1*55齒根圓直徑df仁d1-2(ha+c)mn=55mm考慮鍵槽d=26.51mm 55mm則強(qiáng)度足夠第七章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇7.1 軸承的選擇及校核考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用單列深溝球軸承主動軸承根據(jù)軸頸值查機(jī)械零件設(shè)計手冊選擇62072個(GB/T276-1993)從動軸承6209 2個(GB/T276-1993)壽命計劃：從動軸 承2個計算及說明結(jié)果27 / 27兩軸承受純徑向載荷P=Fr=465.71X=1Y=0預(yù)期壽命為：10年，兩班制L=10X300X16=48OOO

24、L10h軸承壽命合格7.2 鍵的選擇計算及校核（一）從動軸外伸端d=42，考慮鍵在軸中部安裝故選鍵10X40GB/T10962003,b=16,L=50,h=10,選45號鋼，其許用擠壓力則強(qiáng)度足夠，合格（二）與齒輪聯(lián)接處d=50mm,考慮鍵槽在軸中部安裝，故同一方位母線上，選鍵14X52 GB/T10962003,b=10mm,L=45mm,h=8mm,選45號鋼，其許用擠壓應(yīng)力p=100MPaFt=4000TI=4000 158.872=45.392h l hid 8 35 50從動軸軸承壽命：深溝球軸承6209,基本額定功負(fù)荷Cr=25.6KNft=1=3_ 106ftCrL10h=-P

25、106325.6 1 100060n260 133.71465.71=100MPa丄=嗨=4000 158872=82.75h l hid 8 30 32從動軸 外伸端 鍵10X40GB/10962003與齒輪 聯(lián)接處 鍵14X52GB/T10962003計算及說明結(jié)果28 / 27則強(qiáng)度足夠，合格計算及說明結(jié)果29 / 277.3 聯(lián)軸器的選擇由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮拆 裝方便及經(jīng)濟(jì)問題，選用彈性套柱聯(lián)軸器K=1.3TC=9550KPI =9550X1.3 2.68=248.84n“133.71選用TL8型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉(zhuǎn)矩Tn=250，TCTn。采用Y型軸孔

26、，A型鍵軸孔直徑d=3240,選d=35,軸孔長度L=82TL8型彈性套住聯(lián)軸器有關(guān)參數(shù)型號公稱 轉(zhuǎn)矩T/(Nm)許用 轉(zhuǎn)速n/(r min軸孔 直徑d/mm軸孔 長度L/mm外 徑D/mm材料軸孔類型鍵 槽類 型TL8710300060122160HT200Y型A型第八章減速器潤滑、密封及附件的選擇確定 以及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計算及裝配圖8.1 潤滑的選擇確定8.1.1潤滑方式1.齒輪V=1.2vv12 m/s應(yīng)用噴油潤滑，但考慮成 本及需要，選用浸油潤滑選用TL8套住聯(lián) 軸器齒輪浸油 潤滑軸承脂 潤滑計算及說明結(jié)果30 / 272.軸承采用潤滑脂潤滑8.1.2潤滑油牌號及用量計算及說明結(jié)果31 / 271.齒輪潤滑選用150號機(jī)械油，最低最高油面距1020mm需油量為1.5L左右2.軸承潤滑選用2L3型潤滑脂，用油量為軸承間隙的1/31/2為宜8.2 密封形式1箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2.觀察孔和油孔等處接合面的密封在觀察孔或螺塞與機(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封3軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對應(yīng)的軸承外部軸的外伸端與透蓋