1、題 目：單級圓柱齒輪減速器指導(dǎo)教師： 徐雪紅姓 名： 胡云海學(xué) 號：20101209專業(yè)班級： 交通運(yùn)輸完成日期： XXXXX 單級圓柱齒輪減速器課程設(shè)計(jì)說明書目錄一、傳動方案說明1二、選用電動機(jī)1三、分配傳動比2四、計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)3五、V帶選擇4六、齒輪傳動設(shè)計(jì)6七、輸入軸的設(shè)計(jì)8八、輸出軸的設(shè)計(jì)12九、滾動軸承壽命的校核計(jì)算14十、鍵連接的選擇和強(qiáng)度校核計(jì)算15十一、輸入軸與傳送機(jī)連接聯(lián)軸器選擇16十二、減速器的潤滑、密封17十三、設(shè)計(jì)小節(jié)17十四、參考文獻(xiàn)19 單級圓柱齒輪減速器課程設(shè)計(jì)說明書一、傳動方案說明1、工作條件：間歇工作，傳動可逆轉(zhuǎn)，啟動載荷為名義載荷的1.2

2、5倍。傳動比誤差為正負(fù)5%，每隔兩分鐘工作一次，停機(jī)五分鐘，工作年限為10年，兩班制。2、原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=9000N；卷筒轉(zhuǎn)速V=1.30 m/s；滾筒直徑D=450mm。F=9000NV=1.30m/sD=450mm二、選用電動機(jī)1、 根據(jù)已知條件計(jì)算滾筒彎矩M=300/21750N=262.5NM轉(zhuǎn)速n=93.67工作機(jī)所需功率:P=2.6kw 2、 計(jì)算傳動效率根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)表1-2，選定齒輪傳動效率=0.98,V帶傳動效率=0.97,滾動軸承效率=0.99,彈性聯(lián)軸器=0.99,滾筒軸滑動軸承=0.96。計(jì)算總傳動效率=0.980.970.990.96=0.8853、 選擇電

3、動機(jī)容量電動機(jī)所需功率=2.6/0.8852.94kw因載荷較平穩(wěn),電動機(jī)額定功率約大于,根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)表14-1選得Y系列電動機(jī)額定功率為3kw。4、 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)表1-3,V帶傳動的傳動比常用范圍為 =24，圓柱齒輪傳動=36，故電動轉(zhuǎn)速范圍n=n=（2346）93.67=562.022248.08（）符合這一同步轉(zhuǎn)速的范圍600，750,1000,1500。由機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)表14-1，根據(jù)其重量、價格以及傳動比綜合選擇,選用Y132S-6。其主要性能：滿載轉(zhuǎn)速960，額定功率3kw。n=93.67P=2.6kw=0.98,=0.97=0.99,=0.99=0.96=0.

4、885=2.94kw選用電動機(jī)型號: Y132S-63、 分配傳動比1、 計(jì)算總傳動比已知n=93.67,所以總傳動比為：=/n=960/93.67=10.252、 分配各級傳動比根據(jù)，選定一級圓柱齒輪的傳動比=6，則V帶傳動比為=/6=10.25/61.71四、計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)0軸電動機(jī)軸： =2.94kw，=n=960，=9550=29.25Nm1軸高速軸：=2.940.97=2.85kw,=960/1.71=561.40,=9550=48.48Nm2軸低速軸：=2.940.980.99=2.85kw,=561.40/6=93.57,=9550=290.88N.m3軸滾筒軸

5、:=2.850.990.96=2.71kw,=n=93.67,=9550=276.29N.m 將計(jì)算的運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)列表:參數(shù) 軸名0軸1軸2軸3軸n（）960561.4093.5793.67輸入功率kw2.942.852.852.71輸入轉(zhuǎn)矩N.m29.2548.48290.88276.29傳動比1.716效率0.970.990.980.990.96五、V帶選擇1、 計(jì)算功率由已知條件（工作兩班制，載荷較平穩(wěn)），根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表8-7取=1.2,又電動機(jī)所需功率=2.94kw,所以=3.528kw2、 選定V帶型號根據(jù)=3.528kw,n=960，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖8-11查出此坐標(biāo)點(diǎn)位于A型范

6、圍,所以選用A型V帶,并由圖可知=80100mm。3、 計(jì)算大小帶輪基準(zhǔn)直徑、取=100mm,V帶傳動的滑差率=0.010.02,取=0.02，得=（1）=mm167.58mm由機(jī)械設(shè)計(jì)P219表13-9,取標(biāo)準(zhǔn)值=170mm。實(shí)際從動輪轉(zhuǎn)速:=/=960100/170=565轉(zhuǎn)速誤差=0.006合適7、求V帶根數(shù)由n=960，=100mm，通過查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-3得=0.95kw,得實(shí)際傳動比,查表13-5得=0.10 ;由查表13-7得=0.98,查表13-2得=0.93,由此得Z=3.687,取4根8、求作用在帶輪上的壓力查表13-1得q=0.1kg/m，得單根V帶的初拉力N=161

7、.37N作用在軸上的壓力=1285.76N6、 齒輪傳動設(shè)計(jì)1、 選擇材料及確定許用應(yīng)力 考慮到傳動功率不大（=2.85kw）,所以齒輪選擇軟齒面。由已知條件（單向傳動、載荷較平穩(wěn)）通過查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-1，小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度217286HBS，=730Mpa，=580Mpa；大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度197286HBS，=600Mpa，=450Mpa。由表11-5，取=1.1,=1.25。所以，=664Mpa=545Mpa=464Mpa=360Mpa2、 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)表11-2，設(shè)齒輪按8級精度設(shè)計(jì)。由表11-3取載荷系數(shù)K=1.2,由表11-6取齒寬系數(shù)=0

8、.8,小齒輪轉(zhuǎn)矩=0.48Nmm,由表11-4取=188,又,所以=49.99mm取=20，=620=120（機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)表16-2）模數(shù)m=2.5齒寬b=0.849.99mm=39.99mm大齒輪的齒寬b=40mm小齒輪的齒寬b=45mm取=45mm,=50mm,按表4-1取m=2.5mm,實(shí)際的=m=202.5mm=50mm,=1202.5mm=300mm中心距=175mm驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù)=2.94（圖11-8）,=1.56（圖11-9）=2.13,=1.81=105.7Mpa=464Mpa=Mpa=88.85Mpa=360Mpa,安全。3、 齒輪的圓周速度=m/s=1.47m/s

9、6m/s（對照課本表11-2），選擇8級精度是合適的。七、輸入軸的設(shè)計(jì)1、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步計(jì)算軸徑根據(jù)課本表14-1，材料選用45號鋼調(diào)質(zhì)，硬度217255HBS，由表14-2取c=115=115mm=19.8mm考慮有鍵槽加大5%,=19.8（1+5%）=19.86mm取=20mm2、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪右面用軸肩定位，左面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階狀，右軸承從右面裝入，齒輪、套筒、左軸承、軸承蓋和皮帶輪依次從左面裝入，軸端擋圈固定皮帶輪。3、 確定軸的各段直徑和長度根據(jù)

10、機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)表10-1初選用6005深溝球軸承,其內(nèi)徑為25mm,寬度為12mm。考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則該段長32mm，安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。則此段長度=（2+12+20+47）mm=81mm。軸承蓋安裝安裝直徑=66mm,高度31mm；齒輪安裝直徑=28mm；軸肩直徑=（28+26）mm=40mm，寬度為8mm。=（31+12+0.6）mm=43.6mm,帶輪安裝軸徑L=（1.52）=（1520）mm取L=20mm。（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊6.1-21） V帶輪緣寬B=（Z1）e+2f=（41）（150.3）+29）)mm=（630.9）mm,取B=63

11、mm。=（63+22+82）mm=91mm4、 按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算由上已知:分度圓直徑=50mm,轉(zhuǎn)矩=290.8N.m 圓周力=248.48N.m/50mm=1939.2N 向力=tan=1939.2Ntan=705.81N 軸進(jìn)行受力分析 齒輪位于兩軸承中央,所以=48.5mm C 繪制垂直面彎矩圖軸承支反力：=/2=352.91N=/2=969.6N由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為=17.12N.m，水平面彎矩=47.025N.m,合彎矩=50.04N.m。畫出彎矩圖 C T 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T=d/2 = 11635.2300/2 =290.88 N.M如圖可知C是

12、危險截面,繪制其當(dāng)量彎矩圖=, 可認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動循環(huán)變應(yīng)力,取折合系數(shù)=0.6所以=181.56N.M C 校驗(yàn)危險截面=Mpa=3.961Mpa=55Mpa所以該軸的強(qiáng)度足夠8、 輸出軸的設(shè)計(jì)1、 按扭矩初算軸徑根據(jù)課本表14-1選用45#調(diào)質(zhì)鋼，硬度（217255HBS），取c=115，已知=2.85kw,=93.57,根據(jù)公式c=115mm=35.9mm,考慮有鍵槽應(yīng)加大5%,=35.9（1+5%）=37.7mm取=38mm2、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周

13、向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪、套筒、右軸承和皮帶輪依次從右面裝入,軸承擋圈固定帶輪。3、 確定各段直徑和長度根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)表10-1初步選用6010深溝球軸承,內(nèi)徑50mm,寬度16mm。考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則取套筒長為20mm，安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。=（50+20+16+2）mm=88mm，=（16+1+15）mm=32mm。軸承蓋高度取31mm，安裝直徑=110mm；軸肩寬度為3mm，直徑為=78mm。齒輪安裝直徑為=68mm，=38mm。3、 按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算已知：分度圓直徑=300mm，轉(zhuǎn)矩=290.

14、88N.m 圓周力:=2290.88N.m/320mm=1939.2N 徑向力:=1939.2N=705.81N 支承反力因?yàn)辇X輪安裝在兩軸承中央,所以=63mm=/2=352.90N=/2=969.60N 定危險截面,并計(jì)算彎矩由設(shè)計(jì)以及輸入軸的計(jì)算可確定同樣截面C為危險截面。所以在C截面垂直面彎矩 =22.23N.m,水平面彎矩=61.08N.m合彎矩為=65.00N.m當(dāng)量彎矩:取=0.6,所以=186.24N.m 驗(yàn)危險截面=Mpa=7.82Mpa=40Mpa所以此軸的強(qiáng)度足夠九、滾動軸承壽命的校核計(jì)算根據(jù)已知條件,計(jì)算要求壽命為168360=46080h1、 計(jì)算輸入軸軸承已知條件:

15、初選6005深溝球軸承,兩軸承徑向反力=352.91N,轉(zhuǎn)速=561.4,壽命計(jì)算公式當(dāng)量動載荷p的計(jì)算因?yàn)橹皇軓较蛄?所以根據(jù)課本機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表16-11,取徑向動載荷系數(shù)X=1,軸向動載荷系數(shù)Y=0,故P=352.91N壽命計(jì)算根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)表10-1得基本額定動載荷=10.0KN。取=3，所以壽命=69092h46080h預(yù)期壽命足夠2、計(jì)算輸出軸軸承已知條件:初選6010深溝球軸承,兩軸承徑向反力=352.90N,轉(zhuǎn)速=93.57,壽命計(jì)算公式當(dāng)量動載荷p的計(jì)算同理P=352.90N壽命計(jì)算根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)表10-1得基本額定動載荷=30.2KN。同樣取=3，所以壽命=1116379

16、79h46080h預(yù)期壽命足夠十、鍵連接的選擇和強(qiáng)度校核計(jì)算1、 帶輪與輸入軸連接已知軸徑=20mm,轉(zhuǎn)矩=48.48N.m。材料選用45#鋼，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表10-10，取=110Mpa。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)表9-25選用A型平鍵,標(biāo)記為640 GB/T 1096-1979,h=6mm。則平鍵擠壓強(qiáng)度=448.48N.m/（20mm6mm40mm）=40.4Mpa=110Mpa 強(qiáng)度足夠2、 輸入軸與齒輪連接已知軸徑=28mm，轉(zhuǎn)矩=48.48N.m。材料選用45#鋼，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表10-10，取=110Mpa。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)表9-25選用A型平鍵,標(biāo)記為840 GB/T 1096-19

17、79,h=7mm。則平鍵擠壓強(qiáng)度=448.48N.m/（28mm7mm40mm）=24.73Mpa=110Mpa 強(qiáng)度足夠3、 輸出軸與齒輪連接已知軸徑=68mm,轉(zhuǎn)矩=290.88N.m。材料選用45#鋼，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表10-10，取=110Mpa。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)表9-25選用A型平鍵,標(biāo)記為2050 GB/T 1096-1979,h=12mm。則平鍵擠壓強(qiáng)度=4290.88N.m/（62mm11mm50mm）=34.12Mpa=110Mpa 強(qiáng)度足夠11、 輸入軸與傳送機(jī)連接聯(lián)軸器選擇1、 選擇類型選用彈性套柱銷聯(lián)軸器2、 求計(jì)算轉(zhuǎn)矩已知輸入軸轉(zhuǎn)矩=48.48N.m。由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表

18、17-1選擇機(jī)器工作情況系數(shù)=1.5,故計(jì)算轉(zhuǎn)矩=1.548.48N.m=72.72N.m3、 確定型號由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表8-164選取HL1彈性柱銷聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩為160Nm，鋼性材料許用轉(zhuǎn)速為7100r/min，允許的軸孔直徑中有20mm。以上數(shù)據(jù)均滿足要求，故適用。12、 減速器的潤滑油及潤滑方式的選擇1、齒輪潤滑此減速器裝置是采用閉式，齒輪傳動為一級圓柱展開式，其齒輪的最大線速度：=m/s=1.47m/s 12m/s。故選用機(jī)械油AN15型號（GB443-89）浸油潤滑方式，浸油深度為h=4mm，一級圓柱齒輪減速器需設(shè)一個(浸油)小齒輪以使第一級齒輪得到良好的潤滑，詳見裝配圖。2

19、、軸承潤滑滾動軸承在本設(shè)計(jì)中均采用深溝球軸承。因?yàn)樽畲簖X輪的速度=m/s=1.47m/s ,故可以采用脂潤滑，便于密封、維護(hù)、運(yùn)轉(zhuǎn)時間長且不易流失，查機(jī)械課程設(shè)計(jì)選用1號通用鋰基潤滑脂（GB 7324-87）。箱體的設(shè)計(jì) 考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則取套筒長為20mm，則該段長36mm，安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。14)df.d1.d2至外箱壁距離C115) Df.d216)凸臺高度：根據(jù)低速級軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)。17)外箱壁至軸承座端面的距離C1C2（510）18)齒輪頂圓與內(nèi)箱壁間的距離：9.6 mm 19)齒輪端面與內(nèi)箱壁間的距離：=1

20、2 mm 20)箱蓋，箱座肋厚：m1=8 mm,m2=8 mm 21)軸承端蓋外徑D（555）d3D軸承外徑(22)軸承旁連接螺栓距離：盡可能靠近，以Md1和Md3 互不干涉為準(zhǔn)，一般取SD2.13、 設(shè)計(jì)小節(jié)對一級減速器的獨(dú)立設(shè)計(jì)計(jì)算及作圖，讓我們?nèi)跁炌藱C(jī)械專業(yè)的各項(xiàng)知識,更為系統(tǒng)地認(rèn)識了機(jī)械設(shè)計(jì)的全過程，增強(qiáng)了我們對機(jī)械行業(yè)的深入了解,同時也讓我們及時了解到自己的不足，在今后的學(xué)習(xí)中會更努力地探究. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械課程當(dāng)中一個重要環(huán)節(jié)通過了4周的課程設(shè)計(jì)使我從各個方面都受到了機(jī)械設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，對機(jī)械的有關(guān)各個零部件有機(jī)的結(jié)合在一起得到了深刻的認(rèn)識。由于在設(shè)計(jì)方面我們沒有經(jīng)驗(yàn)，理論知識學(xué)的不牢固，在設(shè)計(jì)中難免會出現(xiàn)這樣那樣的問題，如：在選擇計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)件是可能會出現(xiàn)誤差，如果是聯(lián)系緊密或者循序漸進(jìn)的計(jì)算誤差會更大，在查表和計(jì)算上精度不夠準(zhǔn)在設(shè)計(jì)的過程