1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)課題.名稱一級員柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算系別機(jī)械系專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造班級17機(jī)制17701班姓名學(xué)口， 號指導(dǎo)老師完成日期2018年6月27日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(jì)算3.1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(jì)算第四章齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算（包括小齒輪和大齒輪）4.1齒輪材料和熱處理的選擇 4.2齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸4.2.2齒輪彎曲強(qiáng)度校核4.2.3齒輪幾何尺寸的確

2、定4.3齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第五章軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（從動軸）5.1軸的材料和熱處理的選擇5.2軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.2.1按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑522軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.2.3軸的強(qiáng)度校核第六章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1軸承的選擇及校核 6.2鍵的選擇計(jì)算及校核 6.3聯(lián)軸器的選擇第七章 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(jì)算7.1潤滑的選擇確定7.2密封的選擇確定7.3減速器附件的選擇確定7.4箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算第八章總結(jié)參考文獻(xiàn)第一章 緒 論本論文主要內(nèi)容是進(jìn)行一級圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算， 在設(shè)計(jì)計(jì)算中運(yùn)用到 了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制圖、工程力學(xué)、公差與互換性等多門課程

3、 知識，并運(yùn)用 AUTOCAD 軟件進(jìn)行繪圖，因此是一個(gè)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(gè)方面：1）培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練了綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)，使我們掌握了一般機(jī)械設(shè)計(jì)的程序和方法，樹立正確的工程設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科 學(xué)的工程設(shè)計(jì)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

4、的能力以及計(jì)算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的能力。（4）加強(qiáng)了我們對Office軟件中Word功能的認(rèn)識和運(yùn)用。第二章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明2.1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。2.2主要技術(shù)參數(shù)說明輸送帶的最大有效拉力F=1150N,輸送帶的工作速度V=1.6 m/s,輸送機(jī)滾筒直徑D=260mm。2.3傳動系統(tǒng)工作條件帶式輸送機(jī)在常溫下連續(xù)工作、單向運(yùn)轉(zhuǎn)；空載起動，工作載荷較平穩(wěn)；兩班制（每班工作8小時(shí)），要求減速器設(shè)計(jì)壽命為8年，大修期為3年，中批量生產(chǎn)；三相交流電源的電壓為 380/220V。2.4傳動系統(tǒng)方案的選擇減速

5、黠電動機(jī)帛朕軸器滾筒圖1帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)簡圖計(jì)算及說明結(jié)果第三章減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)3.1減速器結(jié)構(gòu)本減速器設(shè)計(jì)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=1150X 1.6/1000=1.84kw（二）總效率總_ 2總=帶 齒輪 聯(lián)軸器 滾筒 軸承2= 0.96 0.98 0.99 0.96 0.99 = 0.876（三）所需電動機(jī)功率PdPdPw/ 總 1.84/0.8762.100(KW)電動機(jī) 選用：Y100L2-4查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊得 Ped = 3 kw電動機(jī)選用丫112M-4n 滿=1420 r/min3.3傳動比分配工作機(jī)

6、的轉(zhuǎn)速n=60X 1000v/ （ D=60X 1000 X 1.6/(3.14 X 260) =117.589r/mi ni 總n 滿/n 1420/117.589 12.076(r/mi n)則 i齒i總/i帶 12.076/3 4.0253.4動力運(yùn)動參數(shù)計(jì)算i 齒=4.025（一）轉(zhuǎn)速nn0 = n 滿=1420 (r/min )n I = n。/ i帶 =門滿 / i帶=1420/3=473.333( r/min )m =nI /i 齒=473.333/4.025=117.589( r/min )n山=nil =117.589 (r/min )（二）功率PoPdl.612(kw)P0

7、帶 2.100 0.941.974(kw)P2P1齒輪軸承 1.974 0.98 0.991.916(kw)P3P2聯(lián)軸器軸承1.9160.99 0.991.875(kw)（三）轉(zhuǎn)矩TT09550P0/ n09550 2.100/1420=14.126(N. m)T1T0 帶i帶14.126 0.96 3 40.684(N m)T2T1 齒輪軸承 i 齒 40.684 0.98 0.99 4.025=158.872(N . m)T3T2聯(lián)軸器軸承i齒帶158.872 O." O." 1=155.710(N. m)軸號功率P/kWN/(r.min ")T/(N -

8、m)i02.100142014.12630.9611.974473.33340.68421.916117.589158.8724.0250.9731.875117.589155.71010.98將上述數(shù)據(jù)列表如下:第四章齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1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 = 1904.2齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊查得H lim1580M Pa, h lim 2530M Pa ,SHlim = 1Fiim1 215M Pa, F lim 2200 MP a , Sf l

9、im 1n1 /n2473.333/117.5894.025由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊查得ZN1 = ZN2 = 1YN1 = YN2 = 1.1-H lim1ZN1田 H1SH lim580 1580 MPa1H lim 2ZN2 H 2Sh lim530 11530 MPaF lim 1 YN12151 .1F1 Sf lim1244 MPaF lim 2YN 2200 1 . 1F 2 SF lim1204M Pa（一）小齒輪的轉(zhuǎn)矩T I9550R/ n,9550 1.974/473.37742.379(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

10、布置。查機(jī)械原理與機(jī)械零件教材中表得，取 K = 1.1（三）計(jì)算尺數(shù)比=4.025（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。查機(jī)械原理與機(jī)械零件教材中表得，取d = 1（五）計(jì)算小齒輪分度圓直徑di3 rKTi(u1) d1766 3 f1 5302 4.0251.1 40.684 (4.025 1) =766 彳=44.714( mm)（六）確定齒輪模數(shù)4.025112.343 mmm =(0.0070.02)a = (0.0070.02) X 185.871取m=2（七）確定齒輪的齒數(shù) 乙和z2rd144.714Z1m h22.36 取 Z1 = 24Z2 Z14.02

11、52496.6 取 Z2 = 96Z1 = 24Z2 = 96（八）實(shí)際齒數(shù)比Z2960.006乙 24齒數(shù)比相對誤差A(yù) <± 2.5% 允許（九）計(jì)算齒輪的主要尺寸d1 mZ12 2448( mm)di =48mmd2 mZ22 96192(mm)d2 =192mma=120mm齒輪寬度B2dd1 i 4848(mm)11中心距 a - d1 d 2- 48192120 mm22（十）計(jì)算圓周轉(zhuǎn)速V并選擇齒輪精度Bi=57mmB2=48mmdiniV3.14 48 473.3331.189 m/s60 1000 60 1000查表應(yīng)取齒輪等級為9級,V=i.i890(m/s)

12、 定為IT7Bi = B2 + (5 10) = 53 58(mm)取 Bi =57 (mm)但根據(jù)設(shè)計(jì)要求齒輪的精度等級為 7級。4.2.2齒輪彎曲強(qiáng)度校核由4 . 2 . 1中的式子知兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力F1244 MPaF2 204 MPa（二）計(jì)算兩齒輪齒根的彎曲應(yīng)力由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊得Yfi =2.63Y f2=2.19比較Yf / F的值Yfi / fi=2.63/244=0.0108>Yf2/ f2=2.19/204=0.0107計(jì)算大齒輪齒根彎曲應(yīng)力為2000KT1 Yfj2000 101.741 2.63F1 2B2m Z266 32240.952(M Pa)f1齒輪的

13、彎曲強(qiáng)度足夠4.2.3齒輪幾何尺寸的確定齒頂圓直徑da 由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊得 ha =1 c = 0.25da1 d12ha1Z1 2ha m (24 2 1) 2 54(mm)強(qiáng)度足夠dai=54mmda2 d22ha2乙2ham (96 2 1) 2 196(mm)da2 =196m齒距P = 2X 3.14=6.28(mm)齒根高h(yuǎn)fh a cm 2.5(mm)齒頂高h(yuǎn)ah am 122(mm)df1 d1 2hf4822.543(mm)d f2 d2 2hf1922 2.5 187(mm)4.3齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)算如下：軸

14、孔直徑d= 50(mm)輪轂直徑D1=1.6d=1.6X 50=80(mm)輪轂長度L B266(mm)輪緣厚度S 0 = (34)m = 68(mm)取 0 =8輪緣內(nèi)徑D 2 = d a 2 -2h-20 =196-2 X 4.5-2X 8齒根圓直徑d fh=4.5mm S=3.14mm P=6.28mm hf=2.5mm ha=2mm df1 =43mm df2=187mm取 c=15(mm)D 0 =0.5(D1+ D2)=0.5(170+80)=125(mm)=171(mm)取 D2 = 170(mm)腹板厚度 c=0.3 B2=O.3X 48=14.4腹板中心孔直徑腹板孔直徑 d

15、0 =0.25 ( D2-D1) =0.25 (170-80)=22.5(mm)取 d0=20(mm)齒輪倒角 n=0.5m=0.5X 2=1齒輪工作如圖2所示:"1III 礙':第五章軸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1軸的材料和熱處理的選擇由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊中的圖表查得 選45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB217255b =650M Pas =360MPa1 =280MPa5.2軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.2.1按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑3 3 ID2=32mm從動軸 d2=cjn2=115 需|7=29.35 考慮鍵槽 d2 =29.35X 1.05=30.82選取標(biāo)準(zhǔn)直徑d2 =32 mm5.

16、2.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時(shí)考慮到強(qiáng)度的原則, 主動軸和從動軸均設(shè)計(jì)為階梯軸。5.2.3軸的強(qiáng)度校核從動軸的強(qiáng)度校核圓周力Ft =20007 =2000X 158.872/192=1654.92d2徑向力Fr = Ftta n=1654.92X tan20° =602.34由于為直齒輪，軸向力Fa=0 作從動軸受力簡圖：（如圖3所示）從動軸水平面彎矩aRARHARvA垂直面彎矩合力彎矩扭矩危險(xiǎn)截面 當(dāng)量彎矩2RB 1砂4RHBFt51.CNrA FtRvB-th3,S2Nr.,04 Nnl：y.4?Nr從動軸受力簡圖計(jì)算及說明結(jié)果L=110mmRha =

17、 Rhb =0.5 Ft =0.5X 1654.92=827.46( N)M HC =0.5 Rha L=827.46X 110X 0.5/1000=51.72( N m)Rva = Rvb =0.5 Fr =0.5X 602.34 =301.17(N m)MVC =0.5 Rva L=501.17X 110X 0.5/1000=36.4(N m)轉(zhuǎn)矩 T=158.872(N m)校核Mc = = J51.722 18.822 =55.04(N m)Me = jMc2 aT2=j55.0420.6 158.872 2 =118.42(N m)由圖表查得， 1 b =55 MPa d> 1

18、0 / Me =10 J 118.42 =29.21(mm)V0.11 b V 0.1* 55考慮鍵槽 d=29.21mm < 45mm則強(qiáng)度足夠第六章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1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(jì)手冊選擇6207 2從動軸 承2個(gè)(GB/T276-1993)從動軸承 6209 2 個(gè)(GB/T276-1993)壽命計(jì)劃:兩軸承受純徑向載荷P= F r =602.34X= 1Y=0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,=106ftCrL10h60n2P10660 1

19、17.589325.6 1 1000 “cc “=10881201602.34預(yù)期壽命為：8年,兩班制L=8 X 300 X 16=38400<L10h軸承壽命合格6.2鍵的選擇計(jì)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10 X 40GB/T1096 2003, b=16, L=50 , h=10,選 45 號鋼，其許用擠壓力p =100 MPaFtp=in4000TI4000 血872 =82.75< p hld 8 30 32p從動軸 外伸端 鍵10 X40GB/1096 2003則強(qiáng)度足夠,合格（二）與齒輪聯(lián)接處d=50m m,考慮鍵槽在軸中部安裝，故同4

20、000Ti與齒輪 聯(lián)接處 鍵14 X52GB/T10962003一方位母線上，選鍵 14X 52 GB/T1096 2003,b=10mm,L=45mm , h=8mm ,選45號鋼，其許用擠壓應(yīng)力p =100 MPap = =400= 4000 158.872 =45.392< 卩h l hld8 35 50則強(qiáng)度足夠，合格6.3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 =955° 譽(yù)=9550T1758r =202.290選用TL8型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉(zhuǎn)矩Tn =250，Tc<Tn。采用丫型軸

21、孔，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)選用TL8 型彈性 套住聯(lián)軸器型號公稱 轉(zhuǎn)矩T/(N -m)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TL625033003582160HT200Y型A型第七章 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(jì)算及裝配圖7.1潤滑的選擇確定7.1.1潤滑方式1.齒輪V=1.2vv 12 m/s應(yīng)用噴油潤滑，但考慮成本及需要，選用浸油潤滑2.軸承采用潤滑脂潤滑7.1.2潤滑油牌號及用量齒輪浸油 潤滑軸承脂 潤滑齒輪用150號機(jī)械油2.

22、軸承潤滑選用2L 3型潤滑脂，用油量為軸承間隙的1/31/2為宜軸承用2L3 型潤滑脂1.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7.2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的間隙，由于 V<3 (m/s),故選用半粗羊毛氈加以密封4. 軸承靠近機(jī)體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M(jìn)入軸承內(nèi)部7.3減速器附件的選擇確定列表說明如下:名稱功用數(shù)量材料規(guī)格M6 X 16安裝端蓋螺栓Q23512螺栓安裝端蓋24