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1、機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書設(shè)計題目：二級直齒圓柱齒輪減速器學(xué) 院： 班 級：學(xué) 號：題 目：姓 名： 指導(dǎo)老師： 日 期: - 22 -目 錄一、設(shè)計題目：二級直齒圓柱齒輪減速器- 2 -二、傳動裝置總體設(shè)計：- 2 -三、選擇電動機- 3 -四、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比：- 4 -五、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)：- 5 -六、齒輪的設(shè)計：- 5 -七、設(shè)計V帶：- 9 -八、驗算運動誤差:- 10 -九、軸的設(shè)計：- 12 -十、聯(lián)軸器的選擇：- 21 -十一、潤滑方式的確定- 21 -十二.其他有關(guān)數(shù)據(jù)見裝配圖的明細(xì)表和手冊中的有關(guān)數(shù)據(jù)。- 21 -十三.參考資料：- 21 -

2、一、設(shè)計題目：二級直齒圓柱齒輪減速器題目：任務(wù)書I-26，1.要求：擬定傳動方案：由電動機、V帶、減速器、聯(lián)軸器、工作機構(gòu)成。2.工作條件：雙班制工作，有輕度振動，小批量生產(chǎn)，單向傳動，軸承壽命2年，減速器使用年限5年，運動帶允許誤差5%。3.已知條件：減速箱輸出軸功率3.75馬力，運輸帶卷筒轉(zhuǎn)速37r/min。二、傳動裝置總體設(shè)計：1. 組成：傳動裝置由電動機、減速器、工作機組成。2. 特點：齒輪相對于軸承不對稱分布，故 沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。3. 確定傳動方案：考慮到電動機轉(zhuǎn)速高，傳動功率大，V帶傳動平穩(wěn)，并且在傳輸帶過載時對減速箱進行保護，所以將V帶 設(shè)置在高速級。

3、其傳動方案如下：三、選擇電動機1.計算電動機所需功率P：查手冊第3頁表1-7：帶傳動效率：0.96每對軸承傳動效率：0.99圓柱齒輪的傳動效率：0.98電動機至工作機之間的傳動裝置的總效率：總=帶軸承3齒輪2=0.960.9930.982=0.8946減速箱輸出軸功率P3為：2.確定電動機轉(zhuǎn)速：查 指導(dǎo)書第7頁表1：V帶適合傳動比為24， 二級圓柱齒輪減速器適合傳動比為i=840所以電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍是：N d=nW (24)(840)= 314.243142.4r/min符合這一范圍的電動機同步轉(zhuǎn)速有：750、1000、1500、3000。根據(jù)電動機所需功率和轉(zhuǎn)速查手冊第155頁表12-1

4、有4種適用的電動機型號，因此有4種傳動比方案如下：電動機型號額定功率 KW滿載轉(zhuǎn)速r/min堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量KgY112M-2428902.22.233Y112M-4414402.22.243Y132M1-649602.02.073Y160M1-847202.02.0118綜合考慮電動機價格和傳動裝置的尺寸、重量、和帶傳動、減速器的傳動比，可見第2種方案比較合適，因此選用電動機型號為Y 112M-4，其主要參數(shù)如下：額定功率kW滿載轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速質(zhì)量ADEFGHADABHDL414401500431902860824112190245265400四、確定傳動裝置的總傳動比和分

5、配傳動比：總傳動比： V帶適合的傳動比為=24，取=3.2（因）可取，得=2.90，=4.20五、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)：將傳動裝置各 軸由高速到低速依次定為1軸、2軸、3軸1.各 軸轉(zhuǎn)速： 2.各 軸輸入功率： 3.各 軸輸出轉(zhuǎn)矩： 六、齒輪的設(shè)計：1、高速級大小齒輪的設(shè)計：材料：高速級小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為241.5HBS。高速級大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為186.5HBS。查課本第165頁表11-4得： ，。查課本第166頁表11-7得： ，查課本第168頁表11-10C圖得：，故 按齒面接觸強度設(shè)計：8級精度制造，查課本第164頁表11-3得：均勻載荷，載荷系數(shù)K=1.2（

6、有輕度振動）取齒寬系數(shù)：對于高速級齒輪 計算中心距：由課本第165頁式11-5得：中心距 : 可取210,220等 并且尾數(shù)應(yīng)圓整為0或5；動力傳動齒輪m可以取2.5,3,4等。 ， 當(dāng)取，取m2.5時， . 返算：a=210, 分度圓直徑：,齒寬： 可取 ， 高速級小齒輪：， 高速級大齒輪：， 驗算輪齒彎曲強度：查課本第167頁表11-9得：，, 按齒寬計算強度： 第一對齒輪的齒面接觸疲勞強度和齒根的彎曲疲勞強度滿足要求。2、低速級大小齒輪的設(shè)計：對于低速級齒輪，按齒面接觸強度設(shè)計：8級精度制造，查課本第164頁表11-3得：載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù)計算中心距： 由課本第165頁式11-5得：中

7、心距：所以可取230，235，240等；m可以取2.5,3,4等。當(dāng)取，m=4取時，,Z2=90返算a=242=2.903。分度圓直徑：, 齒寬: 則可取 , 驗算輪齒彎曲強度：查課本第175頁圖11-8得：Z1=31，按最小齒寬第二對齒輪的齒面接觸疲勞強度和齒根的彎曲疲勞強度滿足要求。七、設(shè)計V帶：確定V帶型號,計算PC：查課本表13-6得：雙班制工作，工作時間為16小時， 則根據(jù)=3.708KW ， 由課本圖13-15，選擇A型V帶。確定帶輪的直徑，驗算帶速：，由表13-9取=280mm驗算帶速： 帶速v在(5-25)范圍內(nèi)，合適。確定V帶基準(zhǔn)長度和中心距a并驗算包角：初選中心距由于滿足，

8、所以,取=500mm初算帶長得：查課本第202頁表13-2取Ld=1600。計算實際中心距： ，實際中心距在0.7（d1+d2）2(d1+d2)之間，合理。驗算小帶輪包角： 求V帶根數(shù)Z： 令， 查課本203頁表13-3，得 V帶傳動比： 查課本204頁表134 得：因為得因為，得查課本202頁表132得： （13-15）所以取4根A型V帶。求預(yù)拉力和作用在帶輪軸上的壓力：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： 作用在軸上壓力：。八、驗算運動誤差:實際上，誤差 減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱符號計算公式取值箱座厚度8箱蓋厚度9箱蓋凸緣厚度

9、12箱座凸緣厚度b13.5箱座底凸緣厚度23地腳螺釘直徑M24地腳螺釘數(shù)目查手冊6軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑M16蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直徑=（0.5- 0.6）M12地腳螺釘?shù)拈g距175軸承端蓋螺釘直徑=（0.4-0.5）M10視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）M8定位銷直徑=（0.70.8）10，至外箱壁的距離查手冊表112322216，至凸緣邊緣距離查手冊表1122016外箱壁至軸承端面距離=+（8-12）60大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離1.212齒輪端面與內(nèi)箱壁距離10箱蓋，箱座肋厚78軸承端蓋凸緣厚度t13九、軸的設(shè)計：1.第一根軸設(shè)計計算 : ,，材料：選用鋼調(diào)質(zhì)處理。 最小直徑的確定：根據(jù)課本第230頁

10、式14-2,取，C=113，得: 帶輪輪轂配合的軸段長取L1=40進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：查手冊62頁表6-1選用6006軸承， ，軸承寬B13mm， 徑向尺寸從左到右依次為,，。求作用在軸上的作用力：帶輪作用在軸上的壓力為：齒輪作用在軸上的水平力即周向力：齒輪作用在軸上的鉛垂力即徑向力： 由于齒輪和帶輪都對軸有作用力而產(chǎn)生彎矩，故將兩者彎矩分別求得再進行合成。求支反力：鉛垂面： 水平面 選定危險截面,截面1:靠近帶輪的軸承中心；截面2:齒輪中心:水平面： 鉛垂面： 合成彎矩圖：考慮到最不利得情況，將與M直接相加： 合成當(dāng)量彎矩圖：轉(zhuǎn)矩不變，有輕度振動，取 由合成當(dāng)量彎矩圖可知：齒輪中間面為危險截面

11、。有鍵槽，存在應(yīng)力集中，考慮將軸徑降低5%計算當(dāng)量應(yīng)力：， 查表得鋼 小于 所以第一軸設(shè)計合理。鍵的設(shè)計與校核: 根據(jù)與帶輪軸配合段，確定V帶輪選用材料為鑄鐵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，：, 綜合考慮取L=36， 查表得 合理. 2.第二根軸的設(shè)計計算：，材料：選用鋼調(diào)質(zhì)處理。最小直徑的確定：根據(jù)課本第230頁式14-2,取，C=113得：查手冊62頁表6-1選用6007軸承，B=14mm,D=62mm,d=35mm進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：徑向尺寸從左到右依次為：=35mm，=38mm, =45mm, =38mm, =35mm軸向尺寸如圖所示求作用

12、在軸上的作用力：齒輪:圓周力： 徑向力：齒輪: 圓周力：徑向力：求軸承支反力X平面: Y平面: 選定危險截面,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。求齒輪產(chǎn)生得彎矩： 合成當(dāng)量彎矩圖： 轉(zhuǎn)矩不變，有輕度振動，取 各彎矩圖如下:由合成當(dāng)量彎矩圖可知:高速級齒輪軸段為危險截面.計算當(dāng)量應(yīng)力：截面1，3有鍵槽,軸徑減少5%,查表得45鋼 當(dāng)量應(yīng)力小于許用應(yīng)力 所以第二根軸設(shè)計合理。鍵的設(shè)計與校核: 根據(jù)高速級齒輪軸段直徑，故軸段上采用普通A型鍵:108 取l=50，T= 查表得 合理. 根據(jù)低速級齒輪配合處軸段，在30-38之間,故軸段上采用普通A型鍵: 綜合考慮取l=50，

13、 查表得 合理. 3.從動軸的設(shè)計：，材料：選用鋼調(diào)質(zhì)處理。計算最小軸段直徑:因為軸主要承受轉(zhuǎn)矩作用，所以按扭轉(zhuǎn)強度計算，取C=110,由式14-2得：取,該軸段與聯(lián)軸器相聯(lián)。各軸段結(jié)構(gòu)設(shè)計:徑向尺寸從左到右依次為：=55mm，=60mm, =66mm, =60mm, =55mm，=50mm，=48mm求作用在軸上的作用力：齒輪作用在軸上的圓周力： 徑向力：聯(lián)軸器的附加動載荷求支反力：選定危險截面,截面1:齒輪中心合成當(dāng)量彎矩圖：轉(zhuǎn)矩不變，有輕度振動，取 計算當(dāng)量應(yīng)力：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%：， 小于查表得鋼 所以第三根軸安全。彎矩及軸的受力分析圖如下：鍵

14、的設(shè)計與校核：因為裝聯(lián)軸器查表選鍵為，選鍵長為L=60mm校核裝齒輪查表選鍵為，因為初選鍵長為L=50mm校核十、聯(lián)軸器的選擇：計算聯(lián)軸器所需的轉(zhuǎn)矩： 查課本269表17-1取 查手冊9選用型號為GY6、GYS6、GYH6的剛性聯(lián)軸器。十一、潤滑方式的確定：因為傳動裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號潤滑，裝至規(guī)定高度。已知：=734mm，=170mm，因為齒輪的速度很慢，所以可以達到齒輪半徑的。所以計算可得=49mm。故可得油的體積為：十二.其他有關(guān)數(shù)據(jù)見裝配圖的明細(xì)表和手冊中的有關(guān)數(shù)據(jù)。十三.參考資料：機械設(shè)計課程設(shè)計手冊(第二版)清華大學(xué) 吳宗澤，北京科技大學(xué) 羅圣國主編。機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書（第二版）羅圣國，李平林等主編。機械設(shè)計基礎(chǔ)（第四版）課本楊可楨 程光蘊 主編。