機械基礎(chǔ)課程設(shè)計---齒輪減速器

1、<p>　　機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計</p><p><b>　　計算說明書</b></p><p>　　設(shè)計題目: 齒輪減速器 院 系: 理學(xué)院 專 業(yè):金屬材料 指導(dǎo)老師: 成 績: </p><p><b>　

2、　目錄</b></p><p><b>　　緒論2</b></p><p><b>　　一、初步設(shè)計3</b></p><p>　　1.設(shè)計任務(wù)書3</p><p><b>　　2.原始數(shù)據(jù)3</b></p><p>　　3.

3、傳動系統(tǒng)方案的擬定3</p><p>　　二、電動機的選擇3</p><p>　　1.電動機的容量選擇3</p><p>　　2.確定電動機轉(zhuǎn)速4</p><p>　　3.電動機型號的選定4</p><p>　　三、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)6</p><p>　　1.

4、計算總傳動比6</p><p>　　2.合理分配各級傳動比6</p><p>　　3.各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩的計算6</p><p>　　四、傳動件設(shè)計計算7</p><p>　　1.帶傳動設(shè)計(普通V帶)7</p><p>　　2.齒輪傳動設(shè)計9</p><p>

5、　　五、軸的設(shè)計與校核11</p><p>　　1.輸入軸最小直徑的設(shè)計和作用力計算11</p><p>　　2.輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核12</p><p>　　3.輸出軸最小直徑的設(shè)計和作用力計算14</p><p>　　4.輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核14</p><p>　　六、 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計&

6、lt;/p><p><b>　　總結(jié)23</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　本論文主要內(nèi)容是進行一級圓柱直齒輪的設(shè)計計算，在設(shè)計計算中運用到了《機械設(shè)計基礎(chǔ)》、《機械制圖》、《工程力學(xué)》、《公差與互換性》等多門課程知識，并運用《AUTOCAD》軟件進行繪圖，因此是一個非常重要的綜合實踐環(huán)節(jié)

7、,也是一次全面的、 規(guī)范的實踐訓(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：</p><p>　　（1）培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，訓(xùn)練了綜合運用機械設(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)實際進行分析和解決工程實際問題的能力，鞏固、深化和擴展了相關(guān)機械設(shè)計方面的知識。</p><p>　?。?）通過對通用機械零件、常用機械傳動或簡單機械的設(shè)計，使我

8、們掌握了一般機械設(shè)計的程序和方法，樹立正確的工程設(shè)計思想，培養(yǎng)獨立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。</p><p>　?。?）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、計算機輔助設(shè)計方面的能力。</p><p>　　（4）加強了我們對Office軟件中Word功能的認(rèn)識和運用。</p><p><b>

9、　　初步設(shè)計</b></p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　設(shè)計課題：帶式運輸機上的一級閉式圓柱齒輪減速器。</p><p>　　設(shè)計說明：1) 運輸機連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作負(fù)荷平穩(wěn)，空載起動。</p><p>　　2) 運輸機滾筒效率為0.96，滾動軸承（一對）效率η=0.98-0

10、.99。</p><p>　　3) 工作壽命10年，每年300個工作日，每日工作16小時（大修期3年）。</p><p>　　4) 電力驅(qū)動，三相交流電，電壓380/220V</p><p>　　5) 運輸容許速度誤差為5%。</p><p><b>　　原始數(shù)據(jù)</b></p><p><

11、b>　　傳動系統(tǒng)方案的擬定</b></p><p>　　（一級展開式圓柱齒輪減速器帶式運輸機的傳動示意圖）</p><p><b>　　電動機的選擇</b></p><p>　　按照工作要求和條件，選用三相鼠籠異步電動機，Y系列，額定電壓380V。</p><p><b>　　電動機的容量選擇

12、</b></p><p>　　電動機所需的工作功率為</p><p>　　工作機所需工作功率為</p><p><b>　　因此 </b></p><p>　　由電動機至運輸帶的傳動總效率為</p><p>　　式中：分別為帶傳動、軸承、齒輪傳動、聯(lián)軸器和滾筒的傳動效率。</p&

13、gt;<p>　　取，(滾子軸承)，(齒輪精度8級，不包括軸承效率)，(齒輪聯(lián)軸器)，，則</p><p>　　所以 </p><p><b>　　確定電動機轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　滾筒軸工作轉(zhuǎn)速為</b></p><p>　　取

14、V帶傳動的傳動比，一級圓柱齒輪減速器傳動比，則總傳動比合理范圍為，故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為</p><p><b>　　電動機型號的選定</b></p><p>　　根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出有三種適用的電動機型號，因此有三種傳動比方案，如下表一：</p><p>　　綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、傳動比，可見第2方案比較適合。因此

15、選定電動機型號為Y160L-6，其主要性能如下表二：</p><p><b>　　表一：</b></p><p><b>　　表二：</b></p><p>　　電動機主要外形和安裝尺寸列于下表：</p><p><b>　　(mm)</b></p>

16、;<p>　　計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)</p><p>　　由電動機的型號Y160L-6，滿載轉(zhuǎn)速</p><p><b>　　計算總傳動比</b></p><p><b>　　總傳動比</b></p><p><b>　　合理分配各級傳動比</b></

17、p><p><b>　　由式</b></p><p>　　式中分別為帶傳動和減速器（齒輪）的傳動比。</p><p>　　為使V帶傳動外廓尺寸不致過大，初步取，則減速器傳動比為：</p><p>　　各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩的計算</p><p><b>　　各軸轉(zhuǎn)速</b>

18、</p><p><b>　?、褫S </b></p><p><b>　　Ⅱ軸 </b></p><p><b>　　滾筒軸 </b></p><p><b>　　各軸輸入功率</b></p><p><b>　　

19、Ⅰ軸 </b></p><p><b>　?、蜉S </b></p><p><b>　　滾筒軸 </b></p><p><b>　　（）</b></p><p><b>　　各軸輸入轉(zhuǎn)矩 </b></p><p

20、><b>　　電動機輸出轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　Ⅰ軸 </b></p><p><b>　?、蜉S </b></p><p><b>　　滾筒軸</b></p><p><b>　?。ǎ?lt;/b><

21、;/p><p><b>　　傳動件設(shè)計計算</b></p><p>　　帶傳動設(shè)計(普通V帶)</p><p><b>　　;</b></p><p>　　工作壽命8年,每年300個工作日，每日工作16小時；</p><p>　　單向運轉(zhuǎn)，工作負(fù)荷平穩(wěn)，空載起動。</p&g

22、t;<p><b>　　確定計算功率</b></p><p>　　查得工作情況系數(shù),則</p><p><b>　　選擇V帶型號</b></p><p><b>　　根據(jù)，，選取B型。</b></p><p><b>　　確定帶輪基準(zhǔn)直徑</b&g

23、t;</p><p>　　查表得B型V帶帶輪最小直徑，又由B型帶推薦的范圍及下表三，取，從動輪基準(zhǔn)直徑，由表三，基準(zhǔn)直徑系列取。傳動比，傳動比誤差為，故允許。</p><p>　　表三：普通V帶帶輪基準(zhǔn)直徑系列（摘自GB13575.1—92）</p><p><b>　　驗算帶的速度</b></p><p>　　帶

24、速在范圍內(nèi)，合適。</p><p>　　確定中心距和V帶基準(zhǔn)長度</p><p>　　由得</p><p><b>　　則初取中心距</b></p><p>　　初算V帶的基準(zhǔn)長度</p><p>　　查教材，對B型帶選用再計算實際中心距</p><

25、p><b>　　，取</b></p><p><b>　　驗算小帶輪上包角</b></p><p><b>　　合適。</b></p><p><b>　　確定V帶根數(shù)</b></p><p>　　由，查教材，B型單根V帶所能傳遞的基本額定功率,；查

26、教材，功率增量；包角修正系數(shù)；帶長修正系數(shù)</p><p><b>　　取根</b></p><p><b>　　確定初拉力</b></p><p><b>　　由表得</b></p><p>　　確定作用在軸上的壓軸力</p><p><b>

27、;　　帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸</b></p><p>　　由Y160L-6電動機知，其軸伸直徑d=42mm，長度L=110mm。故小帶輪軸孔直徑</p><p>　　，轂長應(yīng)小于110mm。</p><p>　　由機械設(shè)計手冊查得，小帶輪結(jié)構(gòu)為實心輪。</p><p>　　大帶輪直徑，選用輪輻式</p><p>&

28、lt;b>　　齒輪傳動設(shè)計</b></p><p>　　選擇齒輪材料及確定許用應(yīng)力</p><p>　　小齒輪選用號鋼(調(diào)質(zhì)），齒面硬度為；</p><p>　　,（表10-24）。</p><p>　　大齒輪選用號鋼（正火），齒面硬度為,</p><p><b>　　，（表10-24）&l

29、t;/b></p><p><b>　　由教材取，</b></p><p>　　按齒面接觸疲勞強度設(shè)計</p><p>　　查教材,表10-11，取載荷系數(shù)；寬度系數(shù)。</p><p><b>　　小齒輪上的轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　查教材表10-12，取<

30、;/p><p><b>　　小齒輪分度圓直徑</b></p><p>　　齒數(shù)取，則。故實際傳動比（誤差為0.2%<5%）</p><p><b>　　模數(shù)</b></p><p><b>　　齒寬，取，</b></p><p>　　查教

31、材 取</p><p><b>　　實際 ，</b></p><p><b>　　中心距</b></p><p><b>　　驗算輪齒彎曲強度</b></p><p>　　齒形系數(shù)(圖11-8)，(圖11-9)</p><p>

32、;<b>　　，</b></p><p><b>　　，安全。</b></p><p><b>　　齒輪的圓周速度</b></p><p>　　對照教材 可知選用8級精度是合宜的。</p><p><b>　　齒頂高</b></p>

33、<p><b>　　齒根高</b></p><p>　　小齒輪齒頂圓直徑</p><p><b>　　齒根圓直徑</b></p><p>　　大齒輪齒頂圓直徑 </p><p><b>　　齒根圓直徑</b></p>

34、<p><b>　　軸的設(shè)計與校核</b></p><p>　　輸入軸最小直徑的設(shè)計和作用力計算</p><p>　　小齒輪選用號鋼(調(diào)質(zhì)），齒面硬度為；</p><p>　　按扭轉(zhuǎn)強度初步設(shè)計軸的最小直徑</p><p>　　選擇45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，</p><p>　?。ń滩腜2

35、41，表10-9）</p><p>　　查教材，取c-107~118</p><p><b>　　考慮</b></p><p>　　考慮鍵槽擴大3%-5%，則為32.55—36.6mm</p><p>　　選取標(biāo)準(zhǔn)直徑 ()</p><p>　　以上計算的軸徑作為輸入軸外伸端最小

36、直徑。</p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，軸上零件的定位、固定和裝配</p><p>　　一級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面、右面均有軸肩軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別和軸承端蓋定位，采用過渡配合固定。</p><p>　　求齒輪上作用力的大小、方向</p><p>　　小齒輪分度圓直徑：

37、</p><p>　　作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：</p><p><b>　　圓周力：</b></p><p><b>　　徑向力：</b></p><p>　　輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核</p><p>　　為了滿足大帶輪的軸向定位要求，如上圖，A-B軸段右端制出

38、一軸肩，故取B-C段直徑；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑.</p><p><b>　　初步選擇滾動軸承</b></p><p>　　因軸轉(zhuǎn)速較高，且只承受徑向載荷，故選取深溝軸承。據(jù)《機械設(shè)計課程設(shè)計》定出滾動軸承型號6209。其尺寸為。故取，而因為在齒輪與軸承之間要加上甩油環(huán)，取油環(huán)寬度為15mm,又軸應(yīng)比軸承與甩油環(huán)長度之和稍短（軸不露頭），故。右端滾

39、動軸承采用軸肩進行軸向定位，由取，故取。</p><p>　　左邊甩油環(huán)采用軸肩定位，故取軸段直徑，，軸段為齒輪軸上齒輪的位置，齒寬，齒頂圓直徑。</p><p>　　據(jù)《機械設(shè)計課程設(shè)計》設(shè)計軸承蓋尺寸結(jié)構(gòu)以及軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取。</p><p><b>　　軸上零件的周向定位</b></p

40、><p>　　齒輪，小齒輪與軸的周向定位均采用平鍵連接，由教材，查表14.8-9，按，查得A型平鍵為：</p><p>　　滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為M6。</p><p><b>　　計算軸上的載荷</b></p><p>　　確定軸承的指點為位置，簡支梁的軸的支承跨距。根據(jù)軸的結(jié)

41、構(gòu)圖作出軸的計算簡圖，再作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險截面。</p><p>　　截面C處的支反力F：</p><p><b>　　水平面H上：</b></p><p><b>　　垂直面V上：，</b></p><p><b>　　彎

42、矩M： </b></p><p><b>　　水平面H上：</b></p><p><b>　　垂直面V上： </b></p><p><b>　　總彎矩：</b></p><p><b>　　軸傳遞的轉(zhuǎn)矩</b></p>

43、;<p>　　輸出軸最小直徑的設(shè)計和作用力計算</p><p>　　大齒輪選用號鋼（正火），齒面硬度為</p><p>　　按扭轉(zhuǎn)強度初步設(shè)計軸的最小直徑</p><p><b>　　，（表11-1）</b></p><p><b>　　Ⅱ軸</b></p>&

44、lt;p><b>　　考慮鍵槽</b></p><p>　　選取標(biāo)準(zhǔn)直徑</p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，軸上零件的定位、固定和裝配</p><p>　　單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，該設(shè)計潤滑方式為脂潤滑，有甩油環(huán)，齒輪一面用軸肩定位，另一面用甩油環(huán)定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承

45、分別以甩油環(huán)定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階梯狀，左軸承從左面裝入，齒輪、右軸承和聯(lián)軸器依次從右面裝入。</p><p>　　求齒輪上作用力的大小、方向</p><p>　　大齒輪分度圓直徑：</p><p>　　作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：</p><p><b>　　圓周力： </b><

46、;/p><p><b>　　徑向力：</b></p><p>　　輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核</p><p>　　查標(biāo)，選用LX4型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為2500。半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。</p><p>　　為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，如上圖，軸段左端需制出一軸肩，故取段直徑；右端用軸

47、端擋圈定位，按軸端直徑去擋圈直徑，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上，而不壓在軸的端面上，故端的長度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取。</p><p>　　初步選擇滾動軸承。因軸轉(zhuǎn)速較高，且只承受徑向載荷，故選取深溝球軸承。據(jù)《機械設(shè)計課程設(shè)計》，表定出滾動軸承型號為6211。其尺寸為。故取，左，右端滾動軸承皆采用甩油環(huán)進行軸向定位，取甩油環(huán)寬度15mm,故，。</p><p>

48、;　　取安裝齒輪處的軸端的直徑，齒輪的左端與左軸承之間采用軸肩定位，軸肩搞，取，。已知齒輪輪轂的寬度為80mm，為了是甩油環(huán)端面可靠地壓緊齒輪，此軸端應(yīng)略短于輪轂寬度，故取</p><p><b>　　軸上零件的周向定位</b></p><p>　　齒輪，半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接，據(jù)《機械設(shè)計手冊》，按</p><p><b&

49、gt;　　查得A型平鍵為</b></p><p>　　同時為了保證齒輪與軸配合良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為</p><p>　　滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為M6</p><p><b>　　軸上的載荷</b></p><p>　　確定軸承的指點為位置，簡支梁

50、的軸的支承跨距。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖，再作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險截面。</p><p>　　截面C處的支反力F：</p><p><b>　　水平面H上：</b></p><p><b>　　垂直面V上：，</b></p><p>

51、;<b>　　彎矩M： </b></p><p><b>　　水平面H上：</b></p><p><b>　　垂直面V上： </b></p><p><b>　　總彎矩：</b></p><p><b>　　軸傳遞的轉(zhuǎn)矩</b

52、></p><p><b>　　齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　據(jù)教材P199知：當(dāng)齒頂圓直徑</p><p>　　當(dāng)齒頂圓直徑da為200—500mm，可做成腹板式結(jié)構(gòu)齒輪。</p><p>　　故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)。</p><p>　　大

53、齒輪相關(guān)尺寸計算如下：</p><p><b>　　軸孔直徑 </b></p><p><b>　　輪轂直徑 </b></p><p><b>　　輪轂長度 ，取</b></p><p><b>　　輪緣厚度 ， 取</b></p>&l

54、t;p><b>　　齒全高 </b></p><p><b>　　輪緣內(nèi)徑 </b></p><p><b>　　腹板厚度 </b></p><p>　　腹板中心孔直徑 取235mm</p><p>　　腹板孔直徑 取54mm</p><p&

55、gt;<b>　　齒輪倒角 </b></p><p><b>　　C=0.2b=16</b></p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　通過課程設(shè)計，使自己對所學(xué)機械的各門課程進一步加深了理解，對于各方面知識之間的聯(lián)系有了實際的體會。同時也深深感到自己初步掌握的知識與實際需要還有很

56、大的距離，在今后還需要繼續(xù)學(xué)習(xí)和實踐。</p><p>　　本設(shè)計由于時間緊張，在設(shè)計中肯定會有許多欠缺，若想把它變成實際產(chǎn)品的話還需要反復(fù)的考慮和探討。但作為一次練習(xí)，確實給我們帶來了很大的收獲，設(shè)計涉及到機械、電氣等多方面的內(nèi)容，通過設(shè)計計算、認(rèn)證、畫圖，提高了我對機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、電動機的選用等方面的認(rèn)識和應(yīng)用能力?？傊敬卧O(shè)計讓我受益非淺，各方面的能力得到了一定的提高。</p><p&g