課程設計---二級展開式圓柱齒輪減速器

1、<p>　　二級展開式圓柱齒輪減速器</p><p><b>　　一.設計題目</b></p><p>　　設計一用于卷揚機傳動裝置中的兩級圓柱齒輪減速器。輕微震動，單向運轉，在室內常溫下長期連續(xù)工作。卷筒直徑D=500mm,運輸帶的有效拉力F=10000N, 卷筒效率=0.96,運輸帶速度,電源380V,三相交流.</p><p>

2、　　二.傳動裝置總體設計：</p><p>　　1. 組成：傳動裝置由電機、減速器、工作機組成。</p><p>　　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。</p><p>　　3. 確定傳動方案：考慮到電機轉速高，傳動功率大，將V帶設置在高速級。 其傳動方案如下：</p><p><b>

3、;　　三．選擇電動機</b></p><p>　　1.選擇電動機類型：</p><p>　　按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動機，封閉型結果，電壓380V，Y型。</p><p>　　2.選擇電動機的容量</p><p>　　電動機所需的功率為： KW</p><p><b>　　KW&

4、lt;/b></p><p>　　所以 KW</p><p>　　由電動機到運輸帶的傳動總功率為</p><p>　　—帶傳動效率：0.96</p><p>　　—每對軸承的傳動效率：0.99</p><p>　　—圓柱齒輪的傳動效率：0.96</p>&

5、lt;p>　　—聯(lián)軸器的傳動效率：0.99</p><p>　　—卷筒的傳動效率：0.96</p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　所以 KW</b></p><p><b>　　3.確定電動機轉速</b></p><p

6、><b>　　卷筒的工作轉速為</b></p><p><b>　　r/min</b></p><p>　　查指導書第7頁表1：取V帶傳動的傳動比；二級圓柱齒輪減速器傳動比，所以總傳動比合理范圍為，故電動機轉速的可選范圍是：</p><p><b>　　r/min</b></p>

7、<p>　　符合這一范圍的同步轉速有750、1000和1500r/min。</p><p>　　根據(jù)容量和轉速，由有關手冊查出有三種適用的電動機型號，因此有四種傳動比方案如下：</p><p>　　綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量和帶傳動、減速器的傳動比，可見第二方案比較適合。因此選定電動機型號為Y132M1-6，其主要參數(shù)如下；</p><p>　　

8、四.確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比：</p><p><b>　　總傳動比：</b></p><p>　　分配傳動比：取，則，，取，經(jīng)計算=4.47</p><p>　　注：為帶傳動比，為高速級傳動比，為低速級傳動比。</p><p>　　五.計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)：</p><p>　

9、　將傳動裝置各軸由高速到低速依次定為1軸、2軸、3軸、4軸；</p><p>　　，，，—依次為電機與軸1，軸1與軸2，軸2與軸3，軸3與軸4之間的傳動效率。</p><p>　　1.各軸轉速：r/min</p><p><b>　　r/min</b></p><p><b>　　r/min </b>

10、;</p><p><b>　　== r/min</b></p><p>　　2.各軸輸入功率：KW </p><p><b>　　KW </b></p><p><b>　　KW </b></p><p><b>　　KW

11、</b></p><p><b>　　3.各軸輸入轉矩：</b></p><p>　　1-3軸的輸出功率、輸出轉矩分別為各軸的輸入功率、輸入轉矩乘軸承傳動效率0.99。</p><p>　　運動和動力參數(shù)結果如下表：</p><p>　　六.設V計帶和帶輪：</p><p><b

12、>　　1.設計V帶</b></p><p><b>　?、俅_定V帶型號</b></p><p>　　查機械設計基礎課本表 13-6得：=1.3，則 KW，又=960r/min,由圖13-15確定選取A型普通V帶，取=125，，取=0.02，標準化得=375</p><p><b>　?、隍炈銕伲簃/s</b&

13、gt;</p><p>　?、鄞_定帶的基準長度： </p><p>　　取=1.2（+）=1.2（125+375）=600</p><p>　　mm,由表13-2選取=2000</p><p><b>　　④確定實際中心距a</b></p><p><b>　　mm</b>&

14、lt;/p><p><b>　　⑤驗算小帶輪包角</b></p><p>　?、抻嬎鉜帶的根數(shù)Z：</p><p>　　由表13-3查得KW，由表13-5查得=0.95，由表13-2查得=1.03</p><p>　　由表13-4查得=0.11KW，則V帶的根數(shù)</p><p><b>　　

15、因此取Z=3</b></p><p>　?、哂嬎阕饔迷趲л嗇S上的載荷</p><p>　　由表13-1查得A型V帶單位長度質量q=0.1Kg/m,所以單根V帶張緊力</p><p><b>　　故作用在軸上載荷</b></p><p><b>　　七.齒輪的設計：</b></p&g

16、t;<p>　　1.高速級大小齒輪的設計</p><p>　　1）選擇齒輪材料：大小齒輪都選用45鋼，小齒輪調質處理，硬度230，大齒輪正火處理，硬度210。</p><p><b>　　2）確定許用應力：</b></p><p><b>　　a.許用接觸應力：</b></p><p>

17、;　　查精密機械設計課本表11-7得</p><p><b>　　=570，</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　故應按接觸極限應力較低的計算，即只需求出。</p><p>　　對于調質處理的齒輪，=1.1</p><p><b>　

18、　b.許用彎曲應力：</b></p><p><b>　　由表11-10知</b></p><p><b>　　=190</b></p><p><b>　　取=1.4， </b></p><p><b>　　所以</b></p>

19、<p>　　3）根據(jù)接觸強度設計：9級精度制造，載荷系數(shù)K=1.2，取齒寬系數(shù)，測中心距</p><p><b>　　選定=30,</b></p><p>　　b==119.5mm</p><p><b>　　4）驗算彎曲應力</b></p><p>　　由圖8-44查得,x=0<

20、/p><p><b>　　=30，=2.60</b></p><p>　　=209，=2.14</p><p>　　,故應計算大齒輪的彎曲應力，</p><p><b>　　，彎曲強度足夠。</b></p><p>　　2.低速級大小齒輪的設計：</p><p

21、>　?、冽X輪材料的選擇：小齒輪選用35MnB調質，硬度260HBS，</p><p>　　大齒輪選用SiMn調質，硬度225HBS。</p><p><b>　　②確定許用應力：</b></p><p><b>　　a.許用接觸應力：</b></p><p><b>　　查表8-10

22、得</b></p><p><b>　　=700</b></p><p>　　故應按接觸極限應力較低的計算，即只需求出。</p><p>　　對于調質處理的齒輪，=1.1</p><p><b>　　b.許用彎曲應力：</b></p><p><b>　

23、　由表8-11知</b></p><p><b>　　=240</b></p><p><b>　　取=1.3</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　?、鄹鶕?jù)接觸強度設計：</p><p><b>　　

24、取K=1.2，齒寬</b></p><p>　　取=,，故實際傳動比i=</p><p><b>　　模數(shù) </b></p><p><b>　　=298mm</b></p><p><b>　　B=mm 取</b></p><p>

25、<b>　?、茯炈銖澢鷳Γ?lt;/b></p><p>　　由圖8-44查得,x=0</p><p><b>　　=2.63</b></p><p><b>　　=2.16</b></p><p><b>　　〈</b></p><p&g

26、t;<b>　　〈</b></p><p><b>　　彎曲強度足夠。 </b></p><p>　　八．減速器機體結構尺寸如下：</p><p><b>　　九．軸的設計：</b></p><p><b>　　1．高速軸的設計：</b></p&g

27、t;<p>　?、俨牧希哼x用45號鋼調質處理，查表10-2取=35，C=100</p><p>　?、诟鬏S段直徑的確定：</p><p>　　由，p=3.65,則</p><p>　　，因為裝小帶輪的電動機軸徑，又因為高速軸第一段軸徑裝配大帶輪，且，查手冊表7-7，取=36,=60mm,</p><p>　　因為大帶輪靠軸肩定位

28、，所以取=40,=58，</p><p>　　段裝配軸承，取=45，選用6309軸承，=28，</p><p>　　段是定位軸承，取=50，根據(jù)箱體內壁線確定后再確定。</p><p>　　段裝配齒輪直徑：判斷是否做成齒輪軸</p><p>　　查手冊得=3.3，得e=2.2<,因此做成齒輪軸. 此時齒寬為30。

29、 </p><p>　　裝配軸承所以==45，==28</p><p>　　2.校核該軸和軸承：=75，=215，=100</p><p>　　作用在齒輪上的圓周力為：</p><p><b>　　徑向力為</b&

30、gt;</p><p>　　作用在軸1帶輪上的外力： </p><p>　　①求垂直面的支承反力：</p><p>　?、谇笏矫娴闹С蟹戳Γ?lt;/p><p><b>　　由得</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b

31、>　　N</b></p><p>　?、矍驠在支點產生的反力：</p><p><b>　?、芾L制垂直面彎矩圖</b></p><p><b>　?、堇L制水平面彎矩圖</b></p><p>　?、蘩L制F力產生的彎矩圖</p><p><b>　　

32、⑦求合成彎矩圖：</b></p><p>　　考慮最不利的情況，把與直接相加</p><p>　?、嗲笪ｋU截面當量彎矩：</p><p>　　從圖可見，m-m處截面最危險，其當量彎矩為：（取折合系數(shù)）</p><p>　　⑨計算危險截面處軸的直徑</p><p>　　因為材料選擇調質，查課本226頁表14-

33、1得，查課本231頁表14-3得許用彎曲應力，則：</p><p>　　因為，所以該軸是安全的。</p><p>　　3彎矩及軸的受力分析圖如下：</p><p><b>　　4鍵的設計與校核:</b></p><p>　　根據(jù)，確定V帶輪選鑄鐵HT200，參考教材表10-9,由于在范圍內，故軸段上采用鍵：, </

34、p><p><b>　　采用A型普通鍵:</b></p><p>　　鍵校核.為=60mm綜合考慮取=50mm。查課本155頁表10-10，，所選鍵為：強度合格。</p><p><b>　　中間軸的設計：</b></p><p>　?、俨牧希哼x用45號鋼調質處理，查表14-2取=35，C=100<

35、;/p><p>　?、诟鬏S段直徑的確定：</p><p>　　由, p=3.47,則</p><p><b>　　,</b></p><p>　　段要裝配軸承，查課本11-15取=40，選用6309軸承，=40，</p><p>　　裝配低速級小齒輪，且取=45，=128，</p>&l

36、t;p>　　段主要是定位高速級大齒輪，取=60，=10，</p><p>　　裝配高速級大齒輪，取=45，=82</p><p>　　段要裝配軸承，取=40，=43</p><p>　?、?.校核該軸和軸承：=75，=115，=95</p><p>　　作用在2、3齒輪上的圓周力：</p><p><b&g

37、t;　　N</b></p><p><b>　　徑向力：</b></p><p><b>　　求垂直面的支反力</b></p><p><b>　　計算垂直彎矩：</b></p><p><b>　　求水平面的支承力：</b></p>

38、;<p>　　計算、繪制水平面彎矩圖：</p><p>　　求危險截面當量彎矩：</p><p>　　從圖可見，m-m,n-n處截面最危險，其當量彎矩為：（取折合系數(shù)）</p><p>　　計算危險截面處軸的直徑：</p><p><b>　　n-n截面: </b></p><p>

39、<b>　　m-m截面: </b></p><p>　　由于，所以該軸是安全的。</p><p>　?、軓澗丶拜S的受力分析圖如下</p><p><b>　　⑤鍵的設計與校核</b></p><p>　　已知參考教材表10-11，由于所以取</p><p>　　查課本155頁

40、表10-10得</p><p>　　取鍵長為120.取鍵長為80，</p><p>　　根據(jù)擠壓強度條件，鍵的校核為：</p><p><b>　　所以所選鍵為: </b></p><p><b>　　從動軸的設計：</b></p><p>　?、俨牧希哼x用45號鋼調質處理

41、，查表10-2取=34，C=112</p><p><b>　?、诖_定各軸段直徑</b></p><p>　　考慮到該軸段上開有鍵槽，因此取，=150。</p><p>　　裝配軸承，選用6212軸承,取=80,查手冊第85表7-2，此尺寸符合軸承蓋和密封圈標準。</p><p>　　靠軸定位,取=85,=45</

42、p><p><b>　　取=90,=90</b></p><p><b>　　取=110,=13</b></p><p>　　裝配軸承, 選用60114軸承,取=90,=125</p><p>　　向心滾子軸承,去=85,=46</p><p>　?、坌：嗽撦S和軸承:=98,=2

43、10,=115</p><p>　　作用在齒輪上的圓周力： </p><p><b>　　徑向力：</b></p><p><b>　　求垂直面的支反力：</b></p><p><b>　　計算垂直彎矩：</b></

44、p><p><b>　　.m</b></p><p><b>　　求水平面的支承力。</b></p><p>　　計算、繪制水平面彎矩圖。</p><p>　　求F在支點產生的反力</p><p>　　求F力產生的彎矩圖。</p><p>　　F在a處產生

45、的彎矩：</p><p><b>　　求合成彎矩圖。</b></p><p>　　考慮最不利的情況，把與直接相加。</p><p>　　求危險截面當量彎矩。</p><p>　　從圖可見，m-m處截面最危險，其當量彎矩為：（取折合系數(shù)）</p><p>　　計算危險截面處軸的直徑。</p&g

46、t;<p>　　因為材料選擇調質，查課本226頁表14-1得，查課本231頁表14-3得許用彎曲應力，則：</p><p>　　=75>d,所以該軸是安全的。</p><p>　　④彎矩及軸的受力分析圖如下：</p><p><b>　?、捩I的設計與校核：</b></p><p>　　因為d1=75,

47、查課本153頁表10-9選鍵為查課本155頁表10-10得</p><p>　　初選鍵長為130,校核所以所選鍵為: </p><p>　　裝聯(lián)軸器的軸直徑為70, 查課本153頁表10-9選鍵為查課本155頁表10-10得</p><p>　　初選鍵長為100,校核所以所選鍵為:</p><p>　　十.輸出軸聯(lián)軸器的選擇：</p&g

48、t;<p>　　計算聯(lián)軸器所需的轉矩： 查課本269表17-1取</p><p>　　,查手冊1011頁,選用安全銷彈性塊聯(lián)軸器</p><p><b>　　KLA4.</b></p><p>　　十一. 減速器的各部位附屬零件的設計.</p><p>　　(1)窺視孔蓋與窺視孔：</p>&

49、lt;p>　　在減速器上部可以看到傳動零件嚙合處要開窺視孔, 大小只要夠手伸進操作可。</p><p>　　以便檢查齒面接觸斑點和齒側間隙,了解嚙合情況.潤滑油也由此注入機體內.</p><p><b>　　(2)放油螺塞</b></p><p>　　放油孔的位置設在油池最低處，并安排在不與其它部件靠近的一側，以便于放</p>

50、<p>　　油，放油孔用螺塞堵住并加封油圈以加強密封。</p><p><b>　　(3)油標</b></p><p>　　油標用來檢查油面高度，以保證有正常的油量.因此要安裝于便于觀察油面及油面穩(wěn)定之處即低速級傳動件附近；用帶有螺紋部分的油尺，油尺上的油面刻度線應按傳動件浸入深度確定。</p><p><b>　　(4

51、)通氣器</b></p><p>　　減速器運轉時，由于摩擦發(fā)熱,機體內溫度升高，氣壓增大，導致潤滑油從縫隙向外滲漏,所以在機蓋頂部或窺視孔上裝通氣器，使機體內熱空氣自由逸處，保證機體內外壓力均衡，提高機體有縫隙處的密封性，通氣器用帶空螺釘制成.</p><p><b>　　(5)啟蓋螺釘</b></p><p>　　為了便于啟蓋，

52、在機蓋側邊的邊緣上裝一至二個啟蓋螺釘。在啟蓋時，可先擰動此螺釘頂起機蓋；螺釘上的長度要大于凸緣厚度，釘桿端部要做成圓柱形伙半圓形，以免頂壞螺紋；螺釘直徑與凸緣連接螺栓相同。</p><p>　　在軸承端蓋上也可以安裝取蓋螺釘,便于拆卸端蓋.對于需作軸向調整的套環(huán),裝上二個螺釘,便于調整.</p><p><b>　　6）定位銷</b></p><p

53、>　　為了保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機體聯(lián)接凸緣的長度方向兩端各安置一個圓錐定位銷。兩銷相距盡量遠些，以提高定位精度。如機體是對稱的,銷孔位置不應對稱布置.</p><p>　　(7)環(huán)首螺釘、吊環(huán)和吊鉤</p><p>　　為了拆卸及搬運，應在機蓋上裝有環(huán)首螺釘或鑄出吊鉤、吊環(huán)，并在機座上鑄出吊鉤。</p><p><b>　　(

54、8)調整墊片</b></p><p>　　用于調整軸承間隙,有的起到調整傳動零件軸向位置的作用.</p><p><b>　　(9)密封裝置</b></p><p>　　在伸出軸與端蓋之間有間隙,必須安裝密封件,以防止漏油和污物進入機體內.</p><p>　　十二. 潤滑方式的確定</p>&