一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

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1、 目錄 一、 電動(dòng)機(jī)的選擇及其傳動(dòng)比的分配 1 1.1選擇電動(dòng)機(jī) 1 1.1.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型 1 1.1.2選擇電動(dòng)機(jī)功率 1 1.1.3選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 1 1.2傳功比的分配 2 二、 V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 3 2.1確定計(jì)算功率 3 2.2選取V帶型號(hào) 3 2.3確定帶輪直徑 3 2.5確定帶根數(shù) 4 2.6確定初拉力 4 2.7計(jì)算壓軸力 4 三、 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 5 3.1選擇齒輪材料，并確定許用應(yīng)力 5 3.2按接觸強(qiáng)度初步確定齒輪的主要參數(shù) 5 3.3驗(yàn)算齒根的彎曲應(yīng)力 6 3.4齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸 6 四、 軸的初步設(shè)計(jì)計(jì)算 6 五、

2、箱體的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 六、 鍵的設(shè)計(jì) 8 七、 軸承的選擇 8 八、 計(jì)算軸的強(qiáng)度校核 8 8.1主動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 8 8.2從動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 10 九、 滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算 11 9.1主動(dòng)軸承6208壽命計(jì)算 11 9.2從動(dòng)軸承6210壽命計(jì)算 11 十、 聯(lián)軸器的選擇 12 十一、 參考文獻(xiàn) 12 計(jì)算及說明 結(jié)果 1、 電動(dòng)機(jī)的選擇及其傳動(dòng)比的分配 1.1選擇電動(dòng)機(jī) 1.1.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型 按已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電機(jī)。 1.1.2選擇電動(dòng)機(jī)功率 已知工作參數(shù)T=305(Nm）

3、，=120r/min， 由可計(jì)算得， 工作機(jī)所需功率==3.83kw。 工作機(jī)實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率= 其中 查表得：為V帶輪的傳動(dòng)效率為0.96 為滾動(dòng)軸承的效率為0.99 為直齒齒輪的傳動(dòng)效率為0.97 為聯(lián)軸器的效率為0.99 故 ==4.25kw 1.1.3選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 已知=120r/min 按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取單級(jí)齒輪傳動(dòng)比范圍，取V帶傳動(dòng)比，則總傳動(dòng)比合理范圍為。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為=（720~2400）r/min之間 查表得符合這一范圍

4、的同步轉(zhuǎn)速有750r/min、1000r/min、1500r/min,再根據(jù)計(jì)算出的容量，查表可得下三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)： 方案 電動(dòng)機(jī) 型號(hào) 額電功率 /kw 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 總傳動(dòng)比 帶 齒輪 1 Y160M1-8 4 750 720 9.42 3 3.14 2 Y132M1-6 4 1000 960 12.5 2.8 4.5 3 Y112M1-4 4 1500 1440 18.8 3.5 5.38 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量以及帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比，比較三個(gè)方案可知：

5、方案1的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，外廓尺寸及重量較大，價(jià)格較高，雖然總傳動(dòng)比不大，但因電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，導(dǎo)致傳動(dòng)裝置尺寸較大。方案3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高，但總傳動(dòng)比大，傳動(dòng)裝置尺寸較大。方案2適中，比較合適。因此，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M1-6，所選電動(dòng)機(jī)的額定功率=4kw，滿載轉(zhuǎn)速=960r/min，總傳動(dòng)比適中，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)較緊湊。 1.2傳功比的分配 工作機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n=960r/min, ，取，則 2、 V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.1確定計(jì)算功率 工作機(jī)的額定輸出功率=4kw 查表得=1.1，則==1.14=4.4kw 2.2選取V帶型號(hào) 按照任務(wù)書得要求，選擇普通V帶 根據(jù)

6、=4.4kw，=960r/min，查圖選取A型普通V帶 2.3確定帶輪直徑 ==960r/min，==359.5r/min ①選小帶輪直徑 由表取=106㎜， ②驗(yàn)算帶速 V==5.3m/s(滿足要求) ③計(jì)算從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 ==283㎜，取標(biāo)準(zhǔn)值280 ④實(shí)際傳動(dòng)比 i==2.64 2.4定中心距ɑ和基準(zhǔn)帶長(zhǎng) ①初定中心距 0.7（+）≤≤2（+） =600㎜ ②計(jì)算帶長(zhǎng) ≈2+（+）+ =1824㎜ 取標(biāo)準(zhǔn)值=1800㎜ ③確定中心

7、距 =588㎜ ④驗(yàn)算包角 ≈ = =0.97（符合要求） 2.5確定帶根數(shù) =0.96 =1.01 =0.11 帶的根數(shù)z取5根 2.6確定初拉力 查表得q = 0.11㎏/m =136N 2.7計(jì)算壓軸力 =1345N 3、 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1選擇齒輪材料，并確定許用應(yīng)力 小齒輪選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB＝230 大齒輪選用45號(hào)鋼，正火處理，HB＝200 查表齒輪材

8、料的接觸疲勞極限應(yīng)力和彎曲疲勞極限應(yīng)力分別為 =560MPa，=540MPa =210MPa，=200MPa 取==1，則=560MPa,=540MPa =210MPa,=200MPa 3.2按接觸強(qiáng)度初步確定齒輪的主要參數(shù) 計(jì)算小齒輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩 =108.7(Nm) 取齒寬系數(shù)=1，載荷系數(shù)K=1.2，=30，u=3，并取較小的值， =64.8㎜ 模數(shù)m===2.16㎜ 由表取標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5㎜ ==330=90 ==2.530=75㎜ ==2.590=

9、225㎜ =175=75㎜ 3.3驗(yàn)算齒根的彎曲應(yīng)力 根據(jù)，查表得=2.54，=2.20 =47.12MPa =41.28MPa 由于<，<，所以大、小齒輪的彎曲強(qiáng)度足夠。 3.4齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸 ==2.530=75㎜ ==2.590=225㎜ =150㎜ 4、 軸的初步設(shè)計(jì)計(jì)算 軸選用45號(hào)鋼，其材料許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力=35MPa 軸最細(xì)處直徑 大軸直徑=35.170㎜ 小軸直徑=24.96㎜ 5、 箱體的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 箱座壁厚=8㎜ 箱座凸緣厚度b=12㎜ 箱座底

10、凸緣厚度=20㎜ 箱蓋壁度=8㎜ 箱蓋凸緣厚度=12㎜ 軸承旁凸臺(tái)高度h=45㎜ 凸臺(tái)半徑R=22㎜ 外箱壁至軸承座端面的距離=43㎜ 大齒輪頂與內(nèi)箱壁距離=10㎜ 小齒端面到內(nèi)箱壁距離=10㎜ 上下機(jī)體筋板厚度=6.8㎜，=6.8㎜ 主動(dòng)軸承端蓋外徑=112㎜ 從動(dòng)軸承端蓋外徑=130㎜ 軸承旁連接螺栓M14 蓋與座連接螺栓M10 軸承端蓋螺釘M8 檢查視孔蓋螺釘M8 定位銷M8 連接螺栓的間距=150㎜，=190㎜ 地腳螺栓M18，數(shù)量6根 6、 鍵的設(shè)計(jì) ①?gòu)膭?dòng)軸外伸端d=38㎜，考慮鍵在軸中部安裝故選鍵128 GB/T1096—2003，

11、b=12㎜，L=74㎜，h=8㎜，選45號(hào)鋼。 ②與齒輪聯(lián)接處d=55㎜，考慮鍵槽在軸中部安裝，故同一方位母線上，選鍵1610 GB/T1096—2003，b=16㎜，L=64㎜，h=10㎜，選45號(hào)鋼。 ③主動(dòng)軸外伸端d=28㎜，考慮鍵在軸中部安裝故選鍵87GB/T1096—2003，b=8㎜，L=74㎜，h=7㎜，選45號(hào)鋼。 7、 軸承的選擇 考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用單列深溝球軸承 根據(jù)軸頸值查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》選擇： 主動(dòng)軸承6208 （GB/T276-1994）2個(gè) 從動(dòng)軸承6210 （GB/T276-1994）2個(gè) 8、

12、 計(jì)算軸的強(qiáng)度校核 8.1主動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 =108.7Nm =359.5r/min =75㎜ 圓周力=2898.67N 徑向力=1055.03N 由于為直齒輪，軸向力=0 L=133㎜ 垂直面支反力 ==0.5=527.52N 垂直彎矩 =0.5L=35.08Nm 水平面支反力 ==0.5=1449.34N 水平彎矩 =0.5L=96.38Nm 校核 合成彎矩 =102.6Nm 危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩 =107.66Nm （?。? 許用應(yīng)力 =

13、2.60MPa<=650MPa 則強(qiáng)度足夠。 8.2從動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 =303.8Nm =119.8r/min =225㎜ 圓周力=2700.44N 徑向力=982.88N 由于為直齒輪，軸向力=0 L=136㎜ 垂直面支反力 ==0.5=491.44N 垂直彎矩 =0.5L=33.42Nm 水平面支反力 ==0.5=1350.22N 水平彎矩 =0.5L=91.81Nm 校核 合成彎矩 =97.70Nm 危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩 =133.

14、61Nm （?。? 許用應(yīng)力 =119478Pa<=600MPa 則強(qiáng)度足夠。 9、 滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算 9.1主動(dòng)軸承6208壽命計(jì)算 軸承的徑向載荷 =1542.36N 只承受純徑向載荷的軸承 查表=1.5，=1，則P=2313.54N 軸承的基本額定動(dòng)載荷 C=29.5kN 軸承的基本額定壽命用小時(shí) =96115.53h （取） 預(yù)期壽命為：1

15、0年，單班制 L=103008=24000< 軸承壽命合格 9.2從動(dòng)軸承6210壽命計(jì)算 軸承的徑向載荷 =1436.87N 只承受純徑向載荷的軸承 查表=1.5，=1，則P=2155.31N 軸承的基本額定動(dòng)載荷 C=35.0kN 軸承的基本額定壽命用小時(shí) =595765.73h （取） 預(yù)期壽命為：10年，單班制 L=103008=24000< 軸承壽命合格 10、 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

16、 電動(dòng)機(jī)選用：Y132M1-6 =4.4kw A型普通V帶 =106㎜ V=5.3m/s =280㎜ =600㎜ 取=1800㎜ 中心距=588㎜ 包角= 根數(shù)z取5根 初拉力=136

17、N 壓軸力 =1345N 小齒輪選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB＝230 大齒輪選用45號(hào)鋼，正火處理，HB＝200 小齒輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩 =108.7(Nm) 小齒輪齒數(shù) =30 模數(shù)m=2.5㎜ 大齒輪齒數(shù) =90 =75㎜ =225㎜ 47.12MPa 41.28MPa 150㎜ 36㎜ =25㎜

18、 從動(dòng)軸外伸端選鍵128 與齒輪聯(lián)接處選鍵1610 主動(dòng)軸外伸端選鍵87 主動(dòng)軸承6208 從動(dòng)軸承6210 強(qiáng)度足夠 強(qiáng)度足夠 軸承壽命合格 主動(dòng)軸承 10年一換 軸承壽命合格 從動(dòng)軸承 10年一換 選用 彈性套柱聯(lián)軸器 11、 參考文獻(xiàn) 圖書類的參考文獻(xiàn) 1 初嘉鵬、胡建忠機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)中國(guó)計(jì)量出版社，2009 2 陳立德機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書高等教育出版社，2007 11