單級斜齒圓柱齒輪減速器地設(shè)計(jì).

機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目單級斜齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì) 學(xué)院 能源與動(dòng)力學(xué)院專業(yè)熱能與動(dòng)力工程-動(dòng)力機(jī)械 班級 動(dòng)力機(jī)械x班 學(xué)號 091102xxxx 設(shè)計(jì)人：xxx 指導(dǎo)教師：xxx 完成日期：2011年7月13日 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書------------------------------------------3 二、 電動(dòng)機(jī)的選擇---------------------------------------4 三、 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)---------------4 四、 三角帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)------------------------------------6 五、 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算------------------------------------7 六、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算---------------------------------------9 七、 滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算---------------------------12 八、 鍵聯(lián)接的選擇與校核計(jì)算------------------------13 九、 聯(lián)軸器的選擇---------------------------------------14 十、 潤滑與密封------------------------------------------14 十一、 設(shè)計(jì)小結(jié)----------------------------------------15 十二、 參考資料----------------------------------16 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 用于帶式運(yùn)輸機(jī)的單級斜齒圓柱齒輪減速器。傳動(dòng)裝置簡圖如如下圖所示: 工作條件與要求：單班制工作，空載啟動(dòng)，單向、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，工作中有輕微振動(dòng)。 運(yùn)輸帶速度允 許速度誤差為±5%。工作期限為十年，檢修期間隔為三年。小批量生產(chǎn)。 F=2850N V=1.5m/s D=400mm 二、電動(dòng)機(jī)的選擇 1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇： Ｙ系列全封閉自扇冷鼠籠型三箱異步電機(jī) 2、電動(dòng)機(jī)功率的選擇： (1)電動(dòng)機(jī)工作所需的有效功率為： Pw=Fw·Vw/1000=2850*1.5/1000=4.275Kw (2) 傳動(dòng)機(jī)裝置的總功率: =0.96x0.98x0.98x0.98x0.99x0.96=0.876 (3 ) 電機(jī)所需的工作功率:P=Pw/總=4.88Kw 查表得：Ped=5.5Kw 選電動(dòng)機(jī)型號：Y132M2-6 如此n滿=960r/min 三、運(yùn)動(dòng)參數(shù)與動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 1、計(jì)算總傳動(dòng)比與分配各級的傳動(dòng)比 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速 n=60x1000v/〔πD〕 =60x1000x1.5/(3.14x400) =71.62r/min i 總=n 滿/n=960/71.62=14.40 查表取i帶=3 如此 i齒=14.40/3=4.80 P=4.88Kw 設(shè)計(jì)計(jì)算與說明 2、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速 n0=n滿=960r/min nⅠ=n/i帶=960/3=320 r/min nⅡ=nⅠ/i齒=320/4.80=66.67 r/min nw=nⅡ=66.67r/min 3、計(jì)算各軸的功率 ( KW) Po =P =4.88kw PⅠ=Px0.96=4.68kw PⅡ=PⅠx0.995 x 0.97 = 4.52 kw Pw=4.52 x 0.995 x 0.98 = 4.41 KW 4、計(jì)算各軸扭矩 ( N ? m) I軸 T1 = 9550PI/nI = 9550 x 4.68 / 320 = 139.67 Nm II軸 TII = 9550PII/nII = 9550 x 4.52 /66.67 = 647.46 Nm 工作軸 Tw = 9550Pw/nw = 9550 x 4.41 / 66.67 = 631.70 Nm 電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩 T0 = 9550P0/nm = 9550 x 4.88 / 960 = 48.55 Nm 軸名 參數(shù) 電動(dòng)機(jī)軸 Ⅰ軸 Ⅱ軸 工作軸 轉(zhuǎn)速〔r/min〕 960 320 66.67 66.67 功率〔kw〕 4.88 4.68 4.52 4.41 轉(zhuǎn)矩T〔N ? m〕 48.55 139.67 647.46 637.70 傳動(dòng)比i 3.00 4.80 1.00 效率 0.96 0.966 0.976 設(shè)計(jì)計(jì)算與說明 結(jié)果 四、三角帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) ( 1) 選擇普通 V 帶 Pc=KaP=1.1x5.5=6.05kw 由圖可選用A型普通V帶 取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑dd1=100mm，從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑dd2=3x100=300mm (2) 確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速V： V=πdd1n1/60x1000 =πx100x960/60x1000=5.03m/s 在 5~25 m/s X圍內(nèi)，帶速適宜。 (3) 確定帶長和中心矩 0.7〔dd1+dd2〕≤a0≤2〔dd1+dd2〕 可得280≤a0≤800 初步確定 a0=500mm 由L0=2a0+πx〔dd1+dd2〕/2+(dd2-dd1)²/4a0得 L0=1648.3mm 確定基準(zhǔn)長度Ld=1600mm 計(jì)算實(shí)際中心距 a≈a0+(Ld-L0)/2=476mm 可調(diào)X圍 452<a0<524 選用A型普通V帶 dd1=100mm dd2=300mm V=5.03m/s Ld=1600mm a=476mm ( 4 ) 驗(yàn)算小帶輪包角 α= 1 80°- ( dd2-dd1) /a x57 .3° =156°＞120°〔適用〕 (5) 確定帶的根數(shù) 由n0=960r/min dd1=100mm i=3 查表P0=0.96kw ΔP0=0.11kw 查表kα=0.935 Kl=0.99 由Z=Pca/[p] =1.1x5.5/(0.96+0.11)x0.935x0.99 =6.11取Z=7 (6) 計(jì)算X緊力F0 查表得q=0.10kg/m,如此： F0=500x1.1x5.5/(7x5.03)x(2.5/0.935-1)+0.10x5.03² =146.33N 如此作用在軸承的壓軸力Fq： Fq=2x7x146.33xsin(156°/2)=2003.85 N 五、 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 (l)選擇齒輪材料與精度等級 α=156° Z=7 F0=146.33N Fq=2003.85 N 小齒輪：選用 20CrMnTi，滲碳淬火； 齒面硬度為 56~62HRC。 大齒輪：選用 20Cr，滲碳淬火； 齒面硬度 56~62HRC。 〔2〕按齒輪彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 取載荷系數(shù)k=1.1，齒輪系數(shù)φd=1 小齒輪上的轉(zhuǎn)矩：T1=9.55x1000000xp/nⅠ =1.4 x 10^5 N ? m 初選螺旋角β=15°，取Z1=20，如此 Z2=4.80x20≈96 實(shí)際傳動(dòng)比i=Z2/Z1=96/20=4.80 齒形系數(shù)Zv1=Z1/cosβ^3=22.19 Zv2=Z2/cosβ^3=106.52 查表得 Yf1=2.72 Ys1=1.57 Yf2=2.18 Ys2=1.80 因 Yf1 Ys1/[бF1]＞Yf2Ys2/[бF2],故對小齒輪進(jìn)展彎曲強(qiáng)度計(jì)算 Mn≥1.866mm 由表取Mn=2mm Z1=20 Z2=96 i=4.80 Mn=2mm 中心距a=Mn(Z1+Z2)/2cosβ=120.09mm 取a=120mm 確定螺旋角β=arcos[Mn(Z1+Z2)/2a]=14.835° 齒輪分度圓直徑d1=MnZ1/cosβ=41.38mm d2= MnZ2/cosβ=198.62mm 模數(shù)m=d1/Z1=2.069 齒寬b=φdxd1=1x41.38=41.38mm b2=45mm b1=50mm 驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度 σH =1025.3 Mpa < [σH] 齒輪圓周速度：v=πd1n1/(60x1000)=0.693m/s 用 8級精度 六、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 l 、選擇軸的材料 選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理；硬度 217-255 HBW 2、估算軸徑 (1)Ⅰ軸直徑 由算得參數(shù)可知： P1=4.68kw ; n1=320r/min 如此由dmin=C〔P/n的三次方根〕可算Ⅰ軸最小直徑： dmin=22.90mm dminx〔1+5%〕=24.045mm a=120mm d1=41.38mm d2=198.62mm b1=50mm b2=45mm v=0.693m/s 如此?、褫Sdmin=25mm。 Ⅰ軸為階梯軸，經(jīng)實(shí)驗(yàn)計(jì)算設(shè)計(jì)各階梯軸直徑如下：dmin=25mm； d1=30mm; d2=35mm。經(jīng)過驗(yàn)證，此階梯軸設(shè)計(jì)可行。 〔2〕Ⅱ軸直徑 由算得參數(shù)可知： P2=4.52kw ; n2=66.67r/min 如此由dmin=C〔P/n的三次方根〕可算Ⅰ軸最小直徑： dmin=42.85mm dmin x〔1+5%〕=44.99 如此?、蜉Sdmin=45mm。 Ⅰ軸為階梯軸，經(jīng)實(shí)驗(yàn)計(jì)算設(shè)計(jì)各階梯軸直徑如下：dmin=45mm；d1=50mm; d2=55mm; d3=60mm。 經(jīng)過驗(yàn)證，此階梯軸設(shè)計(jì)可行。 Ⅰ軸dmin=25mm d1=30mm; d2=35mm Ⅱ軸：dmin=45mm d1=50mm; d2=55mm; d3=60mm。 3、軸各段長度確定 〔1〕Ⅰ軸長度確定 Ⅰ軸最小直徑段連接皮帶，根據(jù)普通V帶輪的結(jié)構(gòu)與尺寸公式，長度B=(z-1)e+2f. 皮帶的選擇為A型普通帶，查表3—5可知，其中e=15mm,f=10mm,而z=4，可算的B=65mm. 接下來兩段可根據(jù)軸承等確定為：L1=L2=33mm。 〔2〕Ⅱ軸各段長度： Ⅱ軸各段長度在二號圖紙中已經(jīng)標(biāo)明，其各段長度如下： L1=65mm; L2=36mm; L3=36mm; L4=36mm; L5=8mm; L6=31mm; Ⅰ軸三段長度分別為〔從最小直徑段開始〕： B=65mm. L1=L2=33mm。 Ⅱ軸各段長度： L1=65mm; L5=8mm; L6=31mm; L3=36mm; L4=36mm; L2=36mm; 4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸上零件的定位，固定和裝配。 單級減速器可將齒輪安擁在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，主動(dòng)軸采用齒輪軸 七、滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)與計(jì)算 1、選擇軸承 由于軸承要承受徑向和軸向的載荷，應(yīng)當(dāng)選擇角接觸球軸承。 2、軸承參數(shù)確定 小齒輪軸的軸承內(nèi)徑 dl =35mm 大齒輪軸的軸承內(nèi)徑 d2=55mm 〔1〕查表8-158 小齒輪軸上的軸承選擇型號為7007 AC 大齒輪軸上的軸承選擇型號為7011AC 〔2〕7007A C 型號的軸承的主要參數(shù). d =35mm D = 62 mm B = 14 mm 〔3〕7011AC 型號軸承的主要參數(shù): d = 55mm D =90mm B =18mm 通過驗(yàn)證，軸承選擇合格。 八、 鍵聯(lián)接的選擇與校核計(jì)算 1、 Ⅰ軸外伸端d=25mm，考慮到鍵在軸中部位安裝，應(yīng)當(dāng)選鍵8x20GB/T1095-2003,b=8mm. L=20mm;h=7mm;t=4.0mm;h-t=3mm; 選擇 45 鋼，許用擠壓應(yīng)力 бp=2T/dkl<[б]p=100Mpa 如此強(qiáng)度足夠，合格 2、 Ⅱ軸外伸端d=45mm，考慮到鍵在軸中部位安裝，應(yīng)當(dāng)選鍵12x53GB/T1095-2003,b=14mm. L=50mm;h=9mm;t=5.5mm; h-t=3.5mm; 選擇 45 鋼，許用擠壓應(yīng)力 бp=2T/dkl<[б]p=100Mpa 如此強(qiáng)度足夠，合格 3、從動(dòng)軸與齒輪聯(lián)接處d=60mm考慮到鍵在軸中部位安裝，應(yīng)當(dāng)選鍵18x35GB/T1095-2003,b=18mm 選擇 45 鋼，許用擠壓應(yīng)力 бp=2T/dkl<[б]p=100Mpa 如此強(qiáng)度足夠，合格 九、 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，考慮裝卸方便與經(jīng)濟(jì)問題，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器LT7型 GB1T4353- 1 984公稱尺寸轉(zhuǎn)矩Tn =500 N.m, Tc<Tn,采用L推薦=65mm。 十、 潤滑與密封 1、 滾動(dòng)軸承的潤滑，V=1.43m/s<1.5m/s,采用潤滑脂潤滑。 2、 齒輪的潤滑采用浸油潤滑，侵入油的零件頂部到箱體內(nèi)底部的距離為H=45mm. 3 、潤滑油的選擇 查表得，齒輪選用全損耗系統(tǒng)用潤滑油較為便 利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-AN32 潤滑油. 輸承選用 ZL-1 號通用鋰基潤滑脂 3、 密封方法 (1 )箱體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 ) 觀察孔和油孔處接合面的密封 在觀察孔或螺塞與機(jī)體之間加石相橡膠紙，墊片行密封。 十一、設(shè)計(jì)小結(jié) 十二、參考文獻(xiàn) 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》〔第四版〕陳秀寧施高義編著 《機(jī)械設(shè)計(jì)根底》王新華主編 《機(jī)械制圖》第二版裘文言瞿元賞主編