【正文】 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 說明書 題目名稱 ： 二級(jí)圓柱齒輪減速器 學(xué) 院 : 核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院 專 業(yè) : 機(jī)械工程及其自動(dòng)化 班 級(jí) : 機(jī)械三班 指導(dǎo)老師 : 王翔（老師） 學(xué) 號(hào) : 202106040322 姓 名 : 陳建龍 完成時(shí)間 : 2021 年 1 月 11 日 評(píng)定成績(jī) ： 目 錄 一 課程設(shè)計(jì)書 二 設(shè)計(jì)要求 三 設(shè)計(jì)過程 1. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 2. 電動(dòng)機(jī)的選擇 3. 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 4. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 5. 設(shè)計(jì) V 帶和帶輪 6. 減速器內(nèi)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) 7. 滾動(dòng)軸承和傳動(dòng) 軸的設(shè)計(jì) 輸出軸及其所配合軸承的設(shè)計(jì) 中間軸及其所配合軸承的設(shè)計(jì) 輸入軸及其所配合軸承的設(shè)計(jì) 8. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì) 9. 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 四 設(shè) 計(jì)小結(jié) 五 參考資料 二 設(shè)計(jì)要求 題目： 工作條件：雙班制工作，有輕度振動(dòng)，小批量生產(chǎn)，單向傳動(dòng)，軸承壽命 2 年，減速器使用年限為 6 年，運(yùn)輸帶允許誤差 5%?? 三 設(shè)計(jì)過程 題號(hào) 運(yùn)輸帶有效應(yīng)力 （ F/N） 運(yùn)輸帶速度 V（ m/s） 卷筒直徑 D（ mm） 已知數(shù)據(jù) 9600 320 裝置總體設(shè)計(jì) 方案 : 1. 組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。 2. 特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)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(dòng)方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)功率大，將 V帶設(shè)置在高速級(jí)。 其傳動(dòng)方案如下： η 2η 3η 5η 4η 1IIIIIIIVPdPw 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖 裝置總的效率 24V? ? ? ? ? ??總 齒 聯(lián) 卷滾 = V? 為 V帶的效率 ,?齒 為齒輪的傳動(dòng)效率， ?滾 為滾子軸承的效率 ， ?聯(lián) 為聯(lián)軸器的效率（有彈性元件的撓性聯(lián)軸器）， ?卷 為卷筒的效率（齒輪為 7 級(jí)精度，油脂潤(rùn)滑 .因是薄壁防護(hù)罩 ,采用開式效率計(jì)算 )。 （ 1） 選擇電動(dòng)機(jī)的類型 按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓 380V， Y 型 （ 2）選擇電動(dòng)機(jī)的電容 d = 1000FVP ?總 計(jì)算所需條件： F：工作機(jī)的工作阻力 V：工作機(jī)卷筒的線速度 T：工作機(jī)的阻力矩 ?總 裝置的總效率 d9 6 0 0 0 .2 4= = = 2 .91 0 0 0 1 0 0 0 0 .7 9FVP KW? ??總 （ 3） 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 dan i n?? 卷筒工作轉(zhuǎn)速 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 0 .2 4 1 4 .3 2 / m i n320VnrD??? ? ?? ? ?? 取 V帶的傳動(dòng)比為 2~4，二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比為 8~40 求得總傳動(dòng)比的范圍為 16~160 ( 1 6 ~ 1 6 0 ) 1 4 .3 2 2 2 9 ~ 2 2 9 1 / m indan i n r? ? ? ? ?所 以 方案 電動(dòng)機(jī)型 號(hào) 額定功率 同步轉(zhuǎn) 速 滿載轉(zhuǎn) 速 總傳動(dòng) 比 1 Y100L24 3 1500 1440 2 Y132S6 3 1000 960 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、總傳動(dòng)比，選定型號(hào)為 Y132S6 的三相異步電動(dòng)機(jī)。 mamv 1 21 2 1 2v 1 2mni = = 67 .0 4 nni = 3. 15 i =i i = 21 .2 8i = 1. 3 i i = 5. 27 i = 4. 05i =i i i = 67 .2 3n 960n = = = 14 .2 8r / m i ni 67 .2 3n nn= 10 0% = 0. 27 9%n?????‘總’‘總’（ 為 電 動(dòng) 機(jī) 的 滿 載 轉(zhuǎn) 速 ）取 ， 則根 據(jù) 經(jīng) 驗(yàn) 取 ， （ 1）各軸轉(zhuǎn)速 ?n ＝ 0/inm ＝ 960/= Ⅱn ＝ 1/?、?in ＝ Ⅲn ＝ Ⅱn / 2i ＝ Ⅳn = Ⅲn =(2)各軸輸入功率 ⅠP ＝ dp v? ＝ ＝ ⅡP ＝ Ⅰp η 滾 ?齒 ＝ ＝ ⅢP ＝ ⅡP η 滾 ?齒 ＝ ＝ ⅣP ＝ ⅢP η 滾 η 聯(lián) = ＝ (3)各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩 dT =9550mdnP =9550 m ⅠT ＝ dT vi v? = = Nm ⅡT ＝ ⅠT 1i ?滾 ?齒 = = Nm ⅢT ＝ ⅡT 2i ?滾 ?齒 = =m 卷筒軸的輸入功率 ⅣT = ⅢT ?滾 ?聯(lián) = Nm 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果如下表 軸名 功率 P KW 轉(zhuǎn)矩 T Nm 轉(zhuǎn)速 r/min 輸入 輸出 輸入 輸出 電動(dòng)機(jī)軸 3 960 1 軸 2 軸 3 軸 4 軸 （輸出功率乘以各軸輸出端軸承的功率） V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) （ 1） 確定計(jì)算功率（ ca = AP K P ） 1 0 ~ 1 6 h 1 .2AK ?因 為 載 荷 變 動(dòng) 小 ， 空 載 啟 動(dòng) ， 工 作 時(shí) 間 ， 所 以 工 作 情 況 系 數(shù) ca = = 1 .2 2 .9 = 3 .4 8AK K P ? （ 2） 選擇 V帶的帶型 根據(jù)課本 157 頁(yè)圖 811 推出選擇 A 型 V帶 （ 3） 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 d1 并驗(yàn)算帶速 v ?根據(jù)課本 157 頁(yè)表 88，初選小帶輪直徑 d1=100mm ?帶速 v 應(yīng)控制在 5~25m/s，最大不應(yīng)超過 30m/s md1n 1 0 0 9 6 0v = = = 5 . 0 3 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 ms? ? ???? ?計(jì)算大帶輪的 基準(zhǔn)直徑 d2 2 1 5 100 315vd i d m m? ? ? ? ? （ 4） 確定中心距 a，并選擇 V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld ?初定中心距 a0 000 .7 ( 1 2 ) 2 ( 1 2 ) 2 9 0 .5 8 3 0d d a d d a? ? ? ? ? ? ? 取 a0=500mm ?計(jì)算相應(yīng)的帶長(zhǎng) Ld0 200 0( 2 1 )2 ( 1 2 ) 1 6 7 4 . 9 924 ddL d a d d m ma? ?? ? ? ? ? 查課本表 82，選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld=1600mm ?計(jì)算中心距 a及其變動(dòng)范圍 0m in m inm a x m a x0 4 6 2 .5 0 520 .0 1 5 4 3 8 .5 0 50 .0 3 5 1 0 .5 0 5L d L da a a mma a L d a mma a L d a mm?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? （ 5） 驗(yàn)算小帶輪上的包角 α 5 7 . 31 8 0 ( 2 1 ) = 1 5 3 . 3 6 9 0add? ? ? ? ?。 。 。 （ 6） 確定帶的根數(shù) z（ z carPP? ） 根據(jù) d1=100mm， n1=960r/min，查課本表 84a 得 P0= 根據(jù) n1=960r/min， vi =， A 型 V 帶，查課本表 84b 得△ P0= 查表 82 及 85得 LK =， K? = 3 . 4 8z = 3 . 5 9( 0 0 ) 0 . 9 7ca ArLP KPP P P K K?? ? ??? 取 4 根 （ 7） 確定帶的初拉力 0F 查課本表 83 得 q=單根 V帶所需的最小初拉力 20 m i n ( 2 . 5 )( ) 5 0 0 1 4 9 . 5 3caKPF q V NK ZV ???? ? ? ? （ 8） 計(jì)算帶傳動(dòng)的壓軸力 pF 02 s in 1 1 6 4 . 0 62pF z F N?? ? ? ? (9)帶輪采用孔板式結(jié)構(gòu) 高速級(jí)齒輪 、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) ?高速級(jí)齒輪選用斜齒輪配合，低速級(jí)采用直齒輪配合。 ?運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，所以選 7級(jí)精度。 ?齒輪材料及熱處理 材料：高速級(jí)小齒輪選用 45? 鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 小齒輪 280HBS 高速級(jí)大齒輪選用 45? 鋼正火，齒面硬度為 大齒輪 240HBS 齒輪精度：按 GB/T10095－ 1998，選擇 7 級(jí)，齒根噴丸強(qiáng)化。 ④初步選擇小齒輪齒數(shù) z1=17，大齒輪齒數(shù) z2=90 ⑤選擇螺旋角，初選螺旋角 β=15176。 2. 齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 2131 2 1 ()[]t HEtdHKT ZZud u?? ? ???? ? ? （ 1）數(shù)值的計(jì)算選取 ?試選 Kt= ?查課本圖 1026 得1??=， 2?? =， 12??? ? ???= ?查課本圖 1030 得 HZ = ④計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 5 5 4211v 10 10 = = 10960niPT N m m? ??? ? ? ⑤查課本表 107取齒寬系數(shù)Φ d= ⑥查課本表 106得材料的彈性影響系數(shù) ZE= 12MPa ⑦ 查 課 本 圖 1021d 按 齒 面 硬 度 查 得 小 齒 輪 的 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 極 限lim 1 600H MP a? ? ，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 2 550H MP a? ? ⑧計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 8118 81216 0 6 0 3 0 4 .7 6 1 ( 2 8 3 6 5 6 ) 6 .4 0 7 1 06 .4 0 7 1 0 1 .2 1 6 1 05 .2 7hN n jLNNi? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ⑨查課本圖 1019 取接觸疲勞壽命系數(shù) 120 .9 3 , 0 .9 7H N H NKK?? ⑩取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1 1 l im 112 l im 2212[ ] 600 558[ ] 550 553 .5[ ] [ ][ ] 545 .752HNHHNHHHHK MPaSK MPaSMPa???????? ? ? ?? ? ? ???? 2131 2 1 ( ) 5 4 . 4 5[]t HEtdHKT ZZud m mu?? ? ???? ? ? ? （ 2） 計(jì)算圓周速度 11 5 4 . 4 5 9 6 0 0 . 8 7 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 3 . 1 5tvdnv m si? ? ??? ? ?? ? ? （ 3） 計(jì)算齒寬 b及模數(shù) ntm 11c os c os 15?