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設(shè)計題目： 一級錐齒（鏈傳動）減速器 初始數(shù)據(jù)： 輸送帶工作拉力F=2700 N 輸送帶速度v=1.5（m/s） 卷軸直徑D=300mm (例如FVD、Pn、TVD等) 工作年限或壽命（年） 使用年限10 每天工作班制或小時數(shù) 兩班制 減速器類型 （一級或二級） 一級 確定交貨日期（月/日） 是否需要繪圖？ 是 繪圖張數(shù)規(guī)格和所繪零件都是什么？ 減速器齒輪類型 直齒輪/斜齒輪 斜齒輪（錐齒輪） 拍下商品價格（元） 拍下寶貝所用旺旺賬號名稱 zsp614 客戶QQ 517964297 結(jié)構(gòu)簡圖（沒有電子的可拍照后粘貼進(jìn)來） 圖上三角形為要畫的軸和齒輪 特殊要求 （與客服聯(lián)系洽談后請將所談特殊要求填寫進(jìn)來） 輸送帶速度允許誤差+5%到-4% 完成： 一份手寫設(shè)計說明書 一份手畫裝配草圖（畫在坐標(biāo)紙） 總裝配圖一張（CAD，A0或A1）[明細(xì)欄 .中心距. 配合 要最標(biāo)準(zhǔn)的裝配圖樣式] 零件圖3張，至少A1（箱體CAD 軸. 齒輪（手畫）【大齒輪軸 大錐齒輪】 課程設(shè)計(說明書) 一級錐齒輪減速器設(shè)計 （說明書） 學(xué)生姓名 學(xué)院名稱 專業(yè)名稱 指導(dǎo)教師 2013年 1月 9日 目 錄 1 設(shè)計任務(wù)書 2 2 減速器傳動裝置設(shè)計 3 2.1電動機(jī)的選擇 3 2.2確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 5 3 齒輪傳動的設(shè)計計算 8 4 減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 12 5 軸的設(shè)計及校核計算 14 6 鍵連接的選擇和計算 22 7 聯(lián)軸器的選擇 23 8 結(jié) 論 23 9致 謝 23 10 參考文獻(xiàn) 24 1 設(shè)計任務(wù)書 一、 課程設(shè)計題目： 設(shè)計一鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)用的減速器（簡圖如下） 原始數(shù)據(jù)： 已知條件：輸送帶工作拉力F (N) 2700 輸送帶速度V（ｍ/ｓ） 1.5 卷軸直徑D （ｍｍ） 300 工作條件： 設(shè)計一用于鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)上的圓錐齒輪減速器。工作平穩(wěn)，經(jīng)常滿載，兩班制工作，引鏈容許速度誤差為-4％到5％。減速器小批生產(chǎn)，使用期限10年。 2 減速器傳動裝置設(shè)計 2.1電動機(jī)的選擇 1、選擇電動機(jī)的類型： 按工作要求和條件，選用三機(jī)籠型電動機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，Y型。 2、選擇電動機(jī)容量 ： 電動機(jī)所需的功率為： （其中：為電動機(jī)功率，為負(fù)載功率，為總效率。） 而KW, 所以KW 傳動效率分別為： 聯(lián)軸器效率 滾動軸承的效率 圓錐齒輪傳動效率 鏈輪的傳動效率 卷筒傳動效率 傳動裝置的總效率應(yīng)為組成傳動裝置的各部分運(yùn)動副效率之乘積,即： 所以 KW 所以 選取標(biāo)準(zhǔn)為 3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為 查表可得：一級圓錐齒輪減速器傳動比，鏈傳動比，則總傳動比合理范圍為，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750,1000和1500 根據(jù)這個查表可以選擇的電動機(jī)有以下幾種： 表1 方案 電動機(jī)型號 額定功率 P KW 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min 電動機(jī)重量 Kg 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 1 Y132S– 4 5.5 1500 1440 68 2 Y132M2 – 6 5.5 1000 960 84 3 Y160M2– 8 5.5 750 710 119 綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、價格和減速器的傳動比可見第2個方案比較合適因此選定電動機(jī)型號為Y132M 2– 6，轉(zhuǎn)速為960r/min ，功率為5.5KW 。 2.2確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 1、 總傳動比 由選定的的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速n，可得傳動裝置的總傳動比為 = (1) 電動機(jī)型號為Y132SM2-6 ，滿載轉(zhuǎn)速 = 960r/m ,且工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速n = 108.28r/min,則由上面公式(1)可得： 2、分配傳動比 總傳動比為各級傳動比的乘積，即 (2) 設(shè)分別為圓錐齒輪的傳動比和鏈傳動的傳動比，在鏈傳動的傳動比范圍內(nèi)取 則由公式 （2）可得 =10 所以圓柱齒輪減速器的傳動比： 當(dāng)前總傳動比為 傳動后運(yùn)輸鏈速度的誤差為Δ： Δ=，在運(yùn)輸鏈允許誤差±5%內(nèi)。 3、計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) （1）、各軸轉(zhuǎn)速 Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 (2)、各軸輸入功率 Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 (3)、各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩 所以各軸輸出轉(zhuǎn)矩為： Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 軸名 效率P KW 轉(zhuǎn)矩T N*M 轉(zhuǎn)速 n r/m 電動機(jī)軸 5.5 54.71 960 I軸 5.34 53.08 960 II軸 5.02 109.86 384 III軸 4.63 404.94 96 3 齒輪傳動的設(shè)計計算 1.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) （1）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級精度，齒形角，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)。 （2）材料選擇，小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45剛（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度相差40HBS。 2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計 公式： （1）、確定公式內(nèi)的各計算值 1）查得材料彈性影響系數(shù)，節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)。 2）按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞極限。 3）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 小齒輪： 大齒輪： 4）查表得到： ,. 5) 查得接觸批量壽命系數(shù) 6）計算接觸疲勞許用應(yīng)力 7）可以選取，，，； 所以 8) 9） 10) (2)計算 1）試算小齒輪的分度圓直徑，帶入許用應(yīng)力中的較小值 得： = 2）計算圓周速度v 3)齒數(shù)，由公式得大齒輪齒數(shù) ，c=18 所以 取。則大齒輪 所以 4）模數(shù) 大端模數(shù) 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)為4 5）大端分度圓直徑 6）節(jié)錐頂距 7）節(jié)圓錐角（未變位時，與分度圓錐角相等） 21.8° 90°-21.8°=68.2° 8)大端齒頂圓直徑 小齒輪 大齒輪 9）齒寬 取 10）進(jìn)行強(qiáng)度校核計算 <444.6MPa 所以強(qiáng)度符合。 3、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計公式： (1) 確定公式內(nèi)的各計算值 1）查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度。 2）查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 3）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞系數(shù)S=1.6則 4)查取齒形系數(shù) ， 5)應(yīng)力校正系數(shù) ， 6)計算大小齒輪的，并加以比較： 大齒輪大所以取0.01836 (2)、帶入以上數(shù)據(jù)可以求得 (3)進(jìn)行強(qiáng)度校核計算帶入公式 <213.75MPa所以符合。 7）、數(shù)據(jù)整理 名稱 符號 公式 直齒圓錐小齒輪 直齒圓錐大齒輪 齒數(shù) 24 60 模數(shù) m m 4 傳動比 i i 2.5 分度圓錐度 ， 分度圓直徑 96 240 4 減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 名稱 符號 減速器型式及尺寸關(guān)系/mm 箱座壁厚 8 箱蓋壁厚 8 箱蓋凸緣厚度 12 箱座凸緣厚度 12 箱座底凸緣厚度 20 地腳螺釘直徑 12 地腳螺釘數(shù)目 4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 9 機(jī)蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 7 聯(lián)接螺栓的間距 180 軸承端蓋螺栓直徑 5 視孔蓋螺釘直徑 4 定位銷直徑 5 、、到外箱壁距離 18、16、13 、至凸緣邊緣距離 16、14、11 軸承旁凸臺半徑 凸臺高度 外箱壁至軸承座端面距離 30 大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離 12 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離 10 箱蓋、箱座肋厚 、 ； 軸承端蓋外徑 軸承端蓋凸緣厚度 9 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 5 軸的設(shè)計及校核計算 (一)、選擇軸的材料 初選軸的材料為45剛，調(diào)質(zhì)處理，其機(jī)械性能查表可得： 。 (二)、軸的尺寸計算 1、求輸出軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由前面的計算可得 2、初步確定軸的最小直徑 查得 3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 下圖為軸的裝配方案： 4、初步選擇滾動軸承 軸承同時承載徑向力和軸向力，但軸向力較小，故選用單列滾子軸承。 參照工作要求，并根據(jù)尺寸，選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列滾子軸承 NF206，其尺寸為。從而可以知道： 。 6、由經(jīng)驗公式算肩高度： 故取h=4mm，從而確定 由書上公式要求得：,取 7、根據(jù)軸承安裝方便的要求，取，均比小1mm,則： 根據(jù)安裝軸承旁螺栓的要求取。 根據(jù)齒輪與內(nèi)壁的距離要求，取 所以 8、根據(jù)齒輪孔的軸徑和長度，確定 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 9、軸上零件的周向定位 齒輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按手冊查得，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接處的平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為50mm（標(biāo)準(zhǔn)鍵長見）。 為了保證聯(lián)軸器與軸配合有良好的對中性，故選擇聯(lián)軸器輪轂與軸配合為H7/k6。齒輪與軸的聯(lián)接處的平鍵截面 ()，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為26mm準(zhǔn)鍵長見）。為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸配合為H7/n6。滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。 10、確定軸上的圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為2×45°，各軸肩處的圓角半徑見圖 (三)、求軸上的載荷及其校核 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖，做出軸的計算簡圖： （齒輪取齒寬中點(diǎn)處的分度圓直徑作為力的作用點(diǎn)，軸承在寬度中點(diǎn)為作用點(diǎn)）。 軸承1和軸承2之間的距離為88mm，軸承2和錐齒輪間的距離為51.5mm 1、 計算作用在齒輪上的力 圓錐大齒輪 圓錐大齒輪 2、 求作用在軸上的支反力 , , , 所以 所以 3、校核軸承壽命： 查手冊得NF206型滾子軸承參數(shù) 查表8.6得 （1） 計算軸承所承受的軸向載荷 因為軸承1固定，軸承2游離，結(jié)合受力分析圖可知，軸承1被“壓緊”，軸承2被“放松”。由此可得軸承2不受軸向力，所以 , （2） 計算當(dāng)量動負(fù)荷 軸承1： ，由表8.5，用線性插值法可求得： 由查表8.5，并用線性插值法求得：，由此可得 軸承2： 由表8.5，用線性插值法可得： 由差表8.5，用線性插值法求得，由此可得 （3）軸承壽命計算 因為,所以按軸承2計算軸承的壽命 所選軸承NF206滾子軸承合格 (2) 做彎矩圖 根據(jù)上述的圖，求出總的彎矩和做出彎矩圖 (4)作扭矩圖 扭矩圖如圖11.2（機(jī)械設(shè)計課本）所示，為了使扭矩圖符合下述強(qiáng)度計算公式，圖中已把T這算成的含義見前面，并且取 (5)作出計算彎矩圖 根據(jù)以作的總彎矩圖和扭矩圖，求出計算彎矩圖，的計算公式為 (6)、校核軸的強(qiáng)度 只需校核軸上最大彎矩截面的強(qiáng)度： ，故安全。 6 鍵連接的選擇和計算 根據(jù)軸的各個階梯的直徑和長度尺寸選取鍵的尺寸，查有關(guān)資料如下： 本減速器的工作條件為有輕度沖擊載荷，選擇鍵如下： 鍵名 國標(biāo) 1 軸I(聯(lián)軸器) 鍵10X8GB1096-2003 A型 2 軸I（齒輪處） 鍵 10X8 GB1096-2003 A型 3 軸II（聯(lián)軸器） 鍵 8X7 GB1096-2003 A型 4 軸II（齒輪處） 鍵10X8 GB1096-2003 A型 查表的鋼的靜聯(lián)接在時的許用應(yīng)力[ ]=125~150MPa 校核鍵1 =17.23MPa〈 [] d = 35mm L = 48mm 校核鍵2 = 19.24 MPa〈[] d = 33 mm L = 46mm 校核鍵3 = 63.28 MPa〈[] d = 30 mm L = 48mm 校核鍵4 =37.5 MPa〈[] d = 30mm L = 50 mm 所以所有鍵均符合設(shè)計要求，可用。 7 聯(lián)軸器的選擇 考慮到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸直徑、軸的最小直徑、傳動轉(zhuǎn)矩選取聯(lián)軸器 聯(lián)軸器為凸緣聯(lián)軸器：型號如下 GY5聯(lián)軸器 (GB/T5843-2003) 公稱轉(zhuǎn)矩T=400N/m 額定轉(zhuǎn)速 n=8000r/min 質(zhì)量 5.43Kg D=120㎜ 8 結(jié) 論 減速器的設(shè)計是一個較為復(fù)雜的過程，期間設(shè)計計算、繪制工程圖、編制工藝等等，都是較為繁瑣的事情。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展這些過程都變的簡單化。為了適應(yīng)現(xiàn)代市場的需求，就必須運(yùn)用計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)解決過去計算繁瑣，繪圖工作量大及工作效率低，更新速度慢的問題。 通過本設(shè)計我對各種減速器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計步驟有了一個大概的了解，對以前所學(xué)的專業(yè)知識作了一個很好的總結(jié)，設(shè)計中尚有很多不合理和不理解的地方，以待在今后的學(xué)習(xí)工作中來彌補(bǔ)。 9致 謝 感謝學(xué)校和系里為我們學(xué)生提供了優(yōu)越的學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)條件，使我們能夠順利的完成設(shè)計的任務(wù)。我要對所有幫助過我的老師我同學(xué)說一聲感謝，你們都辛苦了！ 10 參考文獻(xiàn) [1].王旭主編 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 機(jī)械工業(yè)出版社 2006. 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